Определение базального расхода энергии и способности термогенных адипоцитов расходовать энергию у мышей с ожирением

В этой рукописи описывается протокол измерения базальной скорости метаболизма и окислительной способности термогенных адипоцитов у мышей с ожирением.

Этот протокол позволяет исследователю определить, есть ли различия в энергетическом балансе мышей, что может помочь выявить физиологические процессы, ответственные за изменение массы тела. Он также может быть использован для определения способности бурого жира расходовать энергию. Этот метод количественно оценивает потребляемый кислород и CO2, производимый отдельной мышью в контролируемой среде.

Это позволяет пользователям рассчитать расход энергии у этой отдельной мыши и определить, могут ли различные методы лечения или генетические манипуляции изменить расход энергии. Для начала откройте программное обеспечение, управляющее корпусом и воздушным потоком, и позвольте программному обеспечению проверить связь компьютера с оборудованием. После установления связи щелкните файл, затем откройте конфигурацию эксперимента и выберите конфигурацию эксперимента, предварительно разработанную поставщиком или настроенную на основе предыдущего анализа.

Затем щелкните эксперимент, затем щелкните свойства, чтобы открыть окно свойств эксперимента. В окне свойств настройте параметры корпуса окружающей среды, включая температуру окружающей среды и 12-часовые световые циклы. Затем нажмите на эксперимент, а затем настройку, чтобы открыть окно настройки эксперимента, где определяются параметры каждой метаболической клетки.

Затем добавьте предварительно взвешенное количество пищи в кормушки в метаболических клетках, в которых содержатся восьминедельные самки мышей. Кроме того, поместите бутылки с водой и убедитесь, что бутылки правильно запечатаны и не протекают. Через 24 часа взвесьте пищу, оставшуюся в клетках, и взвесьте мышей.

Через два-три дня после того, как мыши были размещены в системе, начните непрямую калориметрию и измерения активности. Во-первых, откалибруйте детектор на основе кислорода и диоксида углерода CLAMS на основе диоксида циркония с использованием калибровочного газа известного состава. После включения и обеспечения того, чтобы выходное давление в резервуаре составляло от 5 до 10 фунтов на квадратный дюйм, откройте программное обеспечение для калибровки и тестирования газовых датчиков.

Нажмите на эксперимент, затем откалибруйте и нажмите кнопку Пуск. Подождите, пока датчики будут протестированы, и программное обеспечение попросит пользователя повернуть ручки газового датчика, пока значение идентификации кислорода не станет единым. Нажмите кнопку Далее, когда шаг будет завершен.

После измерения массы тела и состава мышей начните измерение кислорода, углекислого газа и активности, щелкнув эксперимент и бегите. По прошествии не менее 48 часов остановите эксперимент, щелкнув эксперимент, а затем остановитесь. Чтобы экспортировать данные, нажмите на файл, затем экспортируйте и экспортируйте все темы в виде CSV-файла.

Во время темной фазы мыши имеют более высокое потребление кислорода и производство углекислого газа и, следовательно, имеют более высокий расход энергии. Мыши на регулярной диете и в сытом состоянии с приемом пищи, происходящей в темном цикле, характеризуются значениями соотношения дыхательного обмена, близкими к единице, что указывает на предпочтение употребления углеводов. Во время светового цикла, когда мыши в основном спят и, следовательно, быстро, происходит переход к окислению жиров со значениями RER ближе к 0,7.

Соответственно, физическая активность, измеряемая по мере того, как количество разрывов лазерного луча XYZ увеличивается во время темной фазы и уменьшается во время световой фазы. Диета с высоким содержанием жиров увеличивает массу тела и жировую массу без изменения мышечной массы. Мыши с высоким содержанием жиров, которых кормили диетой, ели больше килокалорий в день, в основном из-за более высокой плотности калорий на грамм пищи.

Тем не менее, физическая активность аналогична между чау-чау и мышами с высоким содержанием жиров, которых кормят диетой, даже в темный период. Значения соотношения нижних дыхательных коэффициентов мышей с высоким содержанием жиров, находящихся на диетическом вскармливании, указывают на предпочтение использования жира в качестве основного субстрата для окисления. Потребление кислорода, но не производство углекислого газа, увеличивается у мышей с высоким содержанием жиров, что приводит к значительному увеличению расхода энергии на мышь.

Расход энергии увеличивается инъекцией бета-3 агониста, главным образом в результате адренергической активации термогенных адипоцитов, что повышает потребление кислорода, выработку углекислого газа и, следовательно, расход самой энергии. Чтобы измерить расход энергии с помощью CLAMS, калибровка должна быть завершена и масса тела должна быть измерена для выполнения анализа ANCOVA. Кроме того, потребление пищи должно измеряться как в адаптационный период, так и во время измерений.

Адаптационный период заканчивается, когда мыши восстанавливают первоначальное потребление пищи и массу тела. Эта процедура также может быть использована для проверки острого воздействия лекарств на активность и поведение мышей. Мы также используем эту систему в совместном исследовании, которое продемонстрировало, какая популяция нейронов контролируется Этот метод необходим для изучения заболеваний, связанных с увеличением веса, и для выявления процессов, контролирующих предпочтения питательных веществ, а также физическую активность, термогенез и энергетический баланс.