Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

تكوين الجسم والتحليل الأيضي حبس في الفئران بنك الاحتياطي الفيدرالي الدهون عالية

Published: May 24, 2018 doi: 10.3791/57280

Summary

ويصف هذا البروتوكول استخدام محلل تكوين الهيئة والأيضية نظام الرصد الحيوانية لتحديد خصائص تكوين الجسم والمعلمات الأيضي في الفئران. يتم استخدام نموذج السمنة الناجمة عن التغذية بالدهون كمثال لتطبيق هذه التقنيات.

Abstract

تعديلات على تكوين الجسم (كتلة الدهون أو الهزيل)، معلمات الأيضية مثل استهلاك الأوكسجين الجسم كله ونفقات الطاقة، واستخدام الركيزة، والسلوكيات مثل تناول الطعام والنشاط البدني يمكن أن توفر معلومات هامة بشأن الآليات الكامنة للمرض. ونظرا لأهمية تكوين الجسم والتمثيل الغذائي إلى تطور السمنة وعن عقابيل اللاحقة، من الضروري أن تجعل مقاييس دقيقة لهذه المعلمات في إعداد البحوث السريرية قبل. أوجه التقدم في التكنولوجيا على مدى العقود القليلة الماضية جعلت من الممكن اشتقاق هذه التدابير في نماذج القوارض بطريقة غير الغازية والطولية. ونتيجة لذلك، أثبتت هذه التدابير الأيضية مفيدة عند تقييم استجابة التلاعبات الجينية (الفئران على سبيل المثال الضربة القاضية أو المحورة وراثيا، والفيروسية ضربة إلى أسفل أو overexpression من الجينات)، وفحص المخدرات/مجمع التجريبية والغذائية، التدخلات السلوكية أو البدنية نشاط. وهنا، نحن تصف البروتوكولات المستخدمة لقياس مكونات الجسم والايض المعلمات باستخدام نظام الرصد في تشاو التي تغذيها وارتفاع الدهون الفئران حمية تغذية حيوان.

Introduction

ويدعم الأيض جوانب كثيرة من الخلوي الطبيعي والجهاز وفسيولوجيا الجسم كله. ونتيجة لذلك، في الإعداد لمختلف الأمراض، تعديلات على التمثيل الغذائي قد تسهم مباشرة في الشرط الأساسي، أو قد يتأثر سلبا كأثر جانبي لعلم الأمراض. تقليديا، الأيضية للبحث والدراسات في ميزان الطاقة قد تركزت في مجال السمنة والشروط ذات الصلة مثل مقاومة الأنسولين، ما قبل السكري، التعصب السكر وأمراض القلب والأوعية الدموية، والسكري. هذه البحوث ما يبرره نظراً لتصاعد انتشار مثل هذه الشروط في جميع أنحاء العالم، والفرد، والمجتمعية، والتكاليف الاقتصادية تلحق هذه الشروط. على هذا النحو، وضع استراتيجيات وقائية وعلاجية جديدة للسمنة الهدف هدف مستمر في مختبرات البحوث في جميع أنحاء العالم، ونماذج الماوس الإكلينيكية بشدة الاعتماد على هذه الدراسات.

بينما تزن الفئران يوفر تقييم موثوق لزيادة الوزن أو الخسارة، فإنه لا يوفر توزيع للعناصر المختلفة التي تقوم بإنشاء تكوين الجسم كله (كتلة الدهون، الجماهيري الهزيل، والمياه مجاناً، فضلا عن عناصر أخرى مثل الفراء ومخالب). أن ترجيح منصات الدهون في استكمال الدراسات مرة واحدة الماوس المتوفى يوفر مقياس دقيق لمستودعات الدهون المختلفة بل يمكن فقط تقديم البيانات لنقطة مرة واحدة. نتيجة لذلك، من الضروري غالباً انتساب الأفواج المتعددة للتحقيق في وضع السمنة على مر الزمن، إلى حد كبير تزايد إعداد الحيوانات، والوقت والتكاليف. استخدام الأشعة السينية المزدوجة الطاقة absorptiometry (DEXA) يقدم نهجاً لتقييم محتويات الدهون والعجاف أنسجة الجسم ويسمح للباحث للحصول على البيانات بطريقة طولية. ومع ذلك، يتطلب الإجراء الفئران تخديره1، ونوبات متكررة من التخدير قد أثر تراكم الأنسجة الدهنية أو تؤثر على الجوانب الأخرى للتنظيم الأيضي. ويستخدم اتشومري ريلاكسوميتري الرنين المغناطيسي النووي لقياس كتلة الدهون والهزيل والماء مجاناً، والمحتوى الإجمالي للمياه. وهذا يمكن تحقيقه بسبب إنشاء التباين بين مكونات الأنسجة المختلفة، مع وجود اختلافات في المدة والسعة والتوزيع المكاني للترددات اللاسلكية التي تم إنشاؤها السماح بترسيم والتحديد الكمي لكل نوع من أنواع الأنسجة. هذا الأسلوب مفيد كما أنه غير الغازية، وسريعة وبسيطة ولا تتطلب أي التخدير أو الإشعاع و، الأهم من ذلك، قد تم إيجابيا التحقق من صحتها مقابل التحليل الكيميائي2.

هو أحد الاعتبارات رئيسية للسمنة والبحوث ذات الصلة معادلة توازن الطاقة. بينما تراكم الدهون أكثر تعقيداً من الطاقة بحتة في (تناول الطعام) مقابل الطاقة خارج (نفقات الطاقة)، وعوامل حيوية لتكون قادرة على قياس. نفقات الطاقة اليومية هو مجموع أربعة عناصر مختلفة: (1) نفقات الطاقة القاعدية (يستريح معدل الأيض)؛ (2) نفقات الطاقة نظراً لتأثير الحرارية لاستهلاك الأغذية؛ (3) الطاقة اللازمة ل thermoregulation؛ و (4) الطاقة تنفق على النشاط البدني. كما نفقات الطاقة يولد حرارة، قياس إنتاج الحرارة بحيوان (المعروفة باسم القياس المباشر) يمكن استخدامها لتقييم نفقات الطاقة. وبدلاً من ذلك، قياس الهم وانتهت تركيزات س2 و CO2، يسمح بتحديد الجسم كله س2 CO2 الإنتاج واﻻستهﻻك، يمكن أن تستخدم كوسيلة لقياس غير مباشر (غير المباشرة الحرارة إنتاج القياس) ونتيجة لذلك حساب نفقات الطاقة. زيادة في تناول الطعام أو انخفاض في نفقات الطاقة سوف تعرض الفئران لزيادة الوزن والملاحظات للتغييرات في هذه المعلمات يمكن أن توفر معلومات مفيدة من المحتمل آليات العمل في نماذج معينة من السمنة. معلمة ايضية ذات صلة للفائدة هو نسبة التبادل التنفسي (RER)، مؤشرا على النسبة من الركازة/الوقود (أي من الكربوهيدرات أو الدهون) التي تمر بها عملية التمثيل الغذائي، وتستخدم لإنتاج الطاقة. ونتيجة لذلك، يمكن أن توفر القياس لتناول الطعام (الطاقة المستهلكة) جنبا إلى جنب مع مستويات النشاط البدني واستهلاك2 س، RER ونفقات الطاقة فهم واسع الأيضية الشخصية كائن حي. أسلوب واحد لجمع مثل هذه البيانات هو استخدام حيوان مختبر شامل رصد نظام (البطلينوس)، التي تقوم على أسلوب القياس غير المباشر لقياس نفقات الطاقة ولديها قدرات إضافية لتحديد مستويات النشاط البدني (شعاع فواصل) وتناول الطعام عن طريق جداول إدراجها في غرفة القياس.

