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Studio sugli effetti dell'eccesso di cortisone

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tasso metabolico di topi C57BL/6J maschi e femmine

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Introduzione allo studio

I glucocorticoidi sono fondamentali per la regolazione dei processi metabolici e hanno applicazioni significative nei trattamenti medici. Tuttavia, è noto che un eccesso di glucocorticoidi provoca effetti metabolici negativi, tra cui iperglicemia, atrofia muscolare e accumulo di grasso, portando infine alla sindrome di Cushing. Gli effetti dei glucocorticoidi sul metabolismo energetico e sul tasso metabolico rimangono poco chiari e meritano di essere studiati in topi maschi e femmine.

Metodi di ricerca

Un totale di 24 topi C57BL/6J maschi e 24 femmine sono stati assegnati a caso al gruppo cortisone (100 mg/L, circa 300 μg/die) o al gruppo di controllo veicolo. I topi hanno avuto libero accesso all'acqua potabile e sono stati alimentati con una dieta standard per tre settimane. Nell'ultima settimana di trattamento, i topi sono stati collocati in un sistema di metabolismo energetico animale per la valutazione della calorimetria indiretta.

Risultati della ricerca

Dopo l'intervento con cortisone, sono stati osservati i fenotipi tipici dell'eccesso di glucocorticoidi. Tuttavia, rispetto ai topi maschi, le femmine hanno mostrato un accumulo di grasso e un aumento di peso significativamente maggiori. Durante il giorno, i topi femmina sottoposti a trattamento con cortisone hanno mostrato un aumento del dispendio energetico (EE, 25 ± 5,9%), del consumo di ossigeno (21,7 ± 10,0%) e della produzione di anidride carbonica (36,4 ± 14,3%) rispetto al gruppo di controllo, mentre i maschi non hanno mostrato aumenti simili. Tuttavia, il cortisone ha innalzato significativamente il rapporto di scambio respiratorio (RER) a 1 sia nei topi maschi (10,7 ± 5,7%) che nelle femmine (11,8 ± 7,0%).

La sera, quando i topi sono naturalmente più attivi e l'efficienza energetica aumenta, l'efficienza energetica, il consumo di ossigeno e la produzione di anidride carbonica nei topi femmina con cortisone non sono più aumentati rispetto al gruppo di controllo. Ciononostante, le femmine hanno mantenuto un RER più elevato (7,6 ± 4,8%), mentre il RER dei maschi è stato moderatamente elevato (3,2 ± 2,6%), con entrambi che sono rimasti vicini o superiori a 1. I topi sottoposti a trattamento con cortisone hanno mostrato una persistente iperfagia e polidipsia, consumando significativamente più cibo rispetto al gruppo di controllo sia di notte che di giorno, con un picco di assunzione durante la notte. La successiva analisi metabolomica di campioni di tessuto (muscolo scheletrico, fegato e grasso gonadico) ha rivelato significative differenze di trattamento e di genere.

Conclusioni della ricerca

Questi risultati forniscono ulteriori informazioni sulle conseguenze metaboliche dell'eccesso di glucocorticoidi nei topi maschi e femmine. Mentre il metabolismo energetico e i tassi metabolici cambiano in entrambi i sessi (in particolare durante il giorno), l'impatto dell'eccesso di glucocorticoidi sul metabolismo dei topi femmina potrebbe essere più pronunciato. I ricercatori potranno indagare ulteriormente se questi cambiamenti sono dovuti esclusivamente all'aumento dell'attività degli animali, all'aumento dell'alimentazione e del consumo di alcolici o ad altri meccanismi. Inoltre, ulteriori esperimenti possono determinare se l'eliminazione dell'11β-HSD1 (KO) può prevenire questi cambiamenti, come fa per altri effetti metabolici negativi associati all'eccesso di glucocorticoidi, facendo così avanzare lo sviluppo di nuovi farmaci.

