Termografia w podczerwieni do wykrywania zmian w aktywności brunatnej tkanki tłuszczowej

Termografia w podczerwieni umożliwia oszacowanie aktywności brunatnej tkanki tłuszczowej u zwierząt laboratoryjnych i ludzi, niezależnie od płci, wieku czy skutków różnych stanów patologicznych. PET-CT zawodzi jako metoda z wyboru do pomiaru aktywności brunatnej tkanki tłuszczowej, zwłaszcza po posiłku. W związku z tym opracowano nieinwazyjną i bardziej czułą termografię w podczerwieni.

Za pomocą termografii w podczerwieni możemy stwierdzić, że patofizjologiczne zmiany w aktywności brunatnej tkanki tłuszczowej lub aktywności kąpieli u osób z otyłością i cukrzycą oraz określić lek, który może odmłodzić złą aktywność u tych pacjentów. Metoda ta może być wykorzystana do określenia fizjologicznego wpływu hormonów lub syntezy substancji terapeutycznych na złą aktywność u ludzi i zwierząt laboratoryjnych. Zapytaj uczestników, czy są wypoczęci i czy poszczą przez noc.

Będą odpoczywać przez co najmniej 30 minut przed pomiarami, aby uniknąć ewentualnej aktywacji brązowej tkanki tłuszczowej. Wykonuj eksperymenty w godzinach porannych. Na 15 minut przed pomiarem poproś uczestników o zdjęcie wierzchniej części odzieży.

Podczas gdy uczestnicy odpoczywają, zamontuj kamerę termowizyjną na statywie i ustaw ją w odległości jednego metra od miejsca, w którym uczestnik będzie siedział. Podłącz kamerę termowizyjną do komputera i oprogramowania zgodnie z instrukcją producenta. Określ odbitą temperaturę pomieszczenia, rejestrując pomarszczoną folię aluminiową w odległości ogniskowej jednego metra.

Aby to zrobić, w oprogramowaniu kamery wprowadź odległość mierników zerowych i emisyjność jednego. Następnie wprowadź wartości ciśnienia atmosferycznego i wilgotności względnej. Aby określić odbitą temperaturę, wybierz kwadratowy kształt i wybierz zwrot z inwestycji na folii aluminiowej.

Następnie należy wybrać pierwszą ikonę od lewej w oknie głównym kamery i odczytać średnią temperaturę, która jest niezbędna do dalszej analizy. Tuż przed rozpoczęciem pomiarów należy określić temperaturę i wilgotność powietrza w pomieszczeniu. W oprogramowaniu, nad głównym oknem aparatu, wybierz trzecią ikonę od lewej.

Z menu podręcznego wybierz opcję Edytuj ustawienia rekordu, co spowoduje otwarcie nowego okna. W trybie nagrywania wybierz opcję Nagraj na dysk i ustaw rekord na ten czas w żądanym czasie. W Opcjach nagrywania w tym samym oknie ogranicz szybkość nagrywania do pięciu Hz i wybierz lokalizację, w której nagrania zostaną zapisane.

Zamknij istniejące okno, otwórz Edytuj w menu głównym i wybierz Preferencje. Wprowadź pięć w docelowej liczbie klatek na sekundę. Wybierz Skrót klawiszowy/Zdalny start, aby zatrzymać nagrywanie.

Z menu rozwijanego wybierz opcję W trybie Start/Stop. W czasie pomiaru upewnij się, że obecny jest tylko uczestnik i eksperymentator. Unikaj ruchu powietrza i upewnij się, że uczestnik znajduje się z dala od zimnych przeciągów, światła słonecznego lub innych źródeł ciepła, takich jak żarówki.

Zlokalizuj obszar nadobojczykowy szyi powyżej obojczyka, gdzie znajduje się brązowa tkanka tłuszczowa. Ustaw uczestnika tak, aby ten obszar znajdował się w odległości ogniskowej jednego metra. Nagraj krótki film przez 10 do 15 sekund z szybkością 5 klatek na sekundę, naciskając F5.

Upewnij się, że wszyscy uczestnicy jedzą ten sam posiłek. Po posiłku wykonaj nowe nagranie po 30 minutach, a następnie jednej, dwóch i trzech godzinach, naciskając F5 przy użyciu tych samych wartości ustawień. Dzień przed eksperymentem pobierz wymaz z pochwy zwierzęcia i rozłóż komórki na szklanym szkiełku.