في هذا البروتوكول نقدم وصفاً مستقيم إلى الأمام لاستخدام هو محلل تكوين هيئة لتقييم تكوين الجسم في الفئران، ونظام رصد حيوان ايضية لقياس الجوانب المتعلقة بالتمثيل الغذائي. وستناقش الاعتبارات والقيود الخاصة بهذه التقنيات فضلا عن الأساليب المقترحة للتحليل والتفسير، وتمثيل البيانات.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

جميع التجارب التي وصفت أقرها "الفريد بحوث التعليم المخفر الحيوان الأخلاقيات اللجنة الطبية" (AEC أمريب) والفئران وقدمت الرعاية الإنسانية تمشيا مع "الوطنية للصحة" ومجلس البحوث الطبية (NHMRC) من "المبادئ التوجيهية لأستراليا" في التجارب الحيوانية. كانت الحيوانات التي تديرها تلك المنصوص عليها النظام الغذائي والمياه libitum الإعلانية ويسكنون في إيجاد بيئة التحكم في درجة الحرارة (~ 21-22 درجة مئوية) مع ضوء ح 12 ودورة الظلام-ح 12. الأسبوع سبعة غذيت القديمة الفئران الذكور (على خلفية C57Bl/6J) أما النظام الغذائي تشاو العادية العادية (محتوى الطاقة 14.3 MJ/كغ، تتألف من 76% كج من الكربوهيدرات والدهون 5% وبروتين 19%؛ انظر الجدول للمواد) أو لمجموعة التغذية بالدهون عالية، حمية عالية الدهون ((HFD) محتوى الطاقة 19 مللي جول/كغ، تتألف من 36 في المائة كج من الكربوهيدرات، الدهون 43 ٪، 21 ٪ من البروتين، يغذي تخصص) لمدة 3 أسابيع. وزن الجسم وقياسات الجسم تكوينها باستخدام جهاز اتشومري أجريت أسبوعيا أثناء تحليل الرصد الأيضية جرت في المحار بعد 3 أسابيع الدايت.

1-هيئة تكوين محلل الداخلي

ملاحظة: لتعمل على النحو الأمثل، ينبغي أن يتضمن اتشومري 4-في-1 المستخدمة في هذا البروتوكول داخل غرفة فيها درجة حرارة الجو مستقر ولا تتقلب. ومن الناحية المثالية هذا ينبغي باستمرار رصد. تتحرك آلة وانقطاع للكهرباء وينبغي أيضا تجنب إذا أمكن. إذا انقطع التيار الكهربائي وإعادة تشغيل النظام، يسمح على الأقل 2-3 في ح آلة الاحماء قبل استخدامه مرة أخرى. قبل البدء، ضمان أن عليك ارتداء المعدات الواقية الشخصية الصحيحة.

  1. قبل المسح الفئران، إجراء اختبار نظام على جهاز محلل تكوين الجسم. وهذا ينطوي على استخدام معيار معايرة (المشار إليها كعينة اختبار نظام زيت الكانولا (التكاليف)) لاختبار دقة الصك والتأكد من أنه كان هناك لا الانجراف في دقتها.
    1. فتح برامج النظام، ثم انقر فوق زر شريط أدوات "اختبار النظام" أو الضغط على "Alt + Y" في نفس الوقت.
    2. الانتظار قبل أن يقوم به الكمبيوتر اختبار النظام، لتذكير للتحقق من أنه تم وضع تكاليف الصحيح (في هذه الحالة التكاليف الخاصة بالماوس) داخل الهزال للنظام ( الشكل 1). مجرد تأكيد أن هذا هو الحال في الواقع، يقبل المضي قدما في الاختبار الذي سوف يستغرق بضع دقائق لإكمال.
  2. مرة واحدة تم تمرير اختبار النظام، مواصلة المضي قدما بالمسح الضوئي.
    1. إذا فشل اختبار النظام، كرر اختبار النظام.
    2. إذا كان الجهاز لا يزال خارج النطاق (التي تشير إلى حدوث انحراف)، قد تكون المعايرة اللازمة لتصحيح الوضع. إكمال هذا باتباع التعليمات أو كما هو موضح في دليل المستخدم توفير وقت الشراء. إذا استمرت المشكلة، تحقق من دليل3 أو الإبلاغ عن المشكلة إلى فريق الدعم الخاص بالشركة المصنعة والحصول على مزيد من التعليمات.
  3. وضع الفئران في حامل عينات حيوانية صغيرة (اسطوانة طويلة) للاحتفاظ بها الواردة في الجهاز. للقيام بهذا، ضع الحامل أفقياً والتقاط الماوس وأدخله في افتتاح الاسطوانة الأولى. ببطء وبعناية إحضار الحامل إلى الموضع العمودي حيث يكون الماوس في الجزء السفلي من الاسطوانة وجاهزة للتحليل.
  4. مرة واحدة داخل حامل، إدراج محدد للحد من حركة الماوس أثناء فترة القياس. في بعض الظروف، مع الفئران نشطة للغاية، قد يكون من الضروري عقد المحدد في المكان مع أصبعك.
    ملاحظة: تعريف الفئران بالإيداع في أصحاب العينة قبل التحليل الأولى للحد من التوتر. كما يمكنك تقليل استخدام حامل العينات الحيوانية الملونة الحمراء استجابة التوتر المحتملة، كما الفئران يشعرون بأنهم في الظلام.
  5. داخل البرنامج، حدد مجلد (مجلد شريط الأدوات) لحفظ البيانات وإنشاء اسم ملف.
  6. إذا لزم الأمر، تقليل كمية ضجيج عشوائي في قياسات الدهون والهزيل بزيادة العدد التراكمات الأولية للمسح الضوئي. بمجرد بدء البرنامج، يتم تعيين التراكمات الأولية إلى قيمة افتراضية الموصى بها للاستخدام اليومي العام؛ الإعدادات الافتراضية إلا إذا كان هناك سبب معين لتغيير هذه المعلمات، سوف تعطي مستوى الدقة اللازمة للمستخدمين.
  7. إذا ليست مهتمة بالحصول على بيانات عن مجموع والمياه مجاناً، إيقاف مرحلة المياه عن طريق تحديد علامة التبويب ليقول لا. القيام بذلك سيتم تقليص مدة المسح الضوئي إلى حد كبير وتحسين الإنتاجية.
  8. بدء المسح الضوئي عن طريق تحديد "بدء تشغيل التفحص" أو بواسطة الضغط على F5 على لوحة المفاتيح. قم بإدخال جميع البيانات ذات الصلة عن الحيوان (مثل الحيوان معرف، كتلة الجسم، إلخ.) واضغط على "موافق" أو F5 لبدء المسح الضوئي، الذي سوف يستغرق حوالي 1 دقيقة.
  9. بعد أن تم الحصول على البيانات، إزالة صاحب الحيوان الذي يحتوي على الماوس من الجهاز ومكان الظهر الحيوان في قفصة. بمجرد تم تفحص جميع الحيوانات، تصدير البيانات لمزيد من التحليل والمقارنة.
  10. وقبل وبعد استخدام دقة تنظيف أصحاب الحيوانات وفقا لتعليمات الشركة المصنعة. كما أن أصحاب هذه هي التي شيدت من البلاستيك اﻷكريليك، كحول الأيزوبروبيل والكحول الاثيلي وينبغي تجنب كما أنها يمكن أن تسبب تكسير لأصحاب و/أو التدهور السريع لصاحب التسجيل، مما يزيد من احتمال الكسر. بدلاً من ذلك، أما استخدام الماء الدافئ غسل الأطباق الحل، أو، إذا كان مطلوباً مطهرات أخرى، استخدام المفتاح F10 (في إضعاف 1:125) أو غيرها بخاخ مطهر أو التنظيف (انظر الجدول للمواد)، وثم تمحو.

