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ब्राउन वसा ऊतक गतिविधि में परिवर्तन का पता लगाने के लिए इन्फ्रारेड थर्मोग्राफी

Published: September 28, 2022 doi: 10.3791/64463
Automatic Translation
1, 1, 2, 2,3, 2,3
1MKP Ltd., 2Croatian Institute for Brain Research, University of Zagreb, School of Medicine, 3Department of Physiology, University of Zagreb, School of Medicine

Summary

यहां, हम मनुष्यों और प्रयोगशाला जानवरों में भोजन के बाद भूरे रंग के वसा ऊतक गतिविधि को मापने के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते हैं।

Abstract

भोजन के बाद या मोटापे या मधुमेह के रोगियों में पॉज़िट्रॉन उत्सर्जन टोमोग्राफी कम्प्यूटेड टोमोग्राफी (पीईटी-सीटी) के संचय के माध्यम से पॉज़िट्रॉन उत्सर्जन टोमोग्राफी कम्प्यूटेड टोमोग्राफी (पीईटी-सीटी) द्वारा भूरे रंग के वसा ऊतक (बीएटी) गतिविधि को मापना पसंद की विधि के रूप में विफल रहता है। मुख्य कारण यह है कि 18एफ-एफडीजी बीएटी कोशिकाओं की झिल्ली पर एक ही ग्लूकोज ट्रांसपोर्टर के लिए पोस्टप्रांडियल उच्च ग्लूकोज प्लाज्मा एकाग्रता के साथ प्रतिस्पर्धा करता है। इसके अलावा, बीएटी फैटी एसिड का उपयोग ऊर्जा के स्रोत के रूप में भी करता है, जो पीईटी-सीटी के साथ दिखाई नहीं देता है और मोटापे और मधुमेह के रोगियों में ग्लूकोज एकाग्रता के साथ बदला जा सकता है। इसलिए, जानवरों और मनुष्यों में बीएटी के शारीरिक महत्व का अनुमान लगाने के लिए, हाल के प्रकाशनों में उपयोग की जाने वाली एक नई अवरक्त थर्मोग्राफी विधि लागू की जाती है।

रात भर उपवास के बाद, बीएटी गतिविधि को मानव स्वयंसेवकों और मादा जंगली प्रकार के चूहों में भोजन से पहले और बाद में अवरक्त थर्मोग्राफी द्वारा मापा गया था। कैमरा सॉफ्टवेयर वस्तु से दूरी, त्वचा ग्रहणशीलता, प्रतिबिंबित कमरे के तापमान, हवा के तापमान और सापेक्ष आर्द्रता का उपयोग करके वस्तु के तापमान की गणना करता है। चूहों में, बीएटी के ऊपर मुंडा क्षेत्र रुचि का एक क्षेत्र था जिसके लिए औसत और अधिकतम तापमान मापा गया था। मादा चूहों में एस्ट्रस चक्र का चरण क्रेसिल वायलेट (0.1%) दाग समाधान के साथ सना योनि स्मीयर द्वारा एक प्रयोग के बाद निर्धारित किया गया था। स्वस्थ स्वयंसेवकों में, गर्दन के दो त्वचा क्षेत्रों का चयन किया गया था: सुप्राक्लेविकुलर क्षेत्र (कॉलरबोन के ऊपर, जहां बीएटी कोशिकाएं मौजूद हैं) और इंटरक्लेव्युलर क्षेत्र (कॉलरबोन्स के बीच, जहां कोई बीएटी ऊतक का पता नहीं चला है)। बीएटी गतिविधि उन दो मूल्यों के घटाव से निर्धारित होती है। इसके अलावा, जानवरों और मानव प्रतिभागियों में त्वचा क्षेत्रों के औसत और अधिकतम तापमान निर्धारित किए जा सकते हैं।

इन्फ्रारेड थर्मोग्राफी द्वारा मापा गया भोजन के बाद बीएटी गतिविधि में परिवर्तन, एक गैर-आक्रामक और अधिक संवेदनशील विधि, प्रयोगशाला जानवरों में निर्भर सेक्स, उम्र और एस्ट्रस चक्र के चरण के रूप में दिखाया गया था। आहार-प्रेरित थर्मोजेनेसिस के हिस्से के रूप में, मनुष्यों में बीएटी सक्रियण भी सेक्स, आयु और बॉडी मास इंडेक्स पर निर्भर साबित हुआ था। भोजन के बाद बीएटी गतिविधि में पैथोफिजियोलॉजिकल परिवर्तनों को निर्धारित करना उच्च ग्लूकोज प्लाज्मा सांद्रता (मोटापा और मधुमेह मेलिटस टाइप 2) वाले प्रतिभागियों के साथ-साथ विभिन्न प्रयोगशाला जानवरों (नॉक-आउट चूहों) में बहुत महत्वपूर्ण होगा। यह विधि संभावित सक्रिय दवाओं को निर्धारित करने के लिए एक चर उपकरण भी है जो बीएटी गतिविधि को फिर से जीवंत कर सकती है।

Introduction

सफेद वसा ऊतक (डब्ल्यूएटी) के विपरीत भूरे रंग के वसा ऊतक (बीएटी), स्टोर नहीं करता है, बल्कि ऊर्जा खर्च करता है। सहानुभूति उत्तेजना पर, बीएटी फैटी एसिड और ग्लूकोज का उपयोग करता है और अनकपलिंग प्रोटीन 1 (यूसीपी 1) के सक्रियण द्वारा गर्मी पैदा करता है। यूसीपी 1 का कार्य एटीपी के बजाय गर्मी का उत्पादन करने के लिए दो माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली के बीच एच + ढाल का उपयोग करना है। बैट का कार्य ठंड की स्थिति में गर्मी उत्पादन में वृद्धि करना है, जिससेऊर्जा व्यय में वृद्धि होती है। ठंड के संपर्क के बाद, त्वचा से संवेदी इनपुट हाइपोथैलेमिक प्रीप्टिक क्षेत्र (पीओए) के औसत प्रीप्टिक (एमएनपीओ) नाभिक में गर्म-संवेदनशील न्यूरॉन्स को रोकते हैं, जो रोस्ट्रल राफे पैलिडस (आरआरपीए) पर पीओए न्यूरॉन्स के निरोधात्मक प्रभाव को कम करता है। आरआरपीए न्यूरॉन्स की सक्रियता सहानुभूति गतिविधि को बढ़ाती है, जिसके बाद बीएटी गतिविधि 2,3 में वृद्धि होती है। ठंड से प्रेरित बीएटी सक्रियण मनुष्यों में इंसुलिन संवेदनशीलता में सुधार करता है4, और यह गतिविधि मनुष्यों में बढ़े हुए बॉडी मास इंडेक्स (बीएमआई) और 1,5,6,7 वर्ष की आयु के साथ कम हो जाती है।

