Method Article

קביעת ההוצאה על אנרגיה בזלית והקיבולת של אדיפוציטים תרמוגניים להוצאות אנרגיה בעכברים שמנים

DOI:

10.3791/63066

⸱

November 11th, 2021

 ,  , 
1Department of Molecular Medicine, Faculty of Medicine, Universite Laval, 2Department of Medicine, Division of Endocrinology, David Geffen School of Medicine at UCLA, 3Department of Molecular and Medical Pharmacology, David Geffen School of Medicine at UCLA, 4Molecular Biology Institute at UCLA

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

כתב יד זה מתאר פרוטוקול למדידת קצב חילוף החומרים של הבזל ואת היכולת החמצונית של אדיפוזיטים תרמוגניים בעכברים שמנים.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מדידות הוצאות אנרגיה נחוצות כדי להבין כיצד שינויים בחילוף החומרים יכולים להוביל להשמנת יתר. ניתן לקבוע את ההוצאה על אנרגיה בזלית בעכברים על ידי מדידת צריכת חמצן בכל הגוף, ייצור CO2 ופעילות גופנית באמצעות כלובים מטבוליים. אדיפוציטים חומים/בז' תרמוגניים (BA) תורמים באופן משמעותי להוצאות האנרגיה של מכרסמים, במיוחד בטמפרטורות סביבה נמוכות. כאן, מדידות של הוצאות אנרגיה בזאליות ויכולת BA כוללת להוציא אנרגיה בעכברים שמנים מתוארים בשני פרוטוקולים מפורטים: הראשון המסביר כיצד להקים את הבדיקה כדי למדוד את ההוצאה על אנרגיה בזלית באמצעות ניתוח של covariance (ANCOVA), ניתוח הכרחי בהתחשב בכך שהוצאות האנרגיה משתנות בהתאם למסת הגוף. הפרוטוקול השני מתאר כיצד למדוד את יכולת ההוצאה האנרגטית של BA בעכברים . הליך זה כרוך בהרדמה, הדרוש כדי להגביל את ההוצאה הנגרמת על ידי פעילות גופנית, ואחריו הזרקת אגוניסט בטא3-adrenergic, CL-316,243, אשר מפעיל את ההוצאה האנרגטית BA. שני פרוטוקולים אלה ומגבלותיהם מתוארים בפירוט מספיק כדי לאפשר ניסוי ראשון מוצלח.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

חילוף החומרים יכול להיות מוגדר כשילוב של התגובות הביוכימיות האחראיות על ספיגת חומרים מזינים, אחסון, טרנספורמציה, ופירוק כי תאים להשתמש כדי לגדול ולבצע את הפונקציות שלהם. תגובות מטבוליות הופכות את האנרגיה הכלולה בחומרים מזינים לצורה שיכולה לשמש תאים לסנתז מולקולות חדשות ולבצע עבודה. תגובות ביוכימיות אלה אינן יעילות מטבען בהפיכת אנרגיה זו לצורה שמיש כדי לקיים חיים1. חוסר יעילות כזה גורם לפיזור אנרגיה בצורה של חום, עם ייצור חום זה משמש כדי לכמת את קצב חילוף החומרים הסטנדרטי (SMR) של אורגניזם1. המצב הסטנדרטי הוגדר באופן קלאסי כייצור חום המתרחש במבוגר ער אך נח, לא בליעת או עיכול מזון, בתרמונוטרליות וללא כל מ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

כל הניסויים אושרו על ידי הוועדה המוסדית לטיפול בבעלי חיים ושימוש באוניברסיטת קליפורניה, לוס אנג'לס (UCLA). עכברים קיבלו את התזונה והמים שלהם בכלוב המטבולי, ששוכנו בסביבה מבוקרת טמפרטורה (~21-22 או 30 מעלות צלזיוס) עם מחזור בהיר/כהה של 12 שעות. 8 עכברים נקבות בנות שבוע האכילו דיאטה עתירת שומן או דיאטת צ'או במשך 8 שבועות שימשו למחקר זה.