2-التمثيل الغذائي الحيوان رصد النظام الداخلي

ملاحظة: يتطلب النظام ح ~ 2 الدفء والاستقرار. إذا تم إيقاف تشغيل الجهاز، يجب أن تحول السماح للخلية زركونيا تكون ساخنة إلى 725 درجة مئوية. كما نضع عموما الفئران في الجسم تكوين محلل أ قبل يوم دخول الحيوان نظام الرصد لتجنب أي مشاكل مع التأكيد على ضبط النفس.

  1. تأمين الكمبيوتر المرفق إلى نظام رصد الحيوان قيد التشغيل وفتح برنامج التحكم. حدد الخيار "الأداة المساعدة أوكسيماكس" من القائمة أداة لبدء المضخات.
  2. تعبئة زجاجات المياه مع المياه المناسبة وزن وفحص صحة الفئران، وتنظيم الغذاء. إذا كان قياس الاستهلاك الغذائي في النظام، تنظر أكثر المواد الغذائية. ملء النطاط الغذاء بالاكتئاب الغذاء الأساسي ونصيحة نابض إلى هوبر. ضمان أن هوبر الطعام وزجاجة مياه كاملة تماما التأكد من أن هناك ما يكفي من الغذاء والماء لآخر الوقت المخصص التجريبية.
  3. التحقق من حالة دريريتي/ديسيككانت؛ في حالة استخدام مؤشر لون، وينبغي أن الأزرق والجاف لذلك، ولكن إذا كان اللون الوردي/البنفسجي، كان لامتصاص الرطوبة هامة وينبغي استبدال أو تصدرت.
  4. التحقق من حالة فخ الأمونيا والصودا الجير واستبدالها إذا لزم الأمر. إذا كان متصلاً في فخ الأمونيا اثنين في كل مرة، عندما يعرض فخ الثانية بوادر تغيير اللون، تحل محل الأولى. يمكن أن تدل زيادة الإزاحة2 CO أيضا الحاجة إلى استبدال الجير الصودا.
    ملاحظة: يمكن أن تجفف في فرن ديسيككانت وإعادة استخدامها، ولكن علينا اتباع التوصيات من الشركة المصنعة للنظام باستخدام جديدة كل مرة.
  5. قم بتجميع الدوائر. للقيام بهذا، ضع هوبر الغذائية على التوازن، ثم ضع الدائرة على أعلى مع منصة المثقبة التي تصبح الكلمة الدائرة إدراج. بعناية ضع الماوس في الدائرة وإرفاق غطاء للنظام مع الجبهة والعودة مقاطع وتأمين قبل وضع زجاجة المياه وابزيم. وكإجراء وقائي، إعادة فحص جميع أغطية الدائرة والفئران، والمياه (الشكل 2 أ).
    ملاحظة: اعتماداً على حجم الفئران يجري بحثها، قد تكون ضرورية لضبط ارتفاع المساحات أعلاه هوبر الغذائية حيث أن الفئران يحصلون على الطعام ولكن لا يكفي الفضاء يمكنهم النوم مباشرة على رأس وحدة التغذية.
  6. كما يوصي بأن تكون معايرة أجهزة استشعار الغاز قبل كل تجربة، معايرة النظام.
    1. استخدام غاز التكوين المعروفة (0.5% CO2, 20.5% O2, توازن النيتروجين). الاتصال خزان غاز المعايرة بالنظام عن طريق منظم وخرطوم. تشغيل وتأمين خزان الضغط الناتج هو قراءة هذه المبادرة 5-10.
      ملاحظة: سوف يكون بعض النظم خزان ثان وخرطوم ومنظم لاستخدام النيتروجين النقي كغاز "إزاحة". بدلاً من ذلك يستخدم النظام نعمل الصودا الجير لتوليد CO2 الهواء الحر.
    2. اتبع الإجراءات في معايرة س2 وأول أكسيد الكربون2 أجهزة الاستشعار. حدد "معايرة" من القائمة أدوات ومعايرة تسلسلياً س2 وأول أكسيد الكربون2. قبل معايرة ضمان أن العينة 1) وتدفقات مرجع 0.400 LPM، 2) "س الزركونيا"2 استشعار درجة الحرارة 725 درجة مئوية (± 1 درجة مئوية)، 3) عينة ومرجع أكثر جفافاً ومضخات الهواء، والمرفقة 4) معايرة الغاز وتشغيله.
    3. إذا لزم الأمر، عند معايرة أجهزة الاستشعار2 س، قليلاً قم بضبط الإزاحة على الجزء الأمامي من أجهزة الاستشعار الأوكسجين زركونيا لتحقيق قيمة نسبة2 س 1.0000 (± 0.0002). هذا للتأكد من أنها ضمن الحدود المقبولة (الضوء على الخط الأخضر في عرض البرنامج على شاشة الكمبيوتر).
    4. بعد نجاح س2 ومعايرة أجهزة الاستشعار2 CO، إيقاف تشغيل اسطوانة غاز المعايرة وقطع الخرطوم من الجهة المنظمة. بعد المعايرة، ينبغي قراءة س2 لمرجع الهواء (الغلاف الجوي) 20.92 (± 00.02). إذا كان المعايرة من التسامح، كرر، وتشير إلى مشكلة إطلاق النار أدلة من الشركة المصنعة. وإذا تعذر ذلك، اتصل بالشركة المصنعة للحصول على مزيد من الإرشادات.
  7. المضي قدما في الإعداد التجريبية. حدد "فتح الملف التجريبي" من قائمة التجربة. قم بتحديد القالب المناسب (مثل الماوس). إطار "برنامج الإعداد" في القائمة تجربة تحديد معالم التجربة التي ينبغي أن تسجل (مثل الماوس معرف، الوزن، مجموعة، إلخ) إلغاء تحديد أي الدوائر ليس قيد الاستخدام، وتحديد موقع للتجربة ليتم حفظها.
  8. تأكد من الجداول قد تم تريد إذا كان قياس الاستهلاك الغذائي وبدء تشغيل التقاط البيانات عن طريق تحديد "تشغيل" في القائمة التجربة. يتم التقاط البيانات لفترات مختلفة من الوقت اعتماداً النمط الظاهري، والمبادئ التوجيهية المؤسسية على عزل الحيوانات، واستخدام النظام.
    ملاحظة: في أيدينا، التجربة بشكل روتيني تشغيل ح 48، مع أول 24 ساعة يستخدم يتأقلم إلى البيئة الجديدة والثاني 24 ساعة المستخدمة لتحليل البيانات. وتستند فترة جمع البيانات متى يرغب المحقق للحفاظ على الفئران مساكن منفردة وتعتمد على موافقة الأخلاق الحيوانية. بدلاً من ذلك، إذا كانت هناك أحكام، الفئران قد تكون acclimatised في الدوائر قبل وضعها في النظام ومتصلة. ويقاس كل غرفة تقريبا مرة كل 13 دقيقة عند استخدام نظام دائرة 12.
  9. بانتظام التحقق ورصد النتائج التي يتم الحصول عليها بينما الفئران في النظام لضمان رعاية الحيوان، وأن يتم جمع البيانات المناسبة. أي مسألة قد تكون قادرة على أن تكون في هذه المرحلة تحديد وتصحيح. التحقق من كل الماوس كل صباح ومساء عندما يكونون في النظام.
  10. تحقق من علامة التبويب الأيضي في الجزء العلوي من صفحة ملف البيانات للبيانات التي جمعت في الوقت الحقيقي لكل الماوس في ما يتعلق بنفقات استهلاك الطاقة و RER الأوكسجين. وفي الوقت نفسه، شعاع فواصل وبيانات الاستهلاك الغذائي يمكن أن يقع في علامات التبويب النشاط والتغذية، على التوالي. تحقق من أن يتم قراءة "س2 في" حول 20.90-20.94، "CO2 في" حول 0.040-0.050، RER ما بين 0.7 و 1، ومعدل التدفق المستمر في 0.5-0.6 لتر في الدقيقة.
  11. عند فواصل زمنية منتظمة، تحقق من أن الفئران يستطيعون الوصول إلى الغذاء والماء، وأن كانت تستهلك كل. التأكد من أنها لا تبدي أي علامات على الشدة مثل حفر في الأرضيات مثقب. أيضا، برصد النتائج التي يتم عرضها.
  12. عند انتهاء الوقت المخصص التجريبية، حدد "إيقاف" من قائمة التجربة وتصدير النتائج (كملفات CSV، ملف > تصدير > إنشاء موضوع CSV) للتحليل.
  13. فحص صحة الفئران وتزن لهم وثم العودة إلى اقفاصها المنزل.
    1. الفئران قد تكون عدائية تجاه بعضها البعض بعد الانفصال، ورصد ذلك مجرد أنهم يسكنون معا مرة أخرى.
    2. تفكيك الأقفاص وإزالة المواد الغذائية الزائدة من النطاط ونصيحة أي البراز والبول والأغذية من الأقفاص. تغرق في زجاجات وسبيرس في المخفف باك ر الحل، نقع، وتنظيف المكونات الأخرى في حل التبييض المخفف. شطف مع الماء النظيف وتترك للهواء الجاف.
  14. حساب المعلمات الأيضية مع البرنامج. ويستخدم البرنامج عددا من المعادلات لتقديم مخرجات البيانات النهائية4.
    لحساب إنتاج ثاني أكسيد الكربون واستهلاك الأوكسجين: استهلاك الأوكسجين: فو2 (LPM)= Vأناس2 طاء سس2o؛ إنتاج ثاني أكسيد الكربون: فقه2 (LPM)= VoCO2o-VأناCO2 طاء
    حيث: Vأنا = معدل التهوية الإدخال (LPM)، تس = معدل التهوية الإخراج (LPM)، س2 طاء = تركيز O2 في الإدخال، س2o = تركيز O2 في الإخراج، CO2 طاء = شركة2 التركيز على المدخلات، CO2o = تركيز CO2 في الإخراج.
    لحساب RER: RER = فقه2 /فو2. ملاحظة أن كان لا يقاس أكسدة البروتين وذلك عدل RER لا لهذا.
    لحساب نفقات الطاقة: "نفقات الطاقة": CV = 3.815 + 1.232* RER
    الحرارة (كيلو كالوري/ساعة)) = CV * فو2- حيث: السيرة الذاتية هي القيمة الحرارية (العلاقة بين الحرارة وحجم استهلاك الأوكسجين). وهذا مستمد من "عناصر من علوم التغذية" المشار إليها كالجدول اسك، تتألف من اسك غراهام.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