ठंड-प्रेरित थर्मोजेनेसिस में इसकी भूमिका के अलावा, भोजन के बाद, बीएटी में ग्लूकोज अपटेक दुबला पुरुष आबादी में बढ़ जाता है, जो आहार-प्रेरित थर्मोजेनेसिस (डीआईटी) में योगदान देता है, जो बीएटी-पॉजिटिव पुरुषविषयों में अधिक है। बीएटी गतिविधि को मापने के लिए उपयोग की जाने वाली अत्याधुनिक तकनीक पॉज़िट्रॉन उत्सर्जन टोमोग्राफी कंप्यूटेड टोमोग्राफी है, जिसे पीईटी-सीटी के रूप में जाना जाता है। यह विधि रेडियोट्रेसर फ्लोरोडीऑक्सीग्लूकोज (18एफ-एफडीजी) के संचय को मापकर बीएटी गतिविधि को निर्धारित करती है। हालांकि, पीईटी-सीटी भोजन के बाद बीएटी के सक्रियण का पता लगाने के लिए पसंद की विधि के रूप में विफल रहता है। इसका एक कारण यह है कि, भोजन के बाद, 18एफ-एफडीजी एक ही ग्लूकोज ट्रांसपोर्टर के लिए पोस्टप्रांडियल हाइपरग्लेसेमिया के साथ प्रतिस्पर्धा करता है, जो भोजन के बाद बीएटी सक्रियण निर्धारित करने के लिए अनुपयुक्त बनाता है, खासकर जब रक्त शर्करा सांद्रता में संभावित अंतर के साथ स्वस्थ और मधुमेह प्रतिभागियों में बीएटी गतिविधि की तुलना की जाती है। इसके अलावा, बैट गर्मी उत्पादन के लिए ऊर्जा के स्रोत के रूप में फैटी एसिड का उपयोग करता है जो पीईटी-सीटी के साथ दिखाई नहीं देता है। 18 भोजन के बाद बीएटी में एफ-एफडीजी संचय मुश्किल से10 दिखाई देता है और इसलिए, ज्यादातर मामलों में नकारात्मक परिणाम के रूप में व्याख्या की जाती है। अप्रत्याशित रूप से, हाल ही में, यह सुझाव दिया गया था कि बीएटी की सक्रियता मानव आबादी में अधिक स्पष्ट है जितना हमने पहले सोचा था; इसलिए, बीएटी गतिविधि और चयापचय संबंधी विकारों में इसकी भागीदारी का पता लगानेके लिए एक नया दृष्टिकोण आवश्यक है। इस समस्या को हल करने का एक प्रयास इंसुलिन प्रतिरोध 11 के साथ प्रीडायबिटिक रोगियों और मधुमेह मेलिटस टाइप 2 (टी 2 डीएम) वाले रोगियों में चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) के साथ बीएटी की मात्रा कोमापना है। हालांकि, एमआरआई द्वारा मापा गया बीएटी वॉल्यूम बीएटी द्वारा ग्लूकोज और फैटी एसिड के रोजमर्रा के कार्य और उपयोग का अनुमान लगाने के लिए पर्याप्त संकेतक नहीं है। इसलिए, स्वस्थ बनाम टी 2 डीएम रोगियों में बीएटी गतिविधि में वास्तविक अंतर का अनुमान लगाने के लिए, एक नए दृष्टिकोण की आवश्यकता है जो टी 2 डीएम रोगियों में बीएटी की खराबी के पैथोलॉजिकल तंत्र का पता लगाने की संभावना प्रदान करता है।

बीएटी के सक्रियण को निर्धारित करने के लिए, हमने इन्फ्रारेड (आईआर) थर्मोग्राफी (चित्रा 1) 12,13) का उपयोग करके भोजन से पहले और बाद में बीएटी गर्मी उत्पादन के माप का प्रदर्शन किया। स्वस्थ और मोटापे से ग्रस्त व्यक्तियों या मधुमेह मेलेटस वाले रोगियों में भोजन के बाद बीएटी गतिविधि को मापने के लिए पसंद की विधि के रूप में आईआर थर्मोग्राफी की स्थापना क्षेत्र पर भारी प्रभाव डालेगी। आज तक, आईआर थर्मोग्राफी का उपयोग बीएटी 13,14,15 के ठंड-प्रेरित सक्रियण के निर्धारण के लिए किया जाता है। हाल के मानव इतिहास में, ठंड से प्रेरित बीएटी गतिविधि अब बहुत स्पष्ट नहीं है (आवास, उचित कपड़ों के उचित हीटिंग के कारण), जबकि भोजन के बाद बीएटी सक्रियण हर दिन होता है। इसके अलावा, हाइपोथैलेमस के माध्यम से इन दो बीएटी कार्यों का शारीरिक विनियमन पूरी तरह से अलग है। भोजन के बाद, हाइपोथैलेमिक आर्क्यूट न्यूक्लियस (आर्क) में प्रोपियोमेलानोकोर्टिन (पीओएमसी) -व्यक्त न्यूरॉन्स की सक्रियता से आरआरपीए16 के माध्यम से सहानुभूति तंत्रिका गतिविधि में वृद्धि होती है। आईआर थर्मोग्राफी या पीईटी-सीटी द्वारा मापा गया बीएटी का ठंड-प्रेरित सक्रियण अनुचित है जब रोजमर्रा की बीएटी गतिविधि के लिए एक उपाय के रूप में उपयोग किया जाता है। भोजन के बाद बीएटी गतिविधि में वृद्धि के बाद ग्लूकोज का उपयोग होता है, जो अंततः ग्लूकोज होमियोस्टैसिस, इंसुलिन संवेदनशीलता और ग्लूकोज एकाग्रता के दैनिक विनियमन को बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है। पोस्टप्रैंडियल बीएटी सक्रियण से पोस्टप्रैंडियल ग्लूकोज की खपत में वृद्धि होती है, इसके बाद गर्मी उत्पादन और शरीर के तापमान (डीआईटी) में वृद्धि होती है। यह लिंग, आयु और बीएमआई निर्भर12 दिखाया गया था। भोजन के बाद बीएटी सक्रियण में समान लिंग अंतर नर और मादा प्रयोगशाला चूहों में देखा जाताहै। ये निष्कर्ष बर्क एट अल द्वारा बैट के विनियमन में हाल ही में खोजे गए लिंग अंतर के अनुरूप हैं, जिन्होंने दिखाया कि पीओएमसी न्यूरॉन्स की उप-जनसंख्या के माध्यम से बीएटी ब्राउनिंग का हाइपोथैलेमिक विनियमन पुरुष और महिला चूहों में भिन्न होताहै। बीएटी का पोस्टप्रैंडियल सक्रियण महिलाओं, वृद्ध आबादी और मोटापे से ग्रस्त लोगों में छोटा है। भोजन के बाद बीएटी सक्रियण की कमी (ग्लूकोज उपयोग में कमी)महिलाओं में बिगड़ा हुआ ग्लूकोज सहिष्णुता का उच्च प्रसार हो सकता है 19,20,21,22। दुर्भाग्य से, बैट सक्रियण पर अधिकांश अध्ययन केवल पुरुषों पर किए गए थे। भोजन के बाद बैट को सक्रिय करने से, दुबला पुरुष आबादी में ग्लूकोज अपटेक बढ़ जाता है। यह आश्चर्य की बात नहीं है कि, बीएटी सक्रियण के बाद, बीएटी पॉजिटिव पुरुष विषयों में डीआईटीअधिक है 8,9। इसके अलावा, नर चूहों में बीएटी प्रत्यारोपण ग्लूकोज सहिष्णुता में सुधार करता है, इंसुलिन संवेदनशीलता बढ़ाता है, और शरीर के वजन और वसा द्रव्यमान को कम करताहै।

