Name: infrared thermography for the detection of changes in brown adipose tissue activity
Uploaded: 2022-09-28T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Infrared Thermography for the Detection of Changes in Brown Adipose Tissue Activity at JoVE.com

تم تمويل هذه الدراسة من خلال منحة أبحاث مؤسسة العلوم الكرواتية (IP-2018-01- 7416).

تمت الموافقة على جميع الإجراءات التجريبية على المختبر من قبل اللجنة الأخلاقية الوطنية ووزارة الزراعة (EP 185/2018). أجريت التجارب وفقا للدستور الأخلاقي للجمعية الكرواتية لعلوم المختبر وإرشادات ARRIVE. وكانت جميع الإجراءات التي أجريت في الدراسات التي شملت مشاركين بشريين متفقة مع إعلان هلسنكي وو?...

<ol>
	<li>van Marken Lichtenbelt, W. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cold-activated+brown+adipose+tissue+in+healthy+men.">Cold-activated brown adipose tissue in healthy men.</a> New England Journal of Medicine. 360 (15), 1500-1508 (2009).</li><li>Morrison, S. F., Nakamura, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Central+neural+pathways+for+thermoregulation.">Central neural pathways for thermoregulation.</a> Frontiers in Bioscience. 16 (1), 74-104 (2011).</li><li>Contreras, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+brain+and+brown+fat.">The brain and brown fat.</a> Annals of Medicine. 47 (2), 150-168 (2015).</li><li>Chondronikola, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brown+adipose+tissue+improves+whole-body+glucose+homeostasis+and+insulin+sensitivity+in+humans.">Brown adipose tissue improves whole-body glucose homeostasis and insulin sensitivity in humans.</a> Diabetes. 63 (12), 4089-4099 (2014).</li><li>Ouellet, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Outdoor+temperature,+age,+sex,+body+mass+index,+and+diabetic+status+determine+the+prevalence,+mass,+and+glucose-uptake+activity+of+18F-FDG-detected+BAT+in+humans.">Outdoor temperature, age, sex, body mass index, and diabetic status determine the prevalence, mass, and glucose-uptake activity of 18F-FDG-detected BAT in humans.</a> Journal of Clinical Endocrinology &amp; Metabolism. 96 (1), 192-199 (2011).</li><li>Pfannenberg, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+age+on+the+relationships+of+brown+adipose+tissue+with+sex+and+adiposity+in+humans.">Impact of age on the relationships of brown adipose tissue with sex and adiposity in humans.</a> Diabetes. 59 (7), 1789-1793 (2010).</li><li>Leitner, B. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mapping+of+human+brown+adipose+tissue+in+lean+and+obese+young+men.">Mapping of human brown adipose tissue in lean and obese young men.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 114 (32), 8649-8654 (2017).</li><li>Vosselman, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brown+adipose+tissue+activity+after+a+high-calorie+meal+in+humans.">Brown adipose tissue activity after a high-calorie meal in humans.</a> American Journal of Clinical Nutrition. 98 (1), 57-64 (2013).</li><li>Hibi, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brown+adipose+tissue+is+involved+in+diet-induced+thermogenesis+and+whole-body+fat+utilization+in+healthy+humans.">Brown adipose tissue is involved in diet-induced thermogenesis and whole-body fat utilization in healthy humans.</a> International Journal of Obesity. 40 (11), 1655-1661 (2016).</li><li>Fenzl, A., Kiefer, F. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brown+adipose+tissue+and+thermogenesis.">Brown adipose tissue and thermogenesis.</a> Hormone Molecular Biology and Clinical Investigation. 19 (1), 25-37 (2014).</li><li>Koksharova, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+relationship+between+brown+adipose+tissue+content+in+supraclavicular+fat+depots+and+insulin+sensitivity+in+patients+with+type+2+diabetes+mellitus+and+prediabetes.">The relationship between brown adipose tissue content in supraclavicular fat depots and insulin sensitivity in patients with type 2 diabetes mellitus and prediabetes.</a> Diabetes Technology &amp; Therapeutics. 19 (2), 96-102 (2017).</li><li>Habek, N., Kordi&#263;, M., Jurenec, F., Dugand&#382;i&#263;, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Infrared+thermography,+a+new+method+for+detection+brown+adipose+tissue+activity+after+a+meal+in+humans.">Infrared thermography, a new method for detection brown adipose tissue activity after a meal in humans.</a> Infrared Physics &amp; Technology. 89, 271-276 (2018).</li><li>Lee, P., Ho, K. K. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hot+fat+in+a+cool+man:+Infrared+thermography+and+brown+adipose+tissue.">Hot fat in a cool man: Infrared thermography and brown adipose tissue.