Soluzioni strumentali rilevanti fornite da Tow-Int Tech

Sistema di monitoraggio del metabolismo energetico animale

Il sistema di monitoraggio del metabolismo animale sviluppato da Tow-Int Tech è una piattaforma modulare altamente flessibile. Un unico software può controllare simultaneamente diversi moduli funzionali all'interno della gabbia di allevamento, tra cui:

Modulo di monitoraggio del metabolismo dell'entropia respiratoria

Modulo di controllo della temperatura ambientale

Modulo di monitoraggio dell'alimentazione, del bere e del peso

Modulo di monitoraggio delle urine/feci

Modulo per l'attività autonoma e l'addestramento

Modulo di monitoraggio dell'apprendimento e della memoria

Modulo di monitoraggio della telemetria fisiologica

Caratteristiche

Può misurare con precisione il consumo di ossigeno, la produzione di CO2, il tasso di metabolismo respiratorio e altro ancora.

È dotato di 4/8/16 canali, ciascuno con un controller indipendente, che consente l'uso autonomo e l'espansione flessibile, plug-and-play (la camera può essere personalizzata in base alle esigenze sperimentali).

Funzione di asciugatura del flusso d'aria: la funzione di asciugatura del flusso d'aria assicura che la composizione del gas dei campioni non sia influenzata dall'umidità e da altri materiali adsorbenti, garantendo l'accuratezza dei dati di misurazione del gas.

Valvola di flusso digitale: controlla il flusso di gas con una precisione di 0,01 L/min.

Rilevamento del gas di riferimento: può monitorare il contenuto di O2 e CO2 nell'aria dell'ambiente sperimentale.

Misura dell'anidride carbonica: intervallo di misura: 0-10.000 ppm, risoluzione di misura ≤ 0,0001%.

Misura dell'ossigeno: risoluzione 0,0001%, intervallo di misura: 0.1-25%.

Sistema di acquisizione e analisi dei dati (software): comprende un raccoglitore di dati integrato e un software che si collega a un computer tramite USB. I dati vengono visualizzati in modo integrato, fornendo curve di tendenza per vari indicatori.

Sistema di acquisizione espiratoria animale

Il sistema di acquisizione espiratoria animale è una versione semplificata del sistema di monitoraggio del metabolismo animale (HOME CAGES). Viene utilizzato principalmente per monitorare il consumo di ossigeno degli animali, la produzione di CO2, il tasso di metabolismo respiratorio e altre metriche, fungendo da dispositivo standard per la misurazione del metabolismo energetico degli animali.

Sistema di monitoraggio del metabolismo animale

Il sistema di monitoraggio del metabolismo animale è un sistema completo per il monitoraggio degli indicatori metabolici degli animali. Può monitorare in tempo reale l'assunzione di cibo, il consumo di acqua e i livelli di attività, con funzioni opzionali per la misurazione del consumo di ossigeno, della produzione di CO2, del tasso di metabolismo respiratorio e altro ancora. Il sistema consente di separare e raccogliere le feci e le urine degli animali. Consente inoltre di monitorare in tempo reale il peso delle feci e delle urine per analizzare lo stato metabolico dell'animale. Il sistema di monitoraggio del metabolismo animale è composto principalmente da un sistema di acquisizione e controllo dei dati, gabbie metaboliche, una camera ambientale, un computer e un software.

La gabbia metabolica dell'animale e il tubo di raccolta delle feci e delle urine sono realizzati in materiale PSU ad alta lucentezza, che impedisce efficacemente l'attaccamento e i residui di feci e urine degli animali.

Gli abbeveratoi e le mangiatoie possono essere facilmente rimossi, consentendo l'aggiunta di mangime e acqua senza interrompere l'esperimento e riducendo al minimo il disturbo per gli animali.

Il progetto include un sistema di recupero delle perdite di liquido per l'acqua di abbeveraggio, che migliora l'accuratezza della misurazione dell'abbeveraggio ed evita qualsiasi impatto sulla raccolta delle urine.

Il sistema è caratterizzato da un design modulare, che consente di aggiungere o rimuovere funzioni in modo flessibile in base alle necessità.

È inoltre dotato di controllori indipendenti con un numero flessibile di canali che possono essere ampliati in base alle esigenze. Inoltre, include un modulo di refrigerazione per il raccoglitore di feci e urine, che consente la conservazione congelata.

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