عرض النتائج ينظر في الشكل 3 تغيير نموذجي في معلمات تكوين الجسم عند تغذية الدهون عالية، كما يقاس عن طريق اتشومري. في الأساس لم يكن هناك فرق في أي معلمة قياسها (الشكل 3 ألف-F). ومع ذلك، بعد أسبوع واحد فقط من الدهون عالية التغذية، كان هناك زيادة كبيرة في وزن الجسم وكتلة الدهون ونسبة كتلة الدهون في المجموعة HFD (الشكل 3 أ،ب،د). حجم الخلافات بين الفريقين لهذه التدابير استمر في الزيادة على مدى التدخل الغذائي 3 أسابيع. لم تختلف الجماهيري الهزيل والماء مجاناً، والمحتوى الإجمالي للمياه (الشكل 3،ه،و) بين المجموعات في أي وقت. كما يتبين أن تشاو تغذية الفئران استمر وضع على الوزن خلال فترة الدراسة (الشكل 3 ألف)، وأن هذا يعزى إلى زيادة في كتلة العجاف (الشكل 3) بدلاً من زيادة كتلة الدهون (الشكل 3B).

كما يتبين في الشكل 4، ثلاثة أسابيع لتغذية الدهون عالية أدت إلى عدد من التغييرات التي اكتشفت في الحيوان الأيضية نظام الرصد. وكان فو2 عندما لم يعدل لوزن الجسم أعلى بكثير في الدهون عالية أثقل تغذية الفئران (الشكل 4 أ). جدير بالذكر أن تطبيع فو2 عن طريق عاملين مختلفة أسفرت عن نتائج مختلفة اثنين. تغذية التطبيع إلى وزن الجسم الكلي أدت إلى أي اختلاف في فو2 بين تشو القياسية وارتفاع الدهون تغذية الفئران، بينما تنتج التطبيع إلى الدمار العجاف فرقا كبيرا (الشكل 4 باء،جيم). وتبين هذه النتائج أن تطبيع البيانات2 فو بقسمة كتلة متغيرات كبيرة تتأثر النتائج، وينبغي توخي الحذر عند تفسير البيانات2 فو عندما يتم التعبير عنه بطريقة. لإجراء مناقشة مفصلة لكيفية التعبير عن البيانات2 فو وآثار تطبيع لمعلمات مختلفة انظر مناقشة ممتازة في تشوب, et al. 5 دليل لتحليل الأيض الطاقة الماوس، تشوب والزملاء تشير إلى استخدام تحليل التباين المشترك (ANCOVA) استجواب إحصائيا آثار وزن الجسم أو تكوين الجسم على استهلاك الطاقة والبيانات المتحصل الغذائي . وفي هذه الحالة، تنفيذ ANCOVA على البيانات المبينة في الشكل 4A، استخدام وزن الجسم ككل، يكشف عن وجود لا فرق معتد به إحصائيا بين تشو العادي و HFD، مما يدل على أن مجرد المحاسبة لوزن الجسم، هناك لا يوجد فرق في استهلاك الأوكسجين بين الجماعات. يمكن تصور هذه النتيجة بسهولة عندما رسم مقطع صوتي2 ضد وزن الجسم سكاتيربلوت كما هو موضح في الشكل 4. التآمر فو2 ضد وزن الجسم (الشكل 4) يوضح أن البيانات2 فو تكمن في خط مشترك فيما يتعلق بوزن الجسم، مع الحيوانات أثقل تستهلك المزيد من الأوكسجين. ملاحظة، التآمر فو2 ضد الجماهيري الهزيل يدل على أن البيانات2 فو تكمن في اثنين من خطوط متميزة فيما يتعلق بالإعلام الهزيل (الرقم 4E).