पीईटी-सीटी बीएटी गतिविधि को मापने के लिए पसंद की विधि के रूप में विफल रहता है, खासकर भोजन के बाद। इसलिए, एक गैर-आक्रामक और अधिक संवेदनशील विधि विकसित की गई थी। आईआर थर्मोग्राफी विभिन्न प्रयोगशाला जानवरों (नॉक-आउट चूहों) के साथ-साथ मानव प्रतिभागियों में बीएटी गतिविधि का अनुमान लगाने में सक्षम बनाता है, लिंग, आयु या बीएटी गतिविधि पर विभिन्न रोग स्थितियों के प्रभावों की परवाह किए बिना। इस विधि का एक अतिरिक्त लाभ प्रतिभागियों और प्रयोगशाला जानवरों के लिए सादगी है, जो हमें बीएटी बूस्टर थेरेपी के संभावित लाभों का अनुमान लगाने की अनुमति देता है। ठंड के संपर्क या भोजन के बाद बीएटी के शारीरिक व्यवहार को निर्धारित करने के लिए आईआर थर्मोग्राफी का उपयोग करने वाले हालिया अध्ययनों को ब्रासिल एट अल .24 के हालिया प्रकाशन में वर्णित किया गया है।

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Protocol

प्रयोगशाला जानवरों पर सभी प्रयोगात्मक प्रक्रियाओं को राष्ट्रीय नैतिक समिति और कृषि मंत्रालय (ईपी 185/2018) द्वारा अनुमोदित किया गया था। प्रयोगों को द क्रोएशियाई सोसाइटी फॉर लेबोरेटरी एनिमल साइंस और एराइव दिशानिर्देशों के एथिकल कोडेक्स के अनुसार आयोजित किया गया था। मानव प्रतिभागियों से जुड़े अध्ययनों में की गई सभी प्रक्रियाएं हेलसिंकी की घोषणा के अनुसार थीं और ज़ाग्रेब विश्वविद्यालय, स्कूल ऑफ मेडिसिन (यूपी / आई -322-01/18-01/56) की आचार समिति द्वारा अनुमोदित थीं। इस अध्ययन में, हम तीन महिला प्रतिभागियों (बीएमआई: 29 किलो / एम2 ± 5 किलो / एम2) के परिणाम प्रस्तुत करते हैं। अध्ययन में उनकी भागीदारी और डेटा प्रस्तुत करने के लिए सभी मानव स्वयंसेवकों से सूचित सहमति प्राप्त की गई थी।

1. मनुष्यों में भोजन के बाद भूरे रंग के वसा ऊतक की सक्रियता को मापना

नोट: गर्मियों के दौरान प्रयोग करें जब बेसल बीएटी गतिविधि को यथासंभव कम रखने के लिए दैनिक तापमान 22 डिग्री सेल्सियस से नीचे नहीं होता है।

