Dieses Protokoll ermöglicht es einem Forscher festzustellen, ob es Unterschiede im energetischen Gleichgewicht von Mäusen gibt, was dazu beitragen kann, die physiologischen Prozesse zu identifizieren, die für eine Veränderung des Körpergewichts verantwortlich sind. Es kann auch verwendet werden, um die Fähigkeit von braunem Fett zu bestimmen, Energie zu verbrauchen. Diese Technik quantifiziert den Sauerstoffverbrauch und das CO2, das von einer einzelnen Maus in einer kontrollierten Umgebung produziert wird.
Es ermöglicht Benutzern, den Energieverbrauch in dieser einzelnen Maus zu berechnen und festzustellen, ob verschiedene Behandlungen oder genetische Manipulationen den Energieverbrauch verändern können. Öffnen Sie zunächst die Software, die das Gehäuse und den Luftstrom steuert, und lassen Sie die Software die Kommunikation des Computers mit dem Gerät testen. Sobald die Kommunikation hergestellt ist, klicken Sie auf Datei, öffnen Sie dann die Experimentkonfiguration und wählen Sie die vom Hersteller vorentwickelte oder aus einem früheren Assay eingerichtete Experimentkonfiguration aus.
Klicken Sie anschließend auf Experiment und dann auf Eigenschaften, um das Fenster mit den Testeigenschaften zu öffnen. Richten Sie im Eigenschaftenfenster die Parameter des Umgebungsgehäuses einschließlich der Umgebungstemperatur und der 12-Stunden-Lichtzyklen ein. Klicken Sie dann auf Experiment, gefolgt von Setup, um das Experiment-Setup-Fenster zu öffnen, in dem die Parameter jedes metabolischen Käfigs definiert sind.
Als nächstes geben Sie eine vorgewogene Menge an Nahrung zu den Futterhäuschen in den Stoffwechselkäfigen, in denen acht Wochen alte weibliche Mäuse untergebracht sind. Stellen Sie auch die Wasserflaschen auf und überprüfen Sie, ob die Flaschen korrekt verschlossen sind und nicht auslaufen. Wiegen Sie nach 24 Stunden das in den Käfigen verbleibende Futter und wiegen Sie die Mäuse.
Zwei bis drei Tage, nachdem die Mäuse im System untergebracht wurden, beginnen Sie mit der indirekten Kalorimetrie und den Aktivitätsmessungen. Kalibrieren Sie zunächst den Sauerstoff- und Kohlendioxid-Zirkonoxid-basierten Detektor des CLAMS-Systems unter Verwendung eines Kalibriergases bekannter Zusammensetzung. Nachdem Sie eingeschaltet und sichergestellt haben, dass der Ausgangsdruck des Tanks zwischen 5 und 10 Pfund pro Quadratzoll liegt, öffnen Sie die Kalibrierungssoftware zum Kalibrieren und Testen der Gassensoren.
Klicken Sie auf Experiment, kalibrieren Sie dann und drücken Sie Start. Warten Sie, bis die Sensoren getestet wurden und dass die Software den Benutzer auffordert, die Knöpfe des Gassensors zu drehen, bis der Wert der Sauerstoffidentität eins ist. Klicken Sie auf Weiter, wenn der Schritt abgeschlossen ist.
Nachdem Sie das Körpergewicht und die Zusammensetzung der Mäuse gemessen haben, starten Sie die Sauerstoff-, Kohlendioxid- und Aktivitätsmessungen, indem Sie auf Experiment klicken und ausführen. Beenden Sie das Experiment nach mindestens 48 Stunden, indem Sie auf Experiment klicken, und beenden Sie es dann. Um die Daten zu exportieren, klicken Sie auf Datei, exportieren und exportieren Sie dann alle Subjekte als CSV-Datei.
Während der dunklen Phase haben Mäuse einen höheren Sauerstoffverbrauch und eine höhere Kohlendioxidproduktion und damit einen höheren Energieverbrauch. Mäuse auf einer regelmäßigen Diät und einem gefütterten Zustand mit Nahrungsaufnahme, die im dunklen Zyklus auftritt, sind durch Atemaustauschbereichsverhältniswerte nahe eins gekennzeichnet, was auf eine Präferenz für die Verwendung von Kohlenhydraten hinweist. Während des Lichtzyklus, wenn Mäuse meist schlafen und somit schnell sind, kommt es zu einer Verschiebung zur Fettoxidation mit RER-Werten, die näher bei 0,7 liegen.
Dementsprechend nimmt die körperliche Aktivität, die gemessen wird, während der XYZ-Laserstrahlbruchzählung während der Dunkelphase zu und nimmt während der Lichtphase ab. Fettreiche Diätzufuhr erhöht das Körpergewicht und die Fettmasse, ohne die magere Masse zu verändern. Mit fettreicher Ernährung gefütterte Mäuse aßen mehr Kilokalorien pro Tag, hauptsächlich aufgrund einer höheren Kaloriendichte pro Gramm Nahrung.
Körperliche Aktivität ist jedoch zwischen dem Chow und fettreichen Diät-gefütterten Mäusen auch während der dunklen Periode ähnlich. Niedrigere Atemwegskoeffizienten-Verhältniswerte von fettreichen Diätmäusen weisen auf eine Präferenz hin, Fett als primäres Substrat für die Oxidation zu verwenden. Der Sauerstoffverbrauch, aber nicht die Kohlendioxidproduktion, steigt bei fettreichen, mit Diät gefütterten Mäusen, was zu einem signifikanten Anstieg des Energieverbrauchs pro Maus führt.
Der Energieverbrauch wird durch eine Beta-3-Agonisten-Injektion erhöht, hauptsächlich als Folge der adrenergen Aktivierung thermogener Adipozyten, die den Sauerstoffverbrauch, die Kohlendioxidproduktion und damit den Energieverbrauch selbst erhöht. Um den Energieverbrauch mit dem CLAMS zu messen, muss die Kalibrierung abgeschlossen sein und das Körpergewicht sollte gemessen werden, um die ANCOVA-Analyse durchzuführen. Außerdem muss die Nahrungsaufnahme sowohl während des Anpassungszeitraums als auch während der Messungen gemessen werden.
Die Anpassungsphase ist vorbei, wenn Mäuse die anfängliche Nahrungsaufnahme und das Körpergewicht wiedererlangen. Dieses Verfahren kann auch verwendet werden, um die akuten Auswirkungen von Medikamenten auf die Aktivität und das Verhalten der Maus zu testen. Wir verwenden dieses System auch in einer kollaborativen Studie, die zeigte, welche Population von Neuronen kontrolliert wird Diese Technik ist unerlässlich, um Krankheiten im Zusammenhang mit Gewichtszunahme zu untersuchen und Prozesse zu identifizieren, die die Nährstoffpräferenz sowie körperliche Aktivität, Thermogenese und Energiebilanz kontrollieren.
