Infraroodthermografie voor de detectie van veranderingen in de activiteit van bruin vetweefsel

Infraroodthermografie maakt het mogelijk om de activiteit van bruin vetweefsel bij proefdieren en menselijke deelnemers te schatten, ongeacht geslacht, leeftijd of de effecten van verschillende pathologische aandoeningen. PET-CT faalt als voorkeursmethode voor het meten van de activiteit van bruin vetweefsel, vooral na een maaltijd. Daarom werd een niet-invasieve en meer gevoelige infraroodthermografie ontwikkeld.

Met behulp van infraroodthermografie kunnen we bepalen dat de pathofysiologische veranderingen in bruine vetweefselactiviteit of badactiviteit bij mensen met obesitas en diabetes mellitus en geneesmiddelen bepalen die slechte activiteit bij deze patiënten kunnen verjongen. Deze methode kan worden gebruikt om de fysiologische effecten van hormonen te bepalen of therapeutische stoffen te synthetiseren op slechte activiteit bij mensen en proefdieren. Vraag de deelnemers of ze 's nachts goed uitgerust en vasten zijn.

Ze zullen minstens 30 minuten rusten voordat ze worden gemeten om mogelijke activering van bruin vetweefsel te voorkomen. Voer de experimenten uit in de ochtenduren. Vraag de deelnemers 15 minuten voor de meting om hun bovenkleding uit te trekken.

Terwijl de deelnemers rusten, monteer je de thermische camera op het statief en plaats je deze op een meter afstand van de plek waar de deelnemer zal zitten. Sluit de thermische camera aan op een computer en software volgens de instructies van de fabrikant. Bepaal de gereflecteerde temperatuur van de kamer door gerimpelde aluminiumfolie op te nemen bij een brandpuntsafstand van een meter.

Om dit te doen, voert u in de camerasoftware de afstand van nul meter en de emissiviteit van één in. Voer vervolgens waarden van atmosferische druk en relatieve vochtigheid in. Om de gereflecteerde temperatuur te bepalen, kiest u de vierkante vorm en selecteert u een ROI op de aluminiumfolie.

Kies vervolgens het eerste pictogram aan de linkerkant in het hoofdvenster van de camera en lees de gemiddelde temperatuur, die nodig is voor verdere analyse. Bepaal vlak voordat u met de metingen begint de kamertemperatuur en luchtvochtigheid. Kies in de software boven het hoofdcameravenster het derde pictogram aan de linkerkant.

Kies in het venstermenu de optie Recordinstellingen bewerken, waarmee een nieuw venster wordt geopend. Selecteer in de opnamemodus de optie Opnemen op schijf en stel de record voor deze duur in op het gewenste tijdstip. Beperk in de opnameopties van hetzelfde venster de opnamesnelheid tot vijf hertz en kies de locatie waar de opnamen worden opgeslagen.

Sluit het bestaande venster, open Bewerken in het hoofdmenu en selecteer Voorkeuren. Voer er vijf in de doelframesnelheid in. Selecteer Sneltoets / Remote Start kan de opname stoppen.

En selecteer in het vervolgkeuzemenu In Start / Stop-modus. Zorg er op het moment van de meting voor dat alleen de deelnemer en de experimentator aanwezig zijn. Vermijd luchtbeweging en zorg ervoor dat de deelnemer uit de buurt is van koude tocht, zonlicht of een warmtebron zoals gloeilampen.

Lokaliseer het supraclaviculaire gebied van de nek boven het sleutelbeen, waar bruin vetweefsel zich bevindt. Plaats de deelnemer zo dat dit gebied zich op een meter brandpuntsafstand bevindt. Neem een korte film op gedurende 10 tot 15 seconden met een framesnelheid van 5 FPS door op de F5-toets te drukken.

Zorg ervoor dat alle deelnemers dezelfde maaltijd eten. Maak na de maaltijd een nieuwe opname na 30 minuten en vervolgens één, twee en drie uur door op F5 te drukken met dezelfde instellingswaarden. Verzamel de dag voor het experiment het vaginale wattenstaafje van het dier en verspreid de cellen op een glazen dia.