</a> Diabetes, Obesity and Metabolism. 13 (1), 92-93 (2011).</li><li>Ang, Q. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+method+of+infrared+thermography+for+quantification+of+brown+adipose+tissue+activation+in+healthy+adults+(TACTICAL):+A+randomized+trial.">A new method of infrared thermography for quantification of brown adipose tissue activation in healthy adults (TACTICAL): A randomized trial.</a> Journal of Physiological Sciences. 67 (3), 395-406 (2017).</li><li>Jang, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Infrared+thermography+in+the+detection+of+brown+adipose+tissue+in+humans.">Infrared thermography in the detection of brown adipose tissue in humans.</a> Physiological Reports. 2 (11), 12167 (2014).</li><li>Dodd, G. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Leptin+and+insulin+act+on+POMC+neurons+to+promote+the+browning+of+white+fat.">Leptin and insulin act on POMC neurons to promote the browning of white fat.</a> Cell. 160 (1-2), 88-104 (2015).</li><li>Habek, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Activation+of+brown+adipose+tissue+in+diet-induced+thermogenesis+is+GC-C+dependent.">Activation of brown adipose tissue in diet-induced thermogenesis is GC-C dependent.</a> Pfl&#252;gers Archiv: European Journal of Physiology. 472 (3), 405-417 (2020).</li><li>Burke, L. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sex+difference+in+physical+activity,+energy+expenditure+and+obesity+driven+by+a+subpopulation+of+hypothalamic+POMC+neurons.">Sex difference in physical activity, energy expenditure and obesity driven by a subpopulation of hypothalamic POMC neurons.</a> Molecular Metabolism. 5 (3), 245-252 (2016).</li><li>Glumer, C., Jorgensen, T., Borch-Johnsen, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prevalences+of+diabetes+and+impaired+glucose+regulation+in+a+Danish+population:+The+Inter99+study.">Prevalences of diabetes and impaired glucose regulation in a Danish population: The Inter99 study.</a> Diabetes Care. 26 (8), 2335-2340 (2003).</li><li>Sicree, R. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differences+in+height+explain+gender+differences+in+the+response+to+the+oral+glucose+tolerance+test-the+AusDiab+study.">Differences in height explain gender differences in the response to the oral glucose tolerance test-the AusDiab study.</a> Diabetic Medicine. 25 (3), 296-302 (2008).</li><li>van Genugten, R. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+sex+and+hormone+replacement+therapy+use+on+the+prevalence+of+isolated+impaired+fasting+glucose+and+isolated+impaired+glucose+tolerance+in+subjects+with+a+family+history+of+type+2+diabetes.">Effects of sex and hormone replacement therapy use on the prevalence of isolated impaired fasting glucose and isolated impaired glucose tolerance in subjects with a family history of type 2 diabetes.</a> Diabetes. 55 (12), 3529-3535 (2006).</li><li>Williams, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gender+differences+in+the+prevalence+of+impaired+fasting+glycaemia+and+impaired+glucose+tolerance+in+Mauritius.+Does+sex+matter.">Gender differences in the prevalence of impaired fasting glycaemia and impaired glucose tolerance in Mauritius. Does sex matter.</a> Diabetic Medicine. 20 (11), 915-920 (2003).</li><li>Stanford, K. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brown+adipose+tissue+regulates+glucose+homeostasis+and+insulin+sensitivity.">Brown adipose tissue regulates glucose homeostasis and insulin sensitivity.</a> Journal of Clinical Investigation. 123 (1), 215-223 (2013).</li><li>Brasil, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+systematic+review+on+the+role+of+infrared+thermography+in+the+brown+adipose+tissue+assessment.">A systematic review on the role of infrared thermography in the brown adipose tissue assessment.</a> Reviews in Endocrine and Metabolic Disorders. 21 (1), 37-44 (2020).</li><li>Byers, S. L., Wiles, M. V., Dunn, S. L., Taft, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mouse+estrous+cycle+identification+tool+and+images.">Mouse estrous cycle identification tool and images.</a> PLoS One. 7 (4), 35538 (2012).</li><li>Crane, J. D., Mottillo, E. P., Farncombe, T. H., Morrison, K. M., Steinberg, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+standardized+infrared+imaging+technique+that+specifically+detects+UCP1-mediated+thermogenesis+in+vivo.">A standardized infrared imaging technique that specifically detects UCP1-mediated thermogenesis in vivo.</a> Molecular Metabolism. 