RER كان أقل بكثير في الدهون عالية تغذية الفئران، مما يشير إلى استخدام الدهون عبر استخدام الكربوهيدرات عند تغذية حمية الدهون عالية (الشكل 5A). تم زيادة نفقات الطاقة (الحرارة) دون تطبيع في الحيوانات أثقل، والمرجح أن سبب الحيوانات وجود أنسجة أكثر أيضي نشطة (الشكل 5 (ب))، مع هذا الاختلاف للضياع مرة تطبيع لوزن الجسم (الشكل 5). أيضا ملاحظة الزيادات في الإنفاق فو2، RER، والطاقة في دائرة مظلمة بالمقارنة مع دائرة الضوء عندما تكون الفئران أكثر نشاطا. وتمثل هذه الاختلافات التعديلات اليومية الكلاسيكية في التمثيل الغذائي التي تحدث في الفئران. في هذا المثال، أننا قد قسمت البيانات إلى كتل ح 12، وتقسيم البيانات كذلك إلى الحقبات الزمنية أصغر يمكن أيضا أن تكون مفيدة. مستويات النشاط البدني هي أيضا عوامل التي تسهم في نفقات الطاقة. ولم تكن هذه مختلفة بين الجماعات، مما يوحي بأن انخفاضا في حركة لم تكن برامج التشغيل من النمط الظاهري السمنة في ارتفاع الدهون تغذية الفئران (الشكل 5).

على الجانب الآخر من معادلة توازن الطاقة هو كمية الطاقة التي تستهلك ويدخل الجسم. لإلقاء نظرة على هذا الجانب من الأيض قمنا بتحليل كمية الأغذية التي تستهلك الفئران بينما في الحيوان الأيضية نظام الرصد. كما يمكن أن يلاحظ في الشكل 6A، يأكلون الفئران بنفس الكمية من الغذاء كما تقاس بالوزن أو عند تطبيع لوزن الجسم (الشكل 6B). (ANCOVA يمكن مرة أخرى أن تستخدم لتقييم أثر وزن الجسم على تناول الطعام.) التطبيع لتناول الطعام على وزن الجسم قد تكون خطوة هامة للنظر إذا كانت نفقات الطاقة قد تم تطبيع أيضا للوزن، وبالتالي إبقاء كل طرف في معادلة الطاقة في التوازن. في حين الفئران أكلت نفس الكمية من الغذاء، من المهم لحساب كثافة الطاقة لكل من الوجبات الغذائية المستخدمة. عندما أخذ هذا العامل في الاعتبار، نلاحظ الفئران في HFD تستهلك المزيد من الطاقة (الشكل 6)، ومن هذه التجارب فمن المحتمل أن يقود هذا النمط الظاهري يعانون من السمنة المفرطة. هذا، حيث يأخذون الفئران في المزيد من الطاقة، ولكن أنهم غير متناسب أنفاق المزيد من الطاقة، يمكن أن يعزى السمنة لتخزين الطاقة.

إحصائيات

يتم عرض كافة البيانات في هذه الورقة كما يعني الخطأ القياسي ± يعني (SEM). تم تعيين دلالة إحصائية في ف < 0.05. * يشير إلى ف < 0.05، * * يشير إلى ف < 0.01، * * * يشير إلى ف < 0.001، و n = 6 كل مجموعة ما لم يبين. المحققون من غير قادر على أن يكون أعمى إلى تدخل المجموعة الغذائية بسبب اختلاف في لون من الوجبات الغذائية. وقد تم اختيار الفئران عشوائياً فيما يتعلق بالنظام الغذائي التي أتيحت لهم.

Figure 1
الشكل 1 : الموضع الصحيح من تكاليف الماوس وحامل العينات الحيوانية الصغيرة التي تحتوي على الفئران داخل محلل تكوين الهيئة. لإجراء اختبار نظام باستخدام معيار معايرة (التكاليف) أو للمسح الضوئي للفئران داخل حامل العينات الحيوانية الصغيرة، ضع كل داخل الهزال النظام. الأسهم الحمراء تشير إلى الاسطوانة التي سترد الفئران الدخول الهزال الجهاز.

Figure 2
الشكل 2 : الجمعية العامة للدوائر الفردية. A) مكان هوبر الغذاء في مركز التوازن. ب) إدراج المنهاج في كل غرفة غرفة ومكان أكثر هوبر. ج) وضع الفئران في الدوائر فردية وتأمين غطاء. د) ضع زجاجة الماء وربط.

Figure 3
الشكل 3 : هيئة تحليل تكوين أكثر من 3 أسابيع حمية عالية الدهون. A) الجسم الوزن، ب) الدهون الجماهيري، ج) الهزيل كتلة، د) الدهون النسبة المئوية الجماعية، ﻫ) الحرة المحتوى المائي، و و) مجموع محتوى الماء. تمثل الدوائر النظام الغذائي العادي تشاو، تمثل المربعات HFD. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 4
الشكل 4 : معلمات الأيضية التي تم الحصول عليها من تجارب نظام الرصد الحيوان الأيض بعد 3 أسابيع من الوجبات الغذائية الخاصة بكل منها. تم إيواء الفئران في دوائر ح 48 مع ح 24 الأولى بوصفها إطلاعية. كان تحليل البيانات المستقاة من ح 24 الثانية وقدم في هذه الأرقام. A) أسعار "الخام فو"2 ، ب) فو2 تطبيع لوزن الجسم ج) فو2 تطبيع إلى الدمار العجاف، د) سكاتيربلوت لغير المعدلة فو2 (الفترة من مجموع 24 ساعة) للجسم تزن، t و ه) غير المعدلة فو2 إلى الدمار العجاف. أ-ج أشرطة بيضاء تمثل النظام الغذائي العادي تشو، وأشرطة سوداء تمثل حمية عالية الدهون. د-ه تمثل الدوائر النظام الغذائي العادي تشاو، تمثل المربعات HFD. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 5
الشكل 5 : A) الجهاز التنفسي تبادل نسبة (RER)، ب) الحرارة (نفقات الطاقة)، و ج) الحرارة تطبيع لوزن الجسم. د) حساب مستويات النشاط كمجموع المتنقلة أشعة X و Y Z شعاع فواصل وفواصل. أشرطة بيضاء تمثل النظام الغذائي العادي تشاو؛ تمثل أشرطة سوداء HFD.