  1. सावधानीपूर्वक नियंत्रण स्वस्थ प्रतिभागियों का चयन करें (यदि बीएटी गतिविधि को पैथोलॉजिकल स्थितियों के तहत अनुमानित किया जाना है) क्योंकि बीएटी गतिविधि लिंग, आयु, बीएमआई और यहां तक कि एस्ट्रस चक्र निर्भर का चरण भी है।
    1. महिला प्रतिभागियों के मासिक धर्म चक्र के चरण का अनुमान लगाने के लिए, उनसे सवाल पूछें कि उनका औसत मासिक धर्म चक्र कितना लंबा है और उनके अंतिम मासिक धर्म के पहले दिन की तारीख क्या है। प्रयोगों की तारीख चिह्नित करना न भूलें।
      नोट: मिलान नियंत्रण विषयों का उचित चयन नैदानिक अध्ययन का सबसे कठिन हिस्सा है क्योंकि स्वस्थ नियंत्रण और रोग संबंधी स्थितियों वाले प्रतिभागियों को यथासंभव समान होना चाहिए और केवल जांच की गई बीमारी में भिन्न होना चाहिए।
  2. प्रतिभागियों को अच्छी तरह से आराम करने के लिए कहें, नाश्ता न करें (उपवास-कैलोरी का सेवन नहीं), प्रयोगों के लिए सुबह के घंटों में इकट्ठा होने के लिए, और सहानुभूति सक्रियण के माध्यम से मांसपेशियों की गतिविधि के दौरान संभावित बीएटी सक्रियण से बचने के लिए कम से कम 30 मिनट तक आराम करें।
  3. बेसलाइन बीएटी गतिविधि का निर्धारण करते समय त्वचा की सतह (कपड़ों के थर्मल प्रभाव) को गर्म करने के संभावित प्रभावों से बचने के लिए प्रतिभागियों को माप से 15 मिनट पहले अपने ऊपरी कपड़ों को हटाने के लिए कहें। उचित कमरे के तापमान (22-27 डिग्री सेल्सियस) पर माप करें।
  4. अवरक्त माप करें।
    1. जब प्रतिभागी आराम कर रहे हों, तो थर्मल कैमरा (डिटेक्टर प्रकार: अनकूल्ड माइक्रोबोलोमीटर; डिटेक्टर पिच: 17 μm; कैमरा वर्णक्रमीय सीमा: 7.5-14.0 μm; थर्मल संवेदनशीलता: 30 डिग्री सेल्सियस पर 20 mK; लेंस: 36 मिमी; रिज़ॉल्यूशन: 1024 पिक्सेल x 768 पिक्सेल; दृश्य का तात्कालिक क्षेत्र [IFOV]: 0.47 mRad) को ट्राइपॉड पर माउंट करें और इसे उस स्थान से 1 मीटर दूर रखें जहां प्रतिभागी बैठाया जाएगा।
      नोट: यदि माप ठंडे मौसम (50% आर्द्रता पर 15 डिग्री सेल्सियस से नीचे हवा के तापमान के बाहर) में किया जाता है, तो कैमरे को कमरे के तापमान पर रखें और माप करने से पहले इसे कम से कम 1 घंटे के लिए चालू करें। ऑटोकैलिब्रेशन के कारण कमरे के तापमान तक गर्म होने के बाद ठंडे उपकरण अलग-अलग परिणाम दे सकते हैं।
    2. थर्मल कैमरा को निर्माता द्वारा निर्देशित कंप्यूटर और सॉफ्टवेयर से कनेक्ट करें। कमरे के परावर्तित तापमान को निर्धारित करने के लिए 1 मीटर की फोकल दूरी पर एल्यूमीनियम पन्नी (उखड़ा हुआ तब फैला हुआ एल्यूमीनियम पन्नी) रिकॉर्ड करें, जिसे मापा तापमान के रूप में प्रस्तुत किया गया है। कैमरा सॉफ्टवेयर में, 0 मीटर की दूरी और 1 की ग्रहणशीलता इनपुट करें।
      नोट: परावर्तित स्पष्ट तापमान एक पैरामीटर है जब कैमरे की ग्रहणशीलता 1.0 पर सेट की जाती है और दूरी 0 मीटर होती है और माप को उखड़े हुए फिर फैले हुए एल्यूमीनियम पन्नी पर लिया जाता है। परावर्तित स्पष्ट तापमान पर्यावरण से डिटेक्टर पर कुल घटना अवरक्त विकिरण के सन्निकटन का प्रतिनिधित्व करता है।
    3. माप शुरू करने से ठीक पहले, कमरे की हवा के तापमान और हवा की आर्द्रता (बाद के विश्लेषण के लिए आवश्यक) निर्धारित करें। एक थर्मल छवि लेने के बजाय, एक फिल्म रिकॉर्ड करें। फिल्म से, बाद में मूल्यवान डेटा खोने की संभावना को कम करने के लिए विश्लेषण के लिए सबसे अच्छा संभव छवि फ्रेम चुनें।
    4. रिकॉर्डिंग शुरू करने से पहले, निम्नलिखित पैरामीटर सेट करें: 10-15 सेकंड (या कोई अन्य वांछित मान) पर वीडियो रिकॉर्डिंग की अवधि, 5 एफपीएस (फ्रेम प्रति सेकंड) या कोई अन्य मान (हमारे हाथों में, 5 एफपीएस अधिकतम आवश्यक है), और डिस्क पर एक स्थान जहां फिल्म सहेजी जाएगी, जैसा कि नीचे वर्णित है।
      1. मुख्य कैमरा विंडो के ऊपर सॉफ्टवेयर में, बाईं ओर से तीसरा आइकन चुनें। पॉप-अप मेनू में, रिकॉर्ड सेटिंग्स संपादित करें चुनें, जिसके बाद एक नई विंडो खुलेगी।
      2. रिकॉर्ड मोड में, डिस्क में रिकॉर्ड का चयन करें, और उसके नीचे, वांछित समय पर इस अवधि के लिए रिकॉर्ड सेट करें। उसी विंडो के रिकॉर्ड विकल्पों में, रिकॉर्ड दर को 5 (हर्ट्ज) तक सीमित करें और उस स्थान को चुनें जहां रिकॉर्डिंग सहेजी जाएगी।
      3. फ़्रेम दर सेट करने के लिए, मौजूदा विंडो बंद करें, मुख्य मेनू में संपादित करें खोलें, और प्राथमिकताएँ चुनें. खोली गई विंडो के दाएँ भाग में, लक्ष्य फ़्रेम दर में 5 दर्ज करें. नीचे दी गई उसी विंडो में, हॉटकी/रिमोट स्टार्ट कैन स्टॉप रिकॉर्ड का चयन करें, और ड्रॉप-डाउन मेनू से, स्टार्ट/स्टॉप मोड में चुनें।
        नोट: सबसे कम संभव फ्रेम दर के साथ सबसे छोटी संभव फिल्में बनाने का प्रयास करें क्योंकि यह स्मृति-खपत है। इन सेटिंग्स में, एक रिकॉर्ड में लगभग 100 एमबी होगा।
  5. प्रतिभागी को इस तरह से रखें कि गर्दन का सुप्राक्लेवुलर क्षेत्र, कॉलरबोन के ऊपर जहां बीएटी स्थित है (चित्रा 1), 1 मीटर फोकल दूरी पर है और एफ 5 कुंजी दबाकर 5 एफपीएस की फ्रेम दर पर एक छोटी फिल्म (10-15 सेकंड) रिकॉर्ड करता है । रिकॉर्डिंग निर्धारित समय पर बंद हो जाएगी।
  6. माप के समय कमरे में, सुनिश्चित करें कि केवल प्रतिभागी और माप करने वाले व्यक्ति मौजूद हैं। एयर मूवमेंट या ड्राफ्ट से बचें (उदाहरण के लिए, एयर कंडीशनिंग से)। सुनिश्चित करें कि प्रतिभागी कोल्ड ड्राफ्ट, सूरज की रोशनी (प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष), या प्रकाश बल्ब जैसे गर्मी के किसी भी स्रोत से दूर हैं।
  7. यदि उपयुक्त हो, तो एक मानक ग्लूकोमीटर के साथ उंगलियों से केशिका रक्त में रक्त शर्करा सांद्रता और एक्सिलरी थर्मामीटर का उपयोग करके शरीर के तापमान को मापें।
  8. सुनिश्चित करें कि सभी प्रतिभागी एक ही भोजन खाते हैं। परीक्षण किए गए विषयों के खाद्य प्रतिबंधों और आवश्यकताओं पर ध्यान दें (उदाहरण के लिए, मधुमेह रोगियों के लिए भोजन)। नियंत्रण (स्वस्थ) लोगों और चयापचय संबंधी विकारों वाले प्रतिभागियों सहित सभी प्रतिभागियों को एक ही भोजन खाना चाहिए।
    नोट: मधुमेह के रोगी जिन भोजन का उपभोग कर सकते हैं, उनके बारे में अधिक जानकारी के लिए, एक स्थानीय एंडोक्रिनोलॉजिस्ट से संपर्क करें या मधुमेह मेलेटस से पीड़ित प्रतिभागियों के साथ चर्चा करें।
  9. भोजन के बाद वांछित समय पर, समान सेटिंग मानों का उपयोग करके एफ 5 दबाकर नई रिकॉर्डिंग करें। रिकॉर्डिंग के लिए सेट प्रोटोकॉल को न दोहराएं। भोजन 12 के बाद 30 मिनट, 1 घंटे, 2 घंटे और 3 घंटे पर माप दोहराएं। आपके विशिष्ट अध्ययन डिजाइन के लिए, भोजन के बाद का समय कम या लंबा हो सकता है, लेकिन हम कम से कम पहले तीन समय बिंदुओं की सिफारिश करते हैं।
    नोट: प्रतिभागियों की संख्या की सीमा चार से छह है, भले ही माप तेजी से किए जाते हैं। प्रतिभागियों की अधिक संख्या के साथ, कुछ के लिए देरी का समय बहुत लंबा होगा।