Pozostaw do wyschnięcia na powietrzu. Zabarwić komórki 500 mikrolitrami 0,1% octanu fioletu krezylowego przez jedną minutę, a następnie spłukać je trzykrotnie wodą. Zobacz komórki pod mikroskopem świetlnym ze 100-krotnym powiększeniem i oświetleniem w jasnym polu.

Określ fazę cyklu rujowego na podstawie liczby leukocytów oraz jądrzastych i ilościowo oznaczonych komórek nabłonka obserwowanych w rozmazie. Rano w dniu eksperymentu przygotuj kamerę termowizyjną i ustawienia nagrywania. Ostrożnie umieść zwierzę w czystej klatce i umieść klatkę pod kamerą termowizyjną w odległości ogniskowej jednego metra.

Nagraj film, naciskając F5. Zważ granulkę pokarmu przed podaniem jej każdemu zwierzęciu, aby obliczyć spożycie pokarmu. Pozwól zwierzęciu jeść przez 30 minut w klatce i ponownie zważyć granulki pokarmu po posiłku. Powtórz pomiary w podczerwieni 30 minut, godzinę i dwie godziny po rozpoczęciu posiłku.

Po doświadczeniu przetestuj fazę cyklu rujowego u samic, jak pokazano wcześniej. Dla każdego filmu wprowadź zmienne do oprogramowania aparatu, takie jak emisyjność skóry, odbita temperatura pokojowa, temperatura powietrza, wilgotność względna i odległość od obiektu. Wybierz odpowiednią klatkę z filmu, przesuwając głowicę odtwarzania u dołu ekranu lub naciskając przycisk pauzy.

Wybierz obszar zainteresowania, wybierając żądany kształt obszaru po lewej stronie okna głównego. Wybierz kształt, który najlepiej odpowiada obszarowi skóry między łopatkami. Po wybraniu interesującego Cię regionu po prawej stronie zostaną wyświetlone temperatury minimalne, maksymalne i średnie.

Na obrazie czerwony trójkąt reprezentuje punkt maksymalnej zarejestrowanej temperatury, a niebieski trójkąt reprezentuje minimalną zarejestrowaną temperaturę. Powtórz ten krok przez kilka klatek, aby mieć pewność, że zmierzona temperatura jest stabilna przez kilka sekund nagrywania. Odejmij maksymalne temperatury skóry nad brunatną tkanką tłuszczową przed posiłkiem od maksymalnych temperatur po posiłku, aby określić wzrost aktywności poposiłkowej.

Aktywność brunatnej tkanki tłuszczowej określono poprzez analizę dwóch obszarów skóry: jednego powyżej brązowej tkanki tłuszczowej i drugiego w obszarze międzyobojczykowym jako punktu odniesienia. Aktywność brunatnej tkanki tłuszczowej obliczono na 1,8 stopnia Celsjusza na podstawie różnic między maksymalnymi temperaturami w obu obszarach skóry. Ale aktywność nie może być przedstawiona przez maksymalne temperatury skóry powyżej brunatnej tkanki tłuszczowej, ponieważ nie ma spadku temperatury skóry nawet po trzech godzinach posiłku.

U myszy zmiany w aktywności po posiłku mierzono u samic diestrus, mierząc średnią temperaturę skóry powyżej brunatnej tkanki tłuszczowej. Istotne zmiany w aktywności stwierdzono 30 minut po posiłku tylko wtedy, gdy zmierzono maksymalną temperaturę. Właściwy dobór pasujących osób z grupy kontrolnej jest najtrudniejszą częścią badań klinicznych, ponieważ zdrowa grupa kontrolna i uczestnicy ze stanami patologicznymi powinni być jak najbardziej podobni i różnić się tylko badaną chorobą.

Oprócz tego protokołu można mierzyć stężenie glukozy we krwi i temperaturę ciała, co pozwala na analizę korelacji między złą aktywnością a wykorzystaniem glukozy lub wzrostem temperatury ciała. Ta czuła i nieinwazyjna technika otwiera liczne możliwości w określaniu fizjologicznych i patofizjologicznych zmian aktywności brunatnej tkanki tłuszczowej w innych warunkach eksperymentalnych i badaniach.