Come l'eccesso di corticosterone influisce sui tassi metabolici

topi C57BL/6J maschi e femmine

Introduzione

I glucocorticoidi sono fondamentali per la regolazione dei processi metabolici e hanno applicazioni significative nel trattamento medico. 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. L'impatto dei glucocorticoidi sul metabolismo energetico e sui tassi metabolici rimane poco chiaro e merita di essere studiato nei 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 corticosterone (100 mg/L, circa 300 μg/die) o al gruppo di controllo con veicolo. I topi avevano accesso ad libitum all'acqua potabile e sono stati alimentati con una dieta standard per tutto il periodo di trattamento di 3 settimane. Nell'ultima settimana di trattamento, i topi sono stati collocati in un sistema di metabolismo energetico animale per la valutazione della calorimetria indiretta per valutare i loro tassi metabolici.

Risultati della ricerca

Dopo l'intervento con corticosterone, i topi hanno mostrato i tipici fenotipi da 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, il dispendio energetico (EE, 25±5,9%), il consumo di ossigeno (21,7±10,0%) e la produzione di anidride carbonica (36,4±14,3%) sono aumentati nelle femmine trattate con corticosterone rispetto al gruppo di controllo, mentre non sono stati osservati cambiamenti di questo tipo nei topi maschi. Tuttavia, il trattamento con corticosterone ha aumentato in modo significativo il rapporto di scambio respiratorio (RER) sia nei topi maschi (10,7±5,7%) che nelle femmine (11,8±7,0%) durante il giorno, portandolo a circa 1.

Di notte, quando i topi sono naturalmente più attivi e l'efficienza energetica aumenta, le femmine trattate con corticosterone non hanno più mostrato un aumento dell'efficienza energetica, del consumo di ossigeno o della produzione di anidride carbonica rispetto al gruppo di controllo. Tuttavia, il loro RER è rimasto significativamente più alto (7,6±4,8%), mentre il RER dei topi maschi è stato moderatamente elevato (3,2±2,6%), con entrambi i sessi che hanno mantenuto valori di RER vicini o superiori a 1.

I topi trattati con corticosterone sono rimasti in uno stato di iperfagia e polidipsia per tutta la durata del trattamento, con un'assunzione di cibo significativamente più elevata sia di giorno che di notte rispetto al gruppo di controllo, con un picco di assunzione durante la notte. La successiva analisi metabolomica dei campioni di tessuto (muscolo scheletrico, fegato e grasso gonadico) ha rivelato significative differenze di trattamento e di sesso.

Conclusioni della ricerca

Questi risultati forniscono ulteriori informazioni sulle conseguenze metaboliche dell'eccesso di glucocorticoidi nei topi maschi e femmine. Sebbene entrambi i sessi presentino alterazioni del metabolismo energetico e dei tassi metabolici (soprattutto durante il giorno), gli effetti dell'eccesso di glucocorticoidi potrebbero essere più pronunciati nei topi femmina. Ricerche future potrebbero indagare se questi cambiamenti sono dovuti esclusivamente all'aumento dell'attività animale, all'aumento dell'assunzione di cibo e acqua o se sono coinvolti altri meccanismi. Inoltre, ulteriori esperimenti potrebbero esplorare se il knockout (KO) della 11β-HSD1 possa prevenire questi cambiamenti, dal momento che è stato dimostrato che blocca altri effetti metabolici negativi associati all'eccesso di glucocorticoidi, facendo potenzialmente progredire lo sviluppo di nuovi farmaci terapeutici.

Le soluzioni strumentali correlate fornite da Tow-Int Tech

Il sistema di monitoraggio del metabolismo energetico animale sviluppato da Tow-Int Tech è una piattaforma altamente flessibile e modulare. Con un unico software, può controllare simultaneamente diversi moduli funzionali all'interno delle gabbie di stabulazione degli animali, tra cui:

Modulo di monitoraggio respiratorio e metabolico

Modulo di controllo della temperatura ambientale

Modulo di monitoraggio della dieta e del peso

Modulo di monitoraggio urine/feci

Modulo Attività autonoma e allenamento

Modulo di monitoraggio dell'apprendimento e della memoria

Modulo di monitoraggio della telemetria fisiologica

Questo sistema modulare consente un monitoraggio completo e preciso di vari parametri fisiologici, fornendo dati preziosi per gli studi metabolici e la ricerca.

Sistema di monitoraggio del metabolismo degli animali

Può misurare con precisione il consumo di ossigeno, la produzione di CO2, il tasso metabolico respiratorio, ecc. È dotato di 4/8/16 canali, ciascuno con un controller indipendente, che possono essere utilizzati in modo indipendente o ampliati in modo flessibile, plug-and-play. (Le camere possono essere personalizzate in base alle esigenze sperimentali).