2. प्रयोगशाला जानवरों में भोजन के बाद भूरे रंग के वसा ऊतक की सक्रियता को मापना

नोट: चूंकि जानवरों को विनियमित कमरे के तापमान और 12 घंटे / 12 घंटे / 12 घंटे के दिन / रात चक्र के साथ एक पशु सुविधा में रखा जाता है, इसलिए प्रयोग किसी भी मौसम के दौरान किए जा सकते हैं। प्रयोगों के दौरान कमरे का तापमान 22 डिग्री सेल्सियस और 27 डिग्री सेल्सियस के बीच होना चाहिए। इस अध्ययन में, छह मादा जानवरों में डीस्ट्रस और छह नर जंगली प्रकार (डब्ल्यूटी) सी 57 बीएल / 6एनसीआरएल जानवरों की जांच की गई थी।

  1. संस्था के नैतिक दिशानिर्देशों के अनुसार जानवरों को एनेस्थेटाइज करें। इस अध्ययन में, एनेस्थीसिया केटामाइन / ज़ाइलज़िन (क्रमशः 80-100 मिलीग्राम / किग्रा और 6-8 मिलीग्राम / किग्रा) के इंजेक्शन का उपयोग करके किया गया था। एनेस्थीसिया के दौरान कॉर्नियल सुखाने से रोकने के लिए दोनों आंखों पर आई जेल लगाएं। प्रयोगों से एक दिन पहले परीक्षण जानवरों के इंटरस्केपुलर क्षेत्रों (कंधे के ब्लेड के बीच की त्वचा का क्षेत्र) को एक छोटे पशु ट्रिमर का उपयोग करके शेव करें।
  2. प्रयोगों से एक दिन पहले, मादा जानवरों में एस्ट्रस चक्र के चरण को भी निर्धारित करें।
    नोट: एस्ट्रस चक्र का चरण योनि स्मीयर द्वारा निर्धारित किया जाता है।
    1. कमरे के तापमान बाँझ खारे घोल (0.9% NaCl) में एक कपास टिप स्वैब डुबोएं और इसे योनि में डालें। धीरे से स्वैब के साथ योनि की दीवार को खुरचें, संलग्न कोशिकाओं को कांच की स्लाइड पर फैलाएं, और इसे हवा में सूखने दें।
    2. जानवरों को वापस उनके पिंजरों में डाल दें। कोशिकाओं को 1 मिनट के लिए 0.1% क्रेसिल वायलेट एसीटेट के 500 μL के साथ दाग दें, जिसके बाद उन्हें पानी से 3 बार धो लें।
    3. 100x आवर्धन और उज्ज्वल क्षेत्र रोशनी के साथ एक प्रकाश माइक्रोस्कोप के तहत कोशिकाओं को देखें। स्मीयर25 में देखे गए ल्यूकोसाइट्स और न्यूक्लियेटेड और कॉर्निफाइड एपिथेलियल कोशिकाओं की संख्या के आधार पर एस्ट्रस चक्र के चरण का निर्धारण करें।
  3. प्रयोगों से पहले शाम को जानवरों के भोजन को हटा दें (रात भर उपवास) पानी एड लिबिटम के साथ। पिंजरों में भोजन के संभावित अवशेषों से बचने के लिए जानवरों को नए साफ पिंजरों में स्थानांतरित करना सबसे अच्छा तरीका है।
  4. प्रयोगात्मक दिन की सुबह, थर्मल कैमरा और रिकॉर्डिंग सेटिंग्स तैयार करें जैसा कि मानव प्रतिभागियों के परीक्षण के लिए किया जाता है।
  5. आईआर माप करने से पहले जानवरों को परेशान या तनाव का कारण न बनाएं। सावधानी से जानवर को एक साफ पिंजरे में रखें (यह सुनिश्चित करता है कि जानवर की सहानुभूति प्रणाली पर अन्य जानवरों की गंध का कोई प्रभाव नहीं है)। पिंजरे को थर्मल कैमरे के नीचे 1 मीटर की फोकल दूरी पर रखें। F5 दबाकर कोई चलचित्र रिकॉर्ड करें.
  6. प्रत्येक जानवर को देने से पहले भोजन की गोली का वजन करें ताकि भोजन के सेवन की गणना की जा सके। जानवर को अपने पिंजरे में 30 मिनट के लिए खाने दें और भोजन के बाद फिर से भोजन की गोली का वजन करें। इस अध्ययन में, मादा जानवरों ने 0.038 ± 0.004 ग्राम भोजन / शरीर के वजन को खाया।
    नोट: यदि आप रक्त शर्करा सांद्रता को मापने का निर्णय लेते हैं, तो भोजन से पहले माप करें लेकिन आईआर माप के बाद यह सुनिश्चित करने के लिए कि इससे सहानुभूति प्रणाली द्वारा बीएटी सक्रियण नहीं होगा।
  7. भोजन शुरू करने के बाद वांछित समय पर आईआर माप दोहराएं (आमतौर पर भोजन के बाद 30 मिनट, 1 घंटे और 2 घंटे)17,26।
  8. सभी प्रयोगों के पूरा होने के बाद, ऊपर वर्णित मादा जानवरों में एस्ट्रस चक्र के चरण का फिर से परीक्षण करें (मादा जानवर अनुमान से पहले एस्ट्रोस चक्र के वांछित चरण से बाहर निकल सकती हैं)।

3. थर्मल रिकॉर्डिंग का विश्लेषण

नोट: थर्मल कैमरा सॉफ्टवेयर पांच चर का उपयोग करके वस्तु के तापमान की गणना करता है।

  1. विश्लेषण से पहले सॉफ्टवेयर में निम्नलिखित चर सेट करें: त्वचा ग्रहणशीलता, e = 0.9815,27, प्रतिबिंबित कमरे का तापमान (जैसा कि एल्यूमीनियम पन्नी की छवि से गणना की जाती है), हवा का तापमान, सापेक्ष आर्द्रता, वस्तु की दूरी = 1 मीटर। इन मानों के साथ सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके विश्लेषण करें।
    नोट: पसंदीदा रंग पैलेट इंद्रधनुष है क्योंकि यह अधिक रंगों का उपयोग करता है, जो कॉलरबोन के ऊपर बीएटी का आसानी से पता लगाने की अनुमति देता है।
  2. प्रत्येक फिल्म के लिए, मुख्य विंडो के दाईं ओर कैमरा सॉफ़्टवेयर में सूचीबद्ध चर दर्ज करें। स्क्रीन के निचले भाग में प्ले हेड को स्थानांतरित करके या पॉज़ बटन दबाकर फिल्म से उपयुक्त फ्रेम (छवि) का चयन करें।
  3. मुख्य विंडो के बाईं ओर क्षेत्र के वांछित आकार का चयन करके रुचि के क्षेत्र (आरओआई) का चयन करें। उस आकार का चयन करें जो कॉलरबोन्स के ऊपर या बीच की त्वचा के क्षेत्र से सबसे अच्छा मेल खाता है।
  4. जब ROI चुना जाता है, तो ROI के न्यूनतम, अधिकतम और औसत तापमान दाईं ओर प्रदर्शित होते हैं। छवि में, लाल त्रिकोण अधिकतम दर्ज तापमान के बिंदु का प्रतिनिधित्व करता है, और नीला त्रिकोण न्यूनतम दर्ज तापमान का प्रतिनिधित्व करता है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि रिकॉर्डिंग के कुछ सेकंड के दौरान मापा गया तापमान स्थिर है, कई फ्रेम के लिए इस चरण को दोहराएं।
  5. प्रयोगशाला जानवरों में पोस्टप्रांडियल बीएटी गतिविधि में वृद्धि को निर्धारित करने के लिए भोजन के बाद अधिकतम तापमान से भोजन से पहले बीएटी के ऊपर त्वचा क्षेत्र के अधिकतम तापमान को घटाएं।