Figure 6
الرقم 6 : الحصول على بيانات كمية الغذاء في النظام النهائي ح 24. A) تناول الطعام في غرام، ب) تناول الطعام بتطبيع لوزن الجسم و ج) مدخول الطاقة المحسوبة. n = 4-5 (تم استبعاد الفئران 3 بسبب صنع فوضى كبيرة مع الطعام). أشرطة بيضاء تمثل النظام الغذائي العادي تشاو؛ تمثل أشرطة سوداء HFD. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

خطوات حاسمة

البروتوكولات المبينة في هذا التقرير تقديم مثال على طرق لقياس مكونات الجسم ومختلف المعايير الأيضية في الفئران باستخدام وهو محلل تكوين هيئة وحيوان ايضية نظام الرصد. لكل التقنيات، فمن الأهمية الحاسمة لضمان أن تعمل هذه الأجهزة على النحو الأمثل، للقيام بهذا، من الضروري أن الباحث تقوم باختبار نظام لمحلل تكوين الهيئة ومعايرة لتشكيل غاز معروفة الأيض الحيوان السابقة نظام الرصد استخدام المعدات. هذا سوف ضمان مزيد من الاتساق في النتائج وفرصة للكشف عن أية مشاكل محتملة تتعلق بالآلية.

الطريقة التي يتم تطبيع البيانات لتجارب رصد الحيوان الأيض أيضا الأهمية الحيوية التأكد من صحة النتائج التي تم الحصول عليها من التقنية. كما ورد في نتائج الممثل (الشكل 4A-E) فو2 يمكن الإبلاغ عنها في عدد من الطرق المختلفة: معدل المطلق (لتر/دقيقة)، نسبة إلى كتلة الجسم من الماوس (مل/كغ * دقيقة)، أو نسبة إلى كتلة الجسم النحيل (مل/كغكتلته * دقيقة) إذا أن تتوفر البيانات (على سبيل المثال الحصول على من هو محلل تكوين هيئة). تبعاً للنمط الظاهري، قد يكون أكثر ملاءمة تطبيع القيم بطريقة خاصة لاستبعاد أي تحيز محتمل. على سبيل المثال، إذا كان حيوان زادت كتلة الجسم، لديهم المزيد من الأنسجة التي متوفرة وقادرة على استهلاك الأكسجين وطبيعيا يتم إنفاقها على الطاقة أعلى. تطبيع إلى الجسم الكلي الشامل قد لا يكون الخيار الأفضل كما أنها سوف التحيز نحو ملاحظة انخفاض في استهلاك الأوكسجين كل وحدة الكتلة، على الرغم من أن استهلاك الأكسجين في الأنسجة قد لا تكون مختلفة. كبديل لتطبيع لوزن الجسم، واحد يمكن تطبيع لكتلة الجسم النحيل للماوس. الأنسجة العجاف الشامل المسؤول أساسا عن استهلاك الأوكسجين، والجماهيري الهزيل عادة دون تغيير أو فقط متواضعة مختلفة بين المجموعات التجريبية، التطبيع بهذه الطريقة قد يكون وسيلة أكثر تمثيلاً للتعبير عن البيانات2 فو. تجدر الإشارة إلى أن المقصورة الشامل العجاف وتتألف من العديد من أنسجة مختلفة، كل مع مختلف معدلات التمثيل الغذائي، وعليه التطبيع بهذه الطريقة لا يجوز المناسبة أو تقديم أي فكرة إلى المكون الجماهيري الهزيل الذي يقود التغيير. أيضا، فإنه يستبعد مساهمة عنصر كتلة الدهون الأيض.

ونظرا لهذه القضايا، كانت طريقة بديلة تستند إلى إحصائيا أيضا المقترحة5،6. تحليل التباين المشترك (أنكوفا) هو اختبار إحصائية التي تسمح مقارنة متغير (مثل نفقات الطاقة) مجموعات متعددة أثناء تصحيح لعوامل أخرى أو متغيرات ووصف المتغيرات المشاركة. في هذه العوامل طريقة مثل وزن الجسم، كتلة الدهون والجماهيري الهزيل يمكن إدراجها المتغيرات التي تؤثر على استهلاك الطاقة، ولكن حتى هذا الأسلوب الخاصة به افتراضات محددة6، بما في ذلك حقيقة أن من المرجح أن استخدام متغيرات متعددة في أنكوفا إبطال ما المتغيرات مستقلة عن بعضها البعض. يبدو أنه لا توجد طريقة وحيدة الكمال أو المتفق عليها عالمياً لتطبيع ومقطع صوتي الحالية2 أو الطاقة بيانات النفقات، قد يكون من المناسب عرض وتقديم البيانات في عدد من الطرق لإعطاء صورة أوضح عن النمط الظاهري للقارئ. مستويات النشاط البدني يمكن زيادة استهلاك الأكسجين، وذلك في الحيوانات التي لها نشاط تعمل (زيادة أو نقصان)، قد أيضا يكون اللازمة لحساب/تطبيع للتغيرات في الحركة لتحديد إذا كان هذا يمكن حساب كلياً أو جزئيا حساب لأي تغيير في مقطع صوتي2.

التعديلات واستكشاف الأخطاء وإصلاحها

تم التوصل إلى النتائج الممثل المعروضة في هذا البروتوكول من تجارب أجريت في درجة حرارة الغرفة 21-22 درجة مئوية. منطقة معتدلة بالماوس حوالي 30 درجة مئوية، حتى في منزل حيوانية تقليدية مع درجة الحرارة تعيين إلى 20-22 درجة مئوية لراحة الإنسان، وضع ماوس تحت الإجهاد الحراري. وللتصدي لذلك، يتم تنشيط ثيرموغينيسيس غير يرتجف عند درجات حرارة أبرد هذه، أدى حتى إلى زيادة إضعاف في نفقات الطاقة بين الفئران يقع عند 20 درجة مئوية مقارنة مع تلك التي يوجد مقره في 30 ° ج7. المساكن البيئية من الفئران هو أحد الاعتبارات هامة لهذه التجارب، فقد ثبت أن سكن فئران في ثيرمونيوتراليتي يمكن تحفيز تنمية بعض الظروف مثل8 من تصلب الشرايين وارتفاع الدهون الناجمة عن النظام الغذائي المرضية غير الكحولية مرض الكبد الدهني (NAFLD)9. درجة حرارة البيئة هو ذلك أيضا أحد الاعتبارات هامة عند إجراء التجارب الحيوان الأيض رصد النظام، والنمط الظاهري يمكن أن تكون موجودة عند درجات حرارة معينة ولكن ليس في الآخرين، التي يمكن أن تشير إلى إليه ممكنة العمل. يمكن أن يكون أحد هذه السيناريوهات النمط الظاهري الذي ينطوي على تفعيل الدهون بيج المعينين فيها كمية أكبر من هذا النسيج يسمح بزيادة أكبر في ثيرموغينيسيس تحت ظروف أكثر برودة10. وهكذا، قد يكون ضروريا لتعديل البيئة إعداد التي وصفت في هذه التجارب الحالية وإجراء تجارب تحت درجات الحرارة البيئية متعددة للحصول تصوير دقيق للمركز الأيضي الحقيقي للنموذج. لاستكشاف الأخطاء وإصلاحها بسبب الأخطاء التقنية، قد يلزم الاتصال الشركات المصنعة مباشرة للتعليمات. إذا كانت هناك مشاكل مع هذا النوع من الجسم تكوين محلل يوصي بإجراء اختبار "تكرار المسح"، الذي يقوم بتشغيل فحص 25 مقابل التكلفة. الشركة سوف تحتاج إلى هذه المعلومات للتشخيص. وبالمثل مع نظام الرصد الأيض الحيواني، إذا نشأت مسائل، جمع الملفات وملفات البيانات من آخر مرة النظام يعمل بشكل جيد من عند نشوء القضايا حيث أن الدعم يمكن أن تجعل تشخيص المحتمل.

