Termografia a infrarossi per la rilevazione di cambiamenti nell'attività del tessuto adiposo bruno

La termografia a infrarossi consente di stimare l'attività del tessuto adiposo bruno negli animali da laboratorio e nei partecipanti umani, indipendentemente dal sesso, dall'età o dagli effetti di diverse condizioni patologiche. La PET-CT fallisce come metodo di scelta per misurare l'attività del tessuto adiposo bruno, specialmente dopo un pasto. Pertanto, è stata sviluppata una termografia a infrarossi non invasiva e più sensibile.

Utilizzando la termografia a infrarossi, possiamo determinare che i cambiamenti fisiopatologici nell'attività del tessuto adiposo bruno o nell'attività del bagno nelle persone con obesità e diabete mellito e determinare il farmaco che può ringiovanire la cattiva attività in questi pazienti. Questo metodo potrebbe essere utilizzato per determinare gli effetti fisiologici degli ormoni o sintetizzare sostanze terapeutiche sulla cattiva attività nell'uomo e negli animali da laboratorio. Chiedi ai partecipanti se sono ben riposati e digiunano durante la notte.

Riposeranno per almeno 30 minuti prima delle misurazioni per evitare possibili attivazioni del tessuto adiposo bruno. Esegui gli esperimenti nelle ore del mattino. 15 minuti prima della misurazione, chiedere ai partecipanti di togliersi gli indumenti superiori.

Mentre i partecipanti sono a riposo, montare la telecamera termica sul treppiede e posizionarla a un metro di distanza dal punto in cui il partecipante sarà seduto. Collegare la termocamera a un computer e software come indicato dal produttore. Determinare la temperatura riflessa della stanza registrando un foglio di alluminio rugoso a una distanza focale di un metro.

Per fare ciò, nel software della fotocamera, inserire la distanza di zero metri e l'emissività di uno. Quindi, inserisci i valori della pressione atmosferica e dell'umidità relativa. Per determinare la temperatura riflessa, scegli la forma quadrata e seleziona un ROI sul foglio di alluminio.

Quindi, scegli la prima icona da sinistra nella finestra principale della fotocamera e leggi la temperatura media, necessaria per ulteriori analisi. Poco prima di iniziare le misurazioni, determinare la temperatura dell'aria ambiente e l'umidità dell'aria. Nel software, sopra la finestra principale della fotocamera, scegli la terza icona da sinistra.

Nel menu a comparsa, scegli Modifica impostazioni record, per aprire una nuova finestra. In modalità di registrazione, selezionare Registra su disco e impostare il record per questa durata all'ora desiderata. Nelle Opzioni di registrazione della stessa finestra, limitare la velocità di registrazione a cinque hertz e scegliere la posizione in cui verranno salvate le registrazioni.

Chiudi la finestra esistente, apri Modifica nel menu principale e seleziona Preferenze. Immettete cinque nella frequenza fotogrammi di destinazione. Selezionare Tasto di scelta rapida / Avvio remoto può interrompere la registrazione.

E dal menu a discesa, seleziona In modalità Start / Stop. Al momento della misurazione, assicurarsi che siano presenti solo il partecipante e lo sperimentatore. Evitare il movimento dell'aria e assicurarsi che il partecipante sia lontano da correnti d'aria fredda, luce solare o qualsiasi fonte di calore come le lampadine.

Individuare l'area sopraclavicolare del collo sopra la clavicola, dove si trova il tessuto adiposo bruno. Posizionare il partecipante in modo tale che quest'area sia a una distanza focale di un metro. Registra un breve filmato per 10-15 secondi a un frame rate di 5 FPS premendo il tasto F5.

Assicurati che tutti i partecipanti mangino lo stesso pasto. Dopo il pasto, effettuare una nuova registrazione a 30 minuti e poi una, due e tre ore premendo F5 utilizzando gli stessi valori di impostazione. Il giorno prima dell'esperimento, raccogliere il tampone vaginale dell'animale e distribuire le cellule su un vetrino.