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Representative Results

बीएटी गतिविधि को निर्धारित करने का सबसे आसान तरीका मानव विषयों में भोजन से पहले और बाद में बीएटी के ऊपर अधिकतम त्वचा के तापमान को घटाना है। बीएटी गतिविधि की गणना करने का एक बेहतर तरीका रुचि के दो क्षेत्रों का चयन करना है: बीएटी के ऊपर त्वचा क्षेत्र, जो सुप्राक्लेव्युलर क्षेत्र में स्थित है, और त्वचा का इंटरक्लेविकुलर क्षेत्र जहां मनुष्यों में कोई बीएटी ऊतक नहीं पाया जाता है, जिसे संदर्भ क्षेत्र के रूप में नामित किया गया है (पीईटी-सीटी के अनुसार; चित्र 1)। बैट गतिविधि तब आसानी से उन दो तापमानों के घटाव द्वारा निर्धारित की जाती है। जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है, बीएटी गतिविधि 1.8 डिग्री सेल्सियस के रूप में निर्धारित की गई थी। भोजन के बाद बीएटी की सक्रियता निर्धारित करने के लिए, इसे भोजन12 के बाद निर्दिष्ट समय बिंदुओं पर दोहराया गया था। इस अध्ययन में, हमने तीन महिला प्रतिभागियों के साथ प्रयोग किए। इसी तरह के परिणाम प्रतिभागी 1 और प्रतिभागी 2 से क्रमशः 23 किलोग्राम / मीटर2 और 34 किलोग्राम / मीटर2 के बीएमआई के साथ प्राप्त किए गए थे। प्रतिभागी 3 में सबसे कम बीएमआई (18 किलो / एम2) था और भोजन के बाद बीएटी गतिविधि में उच्चतम वृद्धि हुई थी (चित्रा 1 बी, बाएं)। त्वचा के सुप्राक्लेवुलर क्षेत्र पर अधिकतम तापमान बीएटी गतिविधि का एक अच्छा प्रतिनिधित्व नहीं है क्योंकि भोजन के 3 घंटे बाद भी त्वचा के तापमान में कोई कमी नहीं होती है (चित्रा 1 बी, दाएं)। मानव आबादी के बीच बीएटी गतिविधि में अंतर के कारण, परिणामों का विश्लेषण व्यक्तिगत रूप से किया जाना चाहिए, और / या अध्ययन के लिए प्रतिभागी को चुनना बहुत सावधानी से किया जाना चाहिए। प्रयोगशाला जानवरों में बीएटी गतिविधि में ऐसा अंतर नहीं है क्योंकि वे निकटता से संबंधित हैं।

पीईटी-सीटी (18एफ-एफडीजी) के उपयोग की तुलना में इस विधि का पहला लाभ यह है कि यह गर्मी के स्रोत के बावजूद बीएटी गतिविधि को मापता है। उस कारण से, आईआर थर्मोग्राफी बहुत अधिक संवेदनशील है और विभिन्न शारीरिक या पैथोफिजियोलॉजिकल स्थितियों के तहत बीएटी गतिविधि का अधिक सच्चाई से प्रतिनिधित्व करता है। इस विधि का उपयोग उन शारीरिक स्थितियों को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है जो बीएटी गतिविधि में परिवर्तन का कारण बनती हैं, जैसे कि उम्र, लिंग, या एस्ट्रस चक्र का चरण। मनुष्यों में, एक अतिरिक्त लाभ मोटापे और मधुमेह मेलेटस टाइप 2 जैसे चयापचय रोगों में बीएटी गतिविधि में पैथोफिजियोलॉजिकल परिवर्तनों को निर्धारित करने की क्षमता है। स्वस्थ नियंत्रण के लिए उच्च रक्त ग्लूकोज एकाग्रता वाले लोगों की बीएटी गतिविधि की तुलना करते समय एक विशेष लाभ देखा जा सकता है, क्योंकि पीईटी-सीटी में, रेडियोधर्मी ग्लूकोज शरीर में ग्लूकोज के समान ग्लूकोज ट्रांसपोर्टरों के साथ प्रतिस्पर्धा करता है, जिससे गलत नकारात्मक परिणाम या बीएटी गतिविधि के गलत प्रतिनिधित्व होते हैं।

एक संभावित चिंता त्वचा की मोटाई में अंतर है, विशेष रूप से चमड़े के नीचे सफेद वसा ऊतक, जो विभिन्न विषयों में बीएटी से ऊपर त्वचा के तापमान को बदलसकता है। भोजन से पहले और बाद में बीएटी सक्रियण की तुलना करके इस समस्या से बचा जा सकता है। आमतौर पर, विभिन्न पैथोफिजियोलॉजिकल स्थितियों के लिए गतिविधि और निम्नलिखित महत्व ठंड के संपर्क के बाद बीएटी सक्रियण द्वारा निर्धारित किए जाते हैं। हालांकि, इस प्रकार का बीएटी सक्रियण मौसमी है और, मनुष्यों में (जंगल में जानवरों की तुलना में), बहुत महत्वपूर्ण नहीं है। रोजमर्रा की जिंदगी पर बीएटी गतिविधि के प्रभावों को निर्धारित करने के लिए, साथ ही ग्लूकोज होमियोस्टैसिस, ग्लूकोज और फैटी एसिड उपयोग के बाद भोजन के बाद बीएटी सक्रियण उचित तरीका है।

गर्म वातावरण में या मांसपेशियों की गतिविधि के तुरंत बाद किए गए मापों पर ध्यान दिया जाना चाहिए। मांसपेशियों की गतिविधि शरीर के तापमान को बढ़ाती है, जिससे त्वचा में वाहिकाफैलाव होता है (चित्रा 2)। जब आसपास के त्वचा क्षेत्रों की तुलना में बीएटी के ऊपर कोई गर्म त्वचा क्षेत्र दिखाई नहीं देता है, तो अध्ययन से रिकॉर्डिंग को बाहर रखें।

