Obesità

Sistema del metabolismo energetico animale-EM

Panoramica sull'obesità

L'obesità è una condizione cronica e contribuisce in modo determinante allo sviluppo di ipertensione, malattie coronariche, ictus, diabete di tipo II, dislipidemia e altre malattie croniche. Una causa significativa dell'obesità e della sindrome metabolica è la disregolazione del metabolismo energetico, dovuta principalmente all'assunzione eccessiva di alimenti ad alto contenuto energetico.

Metodi di ricerca

Il sistema di metabolismo energetico animale (EM-4M/R, Tow-Int Tech) è stato progettato per il monitoraggio in tempo reale dei parametri fisiologici di base e dell'attività spontanea degli animali. Include funzioni quali l'analisi dei gas, il monitoraggio dell'assunzione di cibo e acqua, la misurazione del peso corporeo, il rilevamento dell'attività sull'asse XYZ e il monitoraggio dell'attività sulla ruota di corsa. Questo sistema consente di analizzare qualitativamente e quantitativamente il comportamento degli animali e la sua relazione con il metabolismo respiratorio. È ampiamente utilizzato negli studi sulle malattie metaboliche, sui ritmi circadiani e sul sonno, dove è necessario un monitoraggio continuo degli indicatori metabolici basali e dell'attività quotidiana.

Durante l'esperimento, gli animali possono muoversi liberamente all'interno di una gabbia. Il sistema utilizza la calorimetria indiretta per monitorare parametri quali il tasso di consumo di ossigeno (VO2), tasso di produzione di anidride carbonica (VCO2), rapporto di scambio respiratorio (RER) e produzione di calore (EE) in tempo reale. Inoltre, il sistema comprende una mangiatoia e una bottiglia d'acqua monitorate per registrare i comportamenti di alimentazione e abbeveraggio. Il sistema può monitorare contemporaneamente 4-16 animali.

Sistema di monitoraggio del metabolismo animale-EM-4M/R-Tow-Int

Misure chiave

Consumo di ossigeno (O2 Consumo, ml/kg/ora): Il volume di ossigeno consumato per unità di peso corporeo e per unità di tempo.

Produzione di anidride carbonica (CO2 Produzione, ml/kg/ora): Il volume di anidride carbonica prodotto per unità di peso corporeo e per unità di tempo.

Rapporto di scambio respiratorio (RER): RER = CO2 Produzione/O2 Consumo.

Produzione di calore (Heat, kcal/kg/ora): La quantità di calore generata per unità di peso corporeo e per unità di tempo.

Movimento orizzontale/verticale (Movimento, conteggi): La quantità di movimento nelle direzioni orizzontale (XY) e verticale (Z) per unità di tempo.

Assunzione di cibo (Food intake, g): La quantità di cibo consumata.

Assunzione di acqua (Water intake, g): La quantità di acqua consumata.

Materiali sperimentali

Animali: Topi, C57BL/6, di 3-5 settimane, maschi, 20 soggetti.

Dieta: dieta ad alto contenuto di grassi.

Apparecchiatura: Sistema di metabolismo energetico animale (EM-4M/R, Tow-Int Tech).

Modellazione e misurazione

I topi sono stati divisi in un gruppo di controllo e in un gruppo modello. Il gruppo di controllo è stato alimentato con una normale dieta di mantenimento, mentre il gruppo modello è stato alimentato con una dieta ad alto contenuto di grassi per stabilire un modello di obesità per 15 settimane. Alla 16a settimana è stato condotto un test del metabolismo energetico di 24 ore.

Risultati

Valore medio dei parametri respiratori

Figure 1 A-D: mostrano i valori medi di RER, VO2, VCO2 ed EE durante il giorno, la notte e l'intero periodo di 24 ore.

Figure 2 A-D: mostrano l'andamento di RER, VO2, VCO2 ed EE in un periodo di 24 ore.

Conclusione

Come mostrato nelle figure 1A e 2A, il valore RER nel modello di obesità si stabilizza intorno a 0,75, con un leggero aumento a circa 0,8 durante il giorno, indicando che il grasso è il substrato principale ossidato negli animali del modello obeso. Al contrario, i topi di controllo hanno un valore RER di circa 0,85, con un aumento notturno di circa 0,95, suggerendo che il metabolismo dei carboidrati predomina durante i periodi di maggiore attività. Un VO più elevato2, VCO2e i valori di EE sono stati osservati di notte a causa dell'aumento dell'attività, dimostrando un chiaro ritmo circadiano. L'Animal Energy Metabolism System è indispensabile per l'analisi del metabolismo respiratorio in modelli simili, in quanto si riferisce accuratamente ai metaboliti e analizza la relazione tra metabolismo respiratorio e attività fisica in termini di livello di attività e dispendio energetico.

Riferimenti

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