Funzione di asciugatura a flusso d'aria: La funzione di asciugatura del flusso d'aria garantisce che la composizione del gas campione non sia influenzata dall'umidità o da altri materiali adsorbenti, assicurando l'accuratezza dei dati di misurazione del gas.

Valvola di controllo del 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 di riferimento dell'ambiente sperimentale.

Misurazione della CO2: Intervallo di misurazione: 0-10.000 ppm, risoluzione di misura ≤0,0001%.

Misura dell'ossigeno: Risoluzione: 0.0001%, intervallo di misurazione: 0.1-25%.

Sistema di acquisizione e analisi dei dati (software): Include un raccoglitore di dati e un software integrati, collegati a un computer tramite USB. I dati vengono visualizzati in un formato integrato e possono fornire curve di tendenza per vari indicatori.

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

Sistema di monitoraggio del metabolismo respiratorio animale

Può misurare con precisione il consumo di ossigeno, la produzione di CO2, il tasso metabolico respiratorio e altri parametri correlati. Dotato di 4/8/16 canali, ciascuno con un controller indipendente, può essere utilizzato in modo indipendente o ampliato in modo flessibile, plug-and-play. (Le camere possono essere personalizzate in base alle esigenze sperimentali).

Funzione di asciugatura a flusso d'aria: Assicura che la composizione dei gas campione non sia influenzata dall'umidità o da altri materiali adsorbenti, garantendo l'accuratezza dei dati di misura dei gas.

Valvola di controllo del 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 di riferimento dell'ambiente sperimentale.

Misurazione della CO2:

Intervallo di misurazione: 0-10.000 ppm

Risoluzione della misura: ≤0,0001%

Misura dell'ossigeno:

Intervallo di misurazione: 0.1-25%

Risoluzione: 0.0001%

Sistema di acquisizione e analisi dei dati (software):

Include un raccoglitore di dati e un software integrati, collegati a un computer tramite USB. I dati vengono visualizzati in un formato integrato, fornendo curve di tendenza per vari indicatori.

Il sistema di monitoraggio del metabolismo animale è un sistema completo progettato per monitorare i parametri del metabolismo animale. È in grado di monitorare costantemente l'assunzione di cibo, il consumo di acqua e i livelli di attività in tempo reale. Inoltre, può essere configurato opzionalmente per monitorare il consumo di ossigeno, la produzione di CO2 e il tasso metabolico respiratorio, tra gli altri parametri.

Il sistema è in grado 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 costituito principalmente dai seguenti componenti:

Acquisizione dati e controller

Gabbie metaboliche

Armadio ambientale

Computer e software

Questo sistema offre una soluzione integrata per lo studio di vari aspetti del metabolismo animale, supportando un'ampia gamma di applicazioni di ricerca in studi metabolici, farmacologici e fisiologici.

Sistema di monitoraggio del metabolismo animale

La gabbia metabolica per animali e le provette per la raccolta di feci/urine sono realizzate in materiale PSU (polisulfone) di alta qualità con un'elevata finitura superficiale, che impedisce efficacemente alle feci e all'urina degli animali di aderire alle pareti e garantisce che non rimangano residui.

Caratteristiche principali:

Contenitori per acqua e cibo facili da rimuovere

I contenitori dell'acqua e del cibo possono essere facilmente rimossi senza interrompere l'esperimento, evitando di disturbare gli animali durante l'alimentazione o l'aggiunta di acqua.

Design a prova di perdite per il recupero dell'acqua

I contenitori dell'acqua hanno un design a prova di perdite per migliorare l'accuratezza delle misurazioni dell'assunzione di acqua ed evitare la contaminazione della raccolta di urina.

Design modulare

Il sistema è altamente flessibile grazie a un design modulare, che consente aggiustamenti funzionali e ampliamenti in base alle esigenze sperimentali.

Controllori indipendenti ed espansione flessibile dei canali

Il sistema è dotato di controllori indipendenti e il numero di canali può essere facilmente espanso, fornendo configurazioni personalizzabili per vari esperimenti.

Raccolta di feci e urine con modulo di raffreddamento

Il sistema include un modulo di raffreddamento per la raccolta di feci e urine, che consente di congelare e conservare i campioni per analisi future.

Questa configurazione offre una soluzione snella, non invasiva e altamente accurata per il monitoraggio del metabolismo animale, facilitando la raccolta di dati di alta qualità con il minimo disturbo per gli animali.

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