प्रयोगशाला जानवरों में बीएटी गतिविधि स्कैपुला (इंटरस्केपुलर बैट, आईबीएटी) और आईबीएटी के ऊपर की त्वचा के औसत तापमान के बीच स्थित बीएटी के अधिकतम तापमान से निर्धारित होती है। प्रयोगशाला जानवरों में बीएटी के ऊपर की त्वचा के औसत तापमान को मापना आसान है क्योंकि यह मनुष्यों की तुलना में अधिक स्थानीयकृत है (चित्रा 3)। इस अध्ययन में, भोजन के बाद बीएटी गतिविधि में परिवर्तन को मादा डब्ल्यूटी जानवरों में डायस्ट्रस (28.2 ± 0.5 सप्ताह पुराना) में मापा गया था। जैसा कि चित्रा 3 में दिखाया गया है, बीएटी गतिविधि में सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण परिवर्तन भोजन के 30 मिनट बाद निर्धारित किए गए थे, लेकिन केवल तभी जब अधिकतम तापमान मापा गया था (पी < 0.05)। जब बीएटी गतिविधि को औसत तापमान में परिवर्तन के रूप में प्रस्तुत किया गया था, तो परिवर्तन महत्वपूर्ण नहीं था (पी = 0.066)। इसलिए, इंटरस्केपुलर त्वचा क्षेत्र के अधिकतम तापमान में परिवर्तन के माध्यम से बीएटी गतिविधि को प्रस्तुत करना परिणाम प्रस्तुत करने का एक बेहतर तरीका है। बीएटी गतिविधि में यह परिवर्तन सकारात्मक रूप से अंतर्ग्रहण भोजन (आर = 0.65) की मात्रा के साथ सहसंबद्ध था।

दोनों विषयों के लिए प्रमुख चिंताएं नर और मादा और युवा और पुराने जानवरों में बीएटी सक्रियण में जैविक अंतर हैं, साथ ही साथ एस्ट्रस चक्र17 के दौरान बीएटी गतिविधि में अंतर भी हैं। अंतिम भोजन से पारित समय की मात्रा पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए, जो उपरोक्त प्रोटोकॉल का पालन नहीं किए जाने पर अनुमान लगाना मुश्किल होगा। सुबह में एक ही समय में प्रयोगों का प्रदर्शन करना पर्याप्त सटीक नहीं है।

बीएटी गतिविधि को मापते समय एक अतिरिक्त चिंता यह है कि जितना संभव हो सके जानवरों में तनाव से बचें। किसी भी गड़बड़ी से सहानुभूति गतिविधि बढ़ जाएगी और इसलिए, बीएटी गतिविधि16। इसके अलावा, तापमान रिकॉर्डिंग से जुड़ी अधिकांश गलतियां दिखाई दे सकती हैं यदि चूहों के इंटरस्केपुलर क्षेत्र को ठीक से मुंडा नहीं किया जाता है, जिससे त्वचा के गलत क्षेत्र को मापा जा सकता है।

Figure 1
(ए) दो त्वचा क्षेत्रों का चयन किया जाता है: एक भूरे रंग के वसा ऊतक (बीएटी; सुप्राक्लेविकुलर क्षेत्र) के ऊपर और दूसरा इंटरक्लेव्युलर क्षेत्र में (इस क्षेत्र-संदर्भ बिंदु की त्वचा के नीचे कोई बीएटी ऊतक मौजूद नहीं है)। बैट स्थान को कॉलरबोन के ऊपर सबसे गर्म क्षेत्र के रूप में प्रस्तुत किया जाता है। पीईटी-सीटी के अनुसार गर्दन में बैट स्थान का योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व बाएं आंकड़े में प्रस्तुत किया गया है। तापमान चारों ओर से घिरे त्वचा क्षेत्रों में मापा जाने वाला अधिकतम तापमान है। (बी) दोनों त्वचा क्षेत्रों में अधिकतम तापमान के बीच अंतर प्रत्येक प्रतिभागी के लिए प्रस्तुत किया जाता है, जो भोजन (बाएं) के 2 घंटे बाद बीएटी गतिविधि में वृद्धि दिखाता है। बीएटी गतिविधि को बीएटी (दाएं) के ऊपर त्वचा के अधिकतम तापमान द्वारा प्रस्तुत नहीं किया जा सकता है। परिणाम माध्य की औसत ± मानक त्रुटि के रूप में प्रस्तुत किए जाते हैं। * प्रारंभिक मूल्य (युग्मित एनोवा) की तुलना में पी < 0.05 है। संक्षिप्त नाम: एससी = सुप्रास्केपुलर। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Figure 2
चित्रा 2: वे स्थितियां जब बीएटी गतिविधि को मापा नहीं जा सकता है। आंकड़ा उन स्थितियों का प्रतिनिधित्व करता है जब त्वचा रक्त वाहिकाओं के वाहिकाफैलाव में वृद्धि के कारण बीएटी गतिविधि को निर्धारित करना संभव नहीं है। पट्टी 5 सेमी का प्रतिनिधित्व करती है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Figure 3
चित्र 3: प्रयोगशाला चूहों में भूरे रंग के वसा ऊतक । (A, B) इंटरस्केपुलर ब्राउन एडीपोज ऊतक (BAT) ठंडे जोखिम के बाद सक्रिय होता है और उसके बाद ही PET-CT द्वारा 18F-FDG संचय के रूप में दिखाया जाता है। बैट की गतिविधि को ठंडे जोखिम के बिना थर्मल कैमरे के साथ देखा जा सकता है। (सी) थर्मल स्कैन में बीएटी का स्थान एक तीर द्वारा पीईटी-सीटी छवि में प्रस्तुत बीएटी से मेल खाता है। तापमान में सभी परिवर्तनों को देखने में सक्षम होने के लिए मुंडा क्षेत्र बीएटी से बड़ा है (टीमैक्स के स्थान की पूरी तरह से भविष्यवाणी नहीं की जा सकती है, और कुछ अध्ययनों में, औसत तापमान मापा जा सकता है)। (D) डायस्ट्रस में छह मादा चूहों के लिए BAT के ऊपर त्वचा का मापा अधिकतम और औसत तापमान प्रस्तुत किया गया है। परिणाम माध्य की औसत ± मानक त्रुटि के रूप में प्रस्तुत किए जाते हैं। * प्रारंभिक मूल्य (युग्मित एनोवा) की तुलना में पी < 0.05 है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

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Discussion

हाल के अध्ययन मोटापे और मधुमेह मेलेटस के विकास में वयस्क मनुष्यों और जानवरों में बीएटी गतिविधि के शारीरिक विनियमन और महत्व के बारे में बढ़ते सबूत प्रस्तुत करते हैं। इसके अलावा, बहिर्जात सक्रियकर्ताओं द्वारा संभावित बीएटी सक्रियण दवा कंपनियों के लिए एक लक्ष्य बन रहा है। बहुत बोझिल बीमारियों में बीएटी के शारीरिक विनियमन और पैथोफिजियोलॉजिकल महत्व का अनुमान लगाने में सक्षम होने के लिए, साथ ही एक संभावित चिकित्सीय दृष्टिकोण की खोज करने के लिए, इन्फ्रारेड थर्मोग्राफी पसंद की विधि बन रही है। भले ही आईआर तकनीक बीएटी गतिविधि 12,13,14,15,17 को मापने में पसंद की एक नई विधि के रूप में उभर रही है, लेकिन लागू विधि पर नहीं बल्कि बीएटी सक्रियण की शारीरिक विशेषताओं पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए। लिंग, आयु, एस्ट्रस चक्र के चरण, भोजन की स्थिति और मानव प्रतिभागियों और प्रयोगशाला जानवरों में संभावित तनाव पर विशेष ध्यान देना चाहिए।