1. מדידת קצב חילוף החומרים של הבזל (BMR)

  1. מדוד את משקל הגוף הכולל של העכבר באמצעות סולם משקל בדיוק בטווח של 0.1 גרם.
    הערה: זה חייב להיעשות לפני דיור העכברים בכלובים מטבוליים ואחרי 2-3 ימים של תקופת התאקלמות לכלובים המטבוליים.
  2. מדוד את הרכב הגוף, כולל שומן ומסה רזה....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

איור 4 מציג ערכי פעילות גופנית של VO2, VCO2, ייצור חום/אנרגיה (EE), יחס חילופי נשימה (RER) וערכי פעילות גופנית של X, Y, Z המתקבלים באמצעות הכלובים המטבוליים של מערכת CLAMS. VO2 ו- VCO2 המסופקים על ידי מערכת CLAMS הוא נפח הגז (mL) לדקה וניתן כבר לחלק אותו לפי משקל הגוף או ערכי המסה הרזה על ידי הזנת ערכי משקל אלה בתוכנת CLAMS לפני תחילת המדידות. עם זאת, אין להזין ערכי משקל גוף אם נצפים הבדלים במשקל הגוף בין קבוצות של עכברים, שכן יש צורך בניתוח ANCOVA.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

קלורימטריה עקיפה שימשה במשך שנים להערכת הוצאות האנרגיה של כל הגוף4. פרוטוקול זה המתואר כאן מספק שיטה פשוטה למדידת קצב חילוף החומרים של הבזל וקביעת יכולת תרמוגנית BA ב vivo באמצעות כלובים מטבוליים.

שיטת הקלורימטריה העקיפה המתוארת כאן מאשרת כי חלוקת ערכי הוצאות האנרגיה לפי ערכי משקל הגוף יכולה להטעות. לדוגמה, זה יכול להסיק כי ההוצאה על אנרגיה נמוכה באופן שיטתי בכל דגמי העכבר עם השמנת יתר. עם זאת, ההוצאה הכוללת על אנרגיה יכולה להיות גבוהה יותר במודלים מסוימים של ע.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחברים מצהירים שאין ניגוד אינטרסים לנייר פרוטוקול זה. M.L. הוא מייסד שותף ויועץ עבור Enspire Bio LLC.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ML ממומן על ידי המחלקה לרפואה באוניברסיטת קליפורניה, מענקי פיילוט מ P30 DK 41301 (UCLA:DDRC NIH) ו P30 DK063491 (UCSD-UCLA DERC).

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
CLAMS-Oxymax SystemColumbus Instrumentsמזין מרכז CLAMS-ENCכולל מארז סביבתי וחיישן חמצן זירקוניה
מחשב שולחני עם תוכנת Oxymax/ColumbusN/APC יש לרכוש בנפרד
קנקן דריריט (סידן גופרתי עם מחוון קובלט כלוריד)פישר סיינטיפיק23-116681נחוץ לייבוש הגז הנכנס לחיישן החמצן, לחות עלולה לפגוע בחיישן
NMR להרכב הגוףאקו-MRIאקו-MRI 100מדוד מסת רזה ושומן בעכברים חיים. זה הכרחי לניתוחי ANCOVA.
CL-316-243SigmaC5976מוזרק לעכברים תת עורית להפעלת תרמוגנזה
דיאטה עתירת שומןדיאטות מחקרD12266Bניתנות לעכברים לפני ובמהלך המדידות
פנטוברביטל/נמבוטלב-DLAMN/Aהרדמה לעכברים
גז בדרגה סטנדרטית ראשונית (מיכל ווסת)PraxairNI CD5000O6P-K/PRS 2012-2331-59020.50% חמצן, 0.50% CO2 מאוזן עם חנקן המשמש לכיול
HPבית מרקחת

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Rolfe, D. F., Brown, G. C. Cellular energy utilization and molecular origin of standard metabolic rate in mammals. Physiological Reviews. 77 (3), 731-758 (1997).
  2. Heymsfield, S. B., et al. Human energy expenditure: advances in organ-tissue p....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Basal Energy ExpenditureThermogenic AdipocytesObese MiceIndirect CalorimetryMetabolic CagesOxygen ConsumptionCarbon Dioxide ProductionBeta 3 AgonistPhysical ActivityEnergy Balance

Related Articles