Lasciare asciugare all'aria. Macchiare le cellule con 500 microlitri di acetato di violetto cresyl allo 0,1% per un minuto, quindi sciacquarle tre volte con acqua. Guarda le cellule al microscopio ottico con ingrandimento 100 volte e illuminazione a campo chiaro.

Determinare la fase del ciclo estrale in base al numero di leucociti e cellule epiteliali nucleate e quantificate osservate nello striscio. La mattina dell'esperimento, preparare la termocamera e le impostazioni di registrazione. Posizionare con attenzione l'animale in una gabbia pulita e posizionare la gabbia sotto la termocamera a una distanza focale di un metro.

Registrare un filmato premendo F5. Pesare il pellet alimentare prima di darlo a ciascun animale per calcolare l'assunzione di cibo. Lasciare che l'animale mangi per 30 minuti nella sua gabbia e pesare nuovamente il pellet di cibo dopo il pasto. Ripetere le misurazioni IR 30 minuti, un'ora e due ore dopo l'inizio di un pasto.

Dopo l'esperimento, testare la fase del ciclo estrale negli animali femmina, come mostrato in precedenza. Per ogni filmato, inserisci le variabili nel software della fotocamera, ad esempio l'emissività della pelle, la temperatura ambiente riflessa, la temperatura dell'aria, l'umidità relativa e la distanza dall'oggetto. Selezionare il fotogramma adatto dal filmato spostando l'indicatore di riproduzione nella parte inferiore dello schermo o premendo il pulsante Pausa.

Seleziona la regione di interesse scegliendo la forma desiderata dell'area sul lato sinistro della finestra principale. Scegli la forma che meglio corrisponde alla zona della pelle tra le scapole. Dopo aver scelto la regione di interesse, le temperature minima, massima e media verranno visualizzate sulla destra.

Nell'immagine, il triangolo rosso rappresenta il punto di temperatura massima registrata e il triangolo blu rappresenta la temperatura minima registrata. Ripetete questo passaggio per diversi fotogrammi per assicurarvi che la temperatura misurata sia stabile durante alcuni secondi della registrazione. Sottrarre le temperature massime della pelle sopra il tessuto adiposo bruno prima di un pasto dalle temperature massime dopo un pasto per determinare l'aumento dell'attività postprandiale.

L'attività del tessuto adiposo bruno è stata determinata analizzando due aree cutanee: una sopra il tessuto adiposo bruno e la seconda nell'area interclavicolare come punto di riferimento. L'attività del tessuto adiposo bruno è stata calcolata come 1,8 gradi Celsius dalle differenze tra le temperature massime in entrambe le aree della pelle. Ma l'attività non può essere presentata dalle temperature massime della pelle sopra il tessuto adiposo bruno poiché non vi è alcuna diminuzione della temperatura cutanea anche dopo tre ore dal pasto.

Nei topi, i cambiamenti nell'attività dopo un pasto sono stati misurati nelle femmine di estro misurando la temperatura media della pelle sopra il tessuto adiposo bruno. Cambiamenti significativi nell'attività sono stati determinati 30 minuti dopo un pasto solo quando è stata misurata la temperatura massima. La corretta selezione dei soggetti di controllo corrispondenti è la parte più difficile degli studi clinici poiché i controlli sani e i partecipanti con condizioni patologiche dovrebbero essere il più simili possibile e differire solo nella malattia studiata.

Oltre a questo protocollo, è possibile misurare la concentrazione di glucosio nel sangue e la temperatura corporea, il che consente l'analisi di correlazione tra cattiva attività e utilizzo del glucosio o aumento della temperatura corporea. Questa tecnica sensibile e non invasiva apre numerose possibilità nel determinare i cambiamenti fisiologici e fisiopatologici dell'attività del tessuto adiposo bruno in altri contesti e studi sperimentali.