मनुष्यों और प्रयोगशाला जानवरों पर किए गए भोजन के बाद बीएटी गतिविधि की वृद्धि के मापकाफी समान हैं 12,17। इन मापों के संचालन में महत्वपूर्ण चरणों में तनाव और मांसपेशियों की गतिविधि से बचना शामिल है (माप करने से पहले जानवरों को परेशान नहीं किया जाना चाहिए)। महिला प्रतिभागियों के लिए, एस्ट्रस (मासिक धर्म) चक्र के दौरान बीएटी गतिविधि में कार्यात्मक अंतर को ध्यान में रखा जाना चाहिए। इसके अलावा, त्वचा नंगी होनी चाहिए (अनावश्यक तनाव से बचने के लिए प्रयोगों से एक दिन पहले जानवरों को मुंडाया जाना चाहिए)। इसके अलावा, सर्वोत्तम थर्मल रिज़ॉल्यूशन प्राप्त करने के लिए कैमरा सॉफ़्टवेयर को ठीक से सेट करना बहुत महत्वपूर्ण है। थर्मल छवियों के रूप में डेटा प्रस्तुत करने के लिए, सबसे अच्छा तरीका रंग का एक उचित पैलेट चुनना है जो विशेष अध्ययन के अनुरूप है। यदि प्रोटोकॉल का ठीक से पालन किया जाता है, तो आईआर थर्मोग्राफी करने में त्रुटियां करने की संभावना कम होती है।

विधि की सीमा यह है कि मामूली चिंता के बिना, चमड़े के नीचे वसा की विभिन्न मात्रा वाले लोगों (या मोटापे से ग्रस्त जानवरों से सामान्य शरीर के वजन वाले जानवरों) के बीच बीएटी गतिविधि की तुलना करना संभव नहीं है। इस समस्या से बचने के लिए, भोजन से पहले और बाद में बीएटी गतिविधि को मापकर नियंत्रण के रूप में एक ही विषय का उपयोग किया जाना चाहिए। भोजन के बाद बीएटी गतिविधि में वृद्धि की गणना चमड़े के नीचे के बीएटी से त्वचा की सतह तक गर्मी वितरण में अंतर को समाप्त कर देगी।

दोनों त्वचा क्षेत्रों के अधिकतम त्वचा तापमान के बीच परिवर्तन के माध्यम से बीएटी गतिविधि की रिपोर्ट करना, हमारे दृष्टिकोण से, एक बेहतर तरीका है क्योंकि यह औसत तापमान माप29 द्वारा प्राप्त परिणामों में बीएटी आकार और / या नामित त्वचा क्षेत्र में अंतर को समाप्त करता है।

जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, आज तक बीएटी गतिविधि को मापने के लिए पसंद की विधि रेडियोधर्मी ग्लूकोज (18एफ-एफडीजी) का उपयोग करके पीईटी-सीटी है। यह विधि, समय के साथ, पर्याप्त संवेदनशील साबित नहीं हुई है, रेडियोधर्मी सामग्री का उपयोग संबंधित है, और यह बहुत महंगा है। भोजन के बाद बीएटी सक्रियण का निर्धारण करने में पीईटी-सीटी बेकार है। 18 भोजन के बाद बैट में एफ-एफडीजी संचय मुश्किल से10 दिखाई देता है और इसे नकारात्मक परिणाम माना जाता है। हाल ही में, यह सुझाव दिया गया था कि बीएटी सक्रियण मानव आबादी में अधिक स्पष्ट है और इसलिए,चयापचय रोगों के विकास और प्रसार में तेजी से महत्वपूर्ण है। इस समस्या को हल करने का एक प्रयास प्रीडायबिटिक और इंसुलिन प्रतिरोध 11 के साथ टी 2 डीएम वाले रोगियों में एमआरआई द्वारा बीएटी की मात्रा कोमापना है। हालांकि, बैट की मात्रा बीएटी की गतिविधि और ग्लूकोज और फैटी एसिड के उपयोग के बारे में कोई जानकारी नहीं देती है, जो मधुमेह रोगियों में महत्वपूर्ण है।

बीएटी गतिविधि को मापने के लिए पसंद की विधि के रूप में आईआर थर्मोग्राफी की स्थापना, विशेष रूप से उच्च रक्त शर्करा एकाग्रता वाले मानव विषयों में, क्षेत्र पर भारी प्रभाव पड़ेगा। आईआर थर्मोग्राफी का उपयोग बीएटी13,14,15 के ठंड-प्रेरित सक्रियण के निर्धारण के लिए किया जाता है और हाल ही में, स्वस्थ स्वयंसेवकों 12 और प्रयोगशाला जानवरों17 में भोजनके बाद बीएटी सक्रियण। पोस्टप्रांडियल बीएटी सक्रियण मादाओं और पुराने विषयों में छोटा है, चाहे प्रजातियां कोई भी हों। दुर्भाग्य से, बीएटी सक्रियण और चयापचय अध्ययन पर अधिकांश शोध पूरी तरह से केवल पुरुष विषयों (पुरुष प्रयोगशाला जानवरों या पुरुषों) पर किए गए हैं। इस दृष्टिकोण के साथ समस्या यह है कि यह बीएटी गतिविधि30 पर एस्ट्रस चक्र के चरण के प्रभाव को अनदेखा करता है।

अंत में, आईआर थर्मोग्राफी विभिन्न मानव आबादी में बीएटी के शारीरिक और पैथोफिजियोलॉजिकल महत्व की जांच करने की संभावना को सक्षम करेगी, विशेष रूप से पूर्व और पोस्टमेनोपॉज़ल महिलाओं में, जिनके लिए अध्ययन गायब हैं।

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Disclosures

लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है।

Acknowledgments

इस अध्ययन को क्रोएशियाई साइंस फाउंडेशन अनुसंधान अनुदान (आईपी-2018-01- 7416) द्वारा वित्त पोषित किया गया था।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
0.1% cresyl violet acetate  Commonly used chemical
Device for measuring air temperature and humidity Kesterl Kestrel 4200 Certificat of conformity
External data storage Hard Drive with at least 1 TB
Glass microscopic slides Commonly used
Small cotton tip swab  Urethral swabs
Software for analysis FLIR Systems, Wilsonville, OR, USA FLIR Tools
Software for meassurements FLIR Systems, Wilsonville, OR, USA ResearchIR software FLIR ResearchIR Max, version 4.40.12.38 (64-bit)
Thermac Camera FLIR Systems, Wilsonville, OR, USA FLIR T-1020

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Kordić, M., Dugandžić, J., Ratko, M., Habek, N., Dugandžić, A. Infrared Thermography for the Detection of Changes in Brown Adipose Tissue Activity. J. Vis. Exp. (187), e64463, doi:10.3791/64463 (2022).

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