القيود

بينما يوفر محلل تكوين الهيئة بيانات ممتازة على تراكم الدهون في الجسم كله، أنه لا يسمح لتحديد المستودعات الدهنية الإقليمية. هذا أمر مهم في مجال أبحاث السمنة، كما ليس كل الدهون هو نفسه، مع الموقع الذي تراكمت الدهون وخصائصه الفنية التي تكتسي أهمية خاصة. وفي الواقع، قد آثار واقية من مستودعات الدهون تحت الجلد (أو الدهون الصحية أيضي) وصف11. يحسب الدقيقة التصوير المقطعي (الصغرى-CT) يمكن أن تميز بين الدهون تحت الجلد والأحشاء في12، كما يمكن تحليل التصوير بالرنين المغناطيسي (التصوير بالرنين المغناطيسي)13. استخدام هذه التقنيات يمكن تقديم مزيد من المعلومات في الموقع لتراكم الدهنية. الحيوان الأيضية نظام الرصد أيضا لها حدودها. بينما يمكن أن يقاس إجمالي نفقات الطاقة اليومية، النظام غير قادر على المميزين بين المكونات المختلفة التي تشكل نفقات الطاقة. حد آخر للنظام أنه من الممكن أن السمنة يمكن أن تتطور بدون نقصان قابلة لقياس في نفقات الطاقة الكشف عنها عن طريق هذه الأنواع من النظم، بل صرف النظر عن التعديلات المدخول الغذائي والطاقة. وقد أظهرت الدراسات أن انخفاض صغير في نفقات الطاقة، التي كبيرة ما يكفي يسبب ثقل كبير الحصول على المدى الطويل، ولا يمكن كشفها في هذه النظم ايضية قويا على مدى قصير14،15، 16. في حين أننا استخدمنا n 6 كل مجموعة في الدراسة الحالية لإثبات هذه المنهجية كدراسة مثال، للكشف عن الفروق الصغيرة في نفقات الطاقة التي يمكن أن تساهم في السمنة المحتمل يتطلب العديد من الفئران أكثر5. التقدم في حل الكشف في هذه النظم، والقدرة على تنفيذ هذه الأنواع من الدراسات على مدى فترة زمنية أطول سيساعد في القدرة على الكشف عن هذه التغييرات صغيرة ولكنها هامة. فيما يتعلق بقياس الاستهلاك الغذائي، وقد لاحظنا عادة أن تناول الطعام 24 ساعة في الفئران داخل الحيوان الأيضية نظام الرصد أقل من أن تراعي في قفص المنزل، والمرجح نظراً للأسباب التي تمت مناقشتها أعلاه. لذلك، بالإضافة إلى رصد تناول الطعام في هذا النظام، نقيم بالإضافة إلى ذلك تناول الطعام في أقفاص منزلية من الفئران. وفي حين يمكن أن يتم ذلك فقط في حالة حيث يتم إيواء الفئران من مجموعات تجريبية خاصة بشكل منفصل، أنها ميزة السماح بالقرب من التقييم اليومي المستمر. المحقق ببساطة يزن كمية الطعام في هوبر في وقت محدد من اليوم، دائماً المحاسبة للأغذية المنتشرة في جميع أنحاء القفص، وثم يقسم هذا المبلغ الإجمالي من المواد الغذائية المستهلكة من قبل عدد الفئران الموجودة في القفص.

التطبيقات المستقبلية

وفي حين ضمن هذا الاستعراض وقد استخدمنا السمنة المكتسبة عن طريق الدهون عالية التغذية كمثال لحالة المرض حيث قياس مكونات الجسم ومعلمات الأيضية مفيدة، ويقتصر هذا المجال البحثي بعيداً عن استخدام هذه المعدات. استخدام هذه التقنيات أيضا قيمة عند دراسة أمراض مثل داء السكري وأمراض القلب والأوعية الدموية و sarcopenia المرتبطة بالسن، هشاشة، والسرطان-دنف، ضمور العضلات والحثل. بينما التكاليف الأولية لشراء مثل هذه البنية التحتية كبير، القدرة على استخدام المعدات عبر متعددة ومجالات متنوعة للبحوث الطبية يخفف من هذه التكلفة الأولية. وعلاوة على ذلك، كاشف الجارية والتكاليف المستهلكة الحد الأدنى لهذه الآلات؛ ومع ذلك، يجب تعتبر الصيانة الوقائية وتقديم الخدمات والمدرجة في الميزانية ل.

مثلما الهزيل كتلة التي تم الحصول عليها عن طريق تحليل مكونات الجسم قد يكون عاملاً تطبيع هاما لاستهلاك الأكسجين المستمدة من الحيوان الأيضية نظام الرصد، يمكن استخدام التصميم الشامل العجاف أيضا تطبيع جرعات المخدرات/اختبار. على سبيل المثال، في الدراسات الأيضية، أنها شائعة للقيام اختبار تحمل جلوكوز عن طريق الفم أو داخل (فريق العمل العالمي)، أو اختبار تحمل الأنسولين داخل (ITT). هذه التجارب دراسة القدرة بالماوس التخلص من حمولة الجلوكوز أو الاستجابة للأنسولين. التغييرات في مستويات السكر في الدم واستجابة لهذه الاختبارات ويقدم معلومات عن مستوى الجلوكوز الجسم كله والتسامح الأنسولين في النموذج. تقليديا، هو مداوي بلعه الجلوكوز والإنسولين التي تدار في هذه الاختبارات وفقا لوزن الجسم من الماوس. بيد كنماذج السمنة تتراكم كتلة الدهون عبر الإعلام الهزيل، الجرعات كل من وزن الجسم يمكن أن التحيز نموذج أثقل نحو التعصب الجلوكوز في فريق العمل العالمي كما أنها تتلقى المزيد من السكر. وهذا يرجع إلى أن الأجهزة الكبد، والهيكل العظمى والعضلات والدماغ، أن التخلص من غالبية الجلوكوز في دولة ما بعد prandial17، هي عناصر القياس الشامل العجاف ونادراً ما أو تغيير أقل ما يقال في معظم النماذج. على العكس من ذلك، في شركة ITT عند جرعتي لوزن الجسم، قد يظهر نموذج أثقل مما سوف تتلقى الأنسولين أكثر أكثر حساسية لخفض تأثيرات الأنسولين بحتة نظراً لأنها تلقت كمية أكبر من الجلوكوز. ولذلك، إذا كان المحقق الوصول إلى بيانات تكوين الهيئة، قد يكون الشامل العجاف التدبير الأنسب، بدلاً من كتلة الجسم كله، لمثل هذه العمليات الحسابية الجرعة18. أخذ هذا المزيد، يمكن البيانات الشامل العجاف التي تم الحصول عليها من تحليل مكونات الجسم أيضا جرعة الأدوية التجريبية إذا نشأت الحاجة إلى حساب للإعلام الهزيل في استبعاد كتلة الدهون. تطبيق آخر للحيوان الأيضية نظام الرصد الذي لم يناقش أو أظهر في هذه المخطوطة هو ربط حلقة مفرغة يجهز مغلقة للنظام حيث أن المعلمات الأيضية وناقش هنا يمكن أيضا قياس خلال ممارسة.

