Este protocolo permite a un investigador determinar si existen diferencias en el equilibrio energético de los ratones, lo que puede ayudar a identificar los procesos fisiológicos responsables de un cambio en el peso corporal. También se puede utilizar para determinar la capacidad de la grasa marrón para gastar energía. Esta técnica cuantifica el oxígeno consumido y el CO2 producido por un ratón individual en un entorno controlado.
Permite a los usuarios calcular el gasto de energía en este ratón individual y determinar si diferentes tratamientos o manipulaciones genéticas pueden cambiar el gasto de energía. Para comenzar, abra el software que controla el gabinete y el flujo de aire y deje que el software pruebe la comunicación de la computadora con el equipo. Una vez establecida la comunicación, haga clic en archivo, luego abra la configuración del experimento y seleccione la configuración del experimento prediseñada por el proveedor o configurada a partir de un ensayo anterior.
A continuación, haga clic en experimento, luego haga clic en propiedades para abrir la ventana de propiedades del experimento. En la ventana de propiedades, configure los parámetros del recinto ambiental, incluida la temperatura ambiente y los ciclos de luz de 12 horas. Luego haga clic en experimento, seguido de configuración para abrir la ventana de configuración del experimento donde se definen los parámetros de cada jaula metabólica.
A continuación, agregue una cantidad de comida prepesada a los comederos en las jaulas metabólicas que albergan ratones hembra de ocho semanas de edad. Además, coloque las botellas de agua y verifique que las botellas estén selladas correctamente y no tengan fugas. Después de 24 horas, pese la comida que queda en las jaulas y pese a los ratones.
Dos o tres días después de que los ratones hayan sido alojados en el sistema, comience la calorimetría indirecta y las mediciones de actividad. Primero, calibre el detector a base de oxígeno y dióxido de carbono a base de circonia de los sistemas CLAMS utilizando un gas de calibración de composición conocida. Después de encender y asegurarse de que la presión de salida del tanque esté entre 5 y 10 libras por pulgada cuadrada, abra el software de utilidad de calibración para calibrar y probar los sensores de gas.
Haga clic en experimentar, luego calibre y presione inicio. Espere a que se prueben los sensores y a que el software le pida al usuario que gire las perillas del sensor de gas hasta que el valor de la identidad del oxígeno sea uno. Haga clic en Siguiente cuando se complete el paso.
Después de medir el peso corporal y la composición de los ratones, comience las mediciones de oxígeno, dióxido de carbono y actividad haciendo clic en el experimento y ejecute. Después de un mínimo de 48 horas, detenga el experimento haciendo clic en experimento y, a continuación, deténgalo. Para exportar los datos, haga clic en el archivo, luego exporte y exporte todos los temas como un archivo CSV.
Durante la fase oscura, los ratones tienen un mayor consumo de oxígeno y producción de dióxido de carbono, y por lo tanto tienen un mayor gasto de energía. Los ratones con una dieta regular y un estado alimentado con ingestión de alimentos que ocurre en el ciclo oscuro se caracterizan por valores de relación de rango de intercambio respiratorio cercanos a uno, lo que indica una preferencia por usar carbohidratos. Durante el ciclo de luz, cuando los ratones duermen principalmente y, por lo tanto, rápido, hay un cambio a la oxidación de grasas con valores de RER más cercanos a 0.7.
En consecuencia, la actividad física medida como recuentos de roturas de rayos láser XYZ aumenta durante la fase oscura y disminuye durante la fase de luz. La alimentación dietética alta en grasas aumenta el peso corporal y la masa grasa sin cambiar la masa magra. Los ratones alimentados con dieta alta en grasas comieron más kilocalorías por día, principalmente debido a una mayor densidad calórica por gramo de alimento.
Sin embargo, la actividad física es similar entre el chow y los ratones alimentados con dieta alta en grasas, incluso durante el período oscuro. Los valores más bajos de relación de coeficiente respiratorio de los ratones alimentados con dieta alta en grasas indican una preferencia por usar grasa como sustrato primario para la oxidación. El consumo de oxígeno, pero no la producción de dióxido de carbono, aumenta en ratones alimentados con dieta alta en grasas, lo que resulta en un aumento significativo en el gasto de energía por ratón.
El gasto de energía se incrementa con una inyección de agonistas beta-3, principalmente como resultado de la activación adrenérgica de los adipocitos termogénicos, lo que aumenta el consumo de oxígeno, la producción de dióxido de carbono y, por lo tanto, el gasto de energía en sí. Para medir el gasto de energía con la CLAMS, se debe completar la calibración y medir el peso corporal para realizar el análisis ANCOVA. Además, la ingesta de alimentos debe medirse tanto en el período de adaptación como durante las mediciones.
El período de adaptación termina cuando los ratones recuperan la ingesta inicial de alimentos y el peso corporal. Este procedimiento también se puede utilizar para probar los efectos agudos de los medicamentos en la actividad y el comportamiento del ratón. También utilizamos este sistema en un estudio colaborativo que demostró qué población de neuronas controlaba Esta técnica es esencial para estudiar enfermedades relacionadas con el aumento de peso y para identificar procesos que controlan la preferencia de nutrientes, así como la actividad física, la termogénesis y el equilibrio energético.