Laat het aan de lucht drogen. Bevlek de cellen gedurende één minuut met 500 microliter 0,1% cresylviolet acetaat en spoel ze vervolgens driemaal af met water. Bekijk de cellen onder een lichtmicroscoop met 100 keer vergroting en brightfieldverlichting.

Bepaal de fase van de oestruscyclus op basis van het aantal leukocyten en nucleaire en gekwantificeerde epitheelcellen waargenomen in het uitstrijkje. Bereid op de ochtend van het experiment de thermische camera en opname-instellingen voor. Plaats het dier voorzichtig in een schone kooi en plaats de kooi onder de thermische camera op een brandpuntsafstand van één meter.

Neem een film op door op F5 te drukken. Weeg de voedselkorrel af voordat u deze aan elk dier geeft om de voedselinname te berekenen. Laat het dier 30 minuten eten in zijn kooi en weeg de voerkorrel na de maaltijd opnieuw. Herhaal IR-metingen 30 minuten, een uur en twee uur na het begin van een maaltijd.

Test na het experiment de fase van de oestruscyclus bij vrouwelijke dieren, zoals eerder getoond. Voer voor elke film de variabelen in de camerasoftware in, zoals huidemissiviteit, gereflecteerde kamertemperatuur, luchttemperatuur, relatieve vochtigheid en afstand tot het object. Selecteer het geschikte frame in de film door de afspeelkop onder aan het scherm te verplaatsen of door op de pauzeknop te drukken.

Selecteer het gewenste gebied door de gewenste vorm van het gebied aan de linkerkant van het hoofdvenster te kiezen. Kies de vorm die het beste overeenkomt met het gebied van de huid tussen de schouderbladen. Bij het kiezen van de regio van belang, worden de minimale, maximale en gemiddelde temperaturen aan de rechterkant weergegeven.

In de afbeelding vertegenwoordigt de rode driehoek het punt van de maximaal geregistreerde temperatuur en de blauwe driehoek de minimaal geregistreerde temperatuur. Herhaal deze stap voor meerdere frames om er zeker van te zijn dat de gemeten temperatuur stabiel is gedurende enkele seconden van de opname. Trek de maximale temperaturen van de huid boven het bruine vetweefsel voor een maaltijd af van de maximale temperaturen na een maaltijd om de toename van de postprandiale activiteit te bepalen.

De activiteit van bruin vetweefsel werd bepaald door twee huidgebieden te analyseren: één boven het bruine vetweefsel en de tweede in het interclaviculaire gebied als referentiepunt. De activiteit van het bruine vetweefsel werd berekend als 1,8 graden Celsius uit de verschillen tussen de maximale temperaturen in beide huidgebieden. Maar de activiteit kan niet worden gepresenteerd door maximale temperaturen van de huid boven het bruine vetweefsel, omdat er geen afname van de huidtemperatuur is, zelfs niet na drie uur van de maaltijd.

Bij muizen werden de veranderingen in activiteit na een maaltijd gemeten bij diestrusvrouwtjes door de gemiddelde temperatuur van de huid boven bruin vetweefsel te meten. Significante veranderingen in activiteit werden 30 minuten na een maaltijd alleen bepaald wanneer de maximale temperatuur werd gemeten. Een goede selectie van overeenkomende controlepersonen is het moeilijkste deel van klinische studies, omdat gezonde controles en deelnemers met pathologische aandoeningen zo veel mogelijk op elkaar moeten lijken en alleen verschillen in de onderzochte ziekte.

Naast dit protocol kunnen de bloedglucoseconcentratie en lichaamstemperatuur worden gemeten, waardoor de correlatieanalyse tussen slechte activiteit en glucosegebruik of toename van de lichaamstemperatuur mogelijk is. Deze gevoelige en niet-invasieve techniek opent tal van mogelijkheden bij het bepalen van de fysiologische en pathofysiologische veranderingen van bruine vetweefselactiviteit in andere experimentele omgevingen en studies.