يمكن استخدام الإجراءات الوارد وصفها في هذا الاستعراض لتحديد خصائص تكوين الجسم ومختلف المعايير الأيضية في الفئران. هذه التدابير تنطبق على طائفة واسعة من المجالات البحثية ويمكن أن توفر معلومات هامة لتوصيف النمط الظاهري. يمكن أن توفر البيانات المستمدة من هذه الأساليب أيضا الأدلة نحو الآليات الكامنة وراء القيادة النمط الظاهري ايضية معينة. مواصلة تطوير وصقل هذه التكنولوجيات سوف تمكن الباحثين من النهوض بنتائجها نحو النتائج العلاجية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

Acknowledgments

ونحن نشكر الموظفين من "البحوث الطبية الفريد" وفريق "خدمات التعليم المخفر الحيوان" (AS أمريب) لما قدمته من المساعدة ورعاية الفئران المستخدمة في هذه الدراسة والدعم لنظام "دعم البنية التحتية التشغيلية" من الدولة الفيكتوري الحكومة.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
4 in 1 system EchoMRI 4 in 1 system Whole body composition analyser
Canola oil test sample (COSTS) EchoMRI Mouse-specific (contact company for cat number)
Animal specimen holder  EchoMRI 103-E56100R
Delimiter  EchoMRI 600-E56100D
12 chamber system Columbus Instruments Custom built Metabolic Caging System; includes control program
Drierite Fisher Scientific 238988 CLAMS consumable
Calibration gas tank Air Liquide Mixed to order Gas calibration (0.5% CO2, 20.5% O2, balance nitrogen). 
Normal chow diet Specialty Feeds Irradiated mouse and rat diet
High fat diet Specialty Feeds SF04-001
Balance Mettler Toledo PL202-S Balance for weighing mice
TexQ Disinfectant spray TexWipe
Hydrogen Peroxide cleaning solution TexWipe TX684

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Chen, W., Wilson, J. L., Khaksari, M., Cowley, M. A., Enriori, P. J. Abdominal fat analyzed by DEXA scan reflects visceral body fat and improves the phenotype description and the assessment of metabolic risk in mice. Am J Physiol Endocrinol Metab. 303 (5), E635-E643 (2012).
  2. Kovner, I., Taicher, G. Z., Mitchell, A. D. Calibration and validation of EchoMRI whole body composition analysis based on chemical analysis of piglets, in comparison with the same for DXA. Int J Body Compos Res. 8 (1), 17-29 (2010).
  3. EchoMRI. Software User Manual: Whole body composition analyzer. , (2016).
  4. Columbus Instruments. Oxymax for Windows User Manual. , September (2014).
  5. Tschop, M. H., et al. A guide to analysis of mouse energy metabolism. Nat Methods. 9 (1), 57-63 (2011).
  6. Speakman, J. R. Measuring energy metabolism in the mouse - theoretical, practical, and analytical considerations. Front Physiol. 4, (2013).
  7. Swoap, S. J., et al. Vagal tone dominates autonomic control of mouse heart rate at thermoneutrality. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 294 (4), H1581-H1588 (2008).
  8. Tian, X. Y., et al. Thermoneutral housing accelerates metabolic inflammation to potentiate atherosclerosis but not insulin resistance. Cell Metab. 23 (1), 165-178 (2016).
  9. Giles, D. A., et al. Thermoneutral housing exacerbates nonalcoholic fatty liver disease in mice and allows for sex-independent disease modeling. Nat Med. 23 (7), 829-838 (2017).
  10. Lee, M. W., et al. Activated type 2 innate lymphoid cells regulate beige fat biogenesis. Cell. 160 (1-2), 74-87 (2015).
  11. Kusminski, C. M., et al. MitoNEET-driven alterations in adipocyte mitochondrial activity reveal a crucial adaptive process that preserves insulin sensitivity in obesity. Nat Med. 18 (10), 1539-1549 (2012).
  12. Judex, S., et al. Quantification of adiposity in small rodents using micro-CT. Methods. 50 (1), 14-19 (2010).
  13. Chaurasia, B., et al. Adipocyte ceramides regulate subcutaneous adipose browning, inflammation, and metabolism. Cell Metab. 24 (6), 820-834 (2016).
  14. Matthews, V. B., et al. Interleukin-6-deficient mice develop hepatic inflammation and systemic insulin resistance. Diabetologia. 53 (11), 2431-2441 (2010).
  15. Tschop, M., Smiley, D. L., Heiman, M. L. Ghrelin induces adiposity in rodents. Nature. 407 (6806), 908-913 (2000).
  16. Garcia, M. C., et al. Mature-onset obesity in interleukin-1 receptor I knockout mice. Diabetes. 55 (5), 1205-1213 (2006).
  17. Kowalski, G. M., Bruce, C. R. The regulation of glucose metabolism: Implications and considerations for the assessment of glucose homeostasis in rodents. Am J Physiol Endocrinol Metab. 307 (10), E859-E871 (2014).
  18. McGuinness, O. P., Ayala, J. E., Laughlin, M. R., Wasserman, D. H. NIH experiment in centralized mouse phenotyping: the Vanderbilt experience and recommendations for evaluating glucose homeostasis in the mouse. Am J Physiol Endocrinol Metab. 297 (4), E849-E855 (2009).

Tags

الطب 135 قضية حمية الدهون عالية، السمنة، مرض السكري، الأيض، مقاومة الأنسولين، حبس الأيضية، تكوين الجسم، كتلة الدهون، الجماهيري الهزيل، استهلاك الأوكسجين، وتناول الطعام،، النشاط البدني
تكوين الجسم والتحليل الأيضي حبس في الفئران بنك الاحتياطي الفيدرالي الدهون عالية
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Lancaster, G. I., Henstridge, D. C.More

Lancaster, G. I., Henstridge, D. C. Body Composition and Metabolic Caging Analysis in High Fat Fed Mice. J. Vis. Exp. (135), e57280, doi:10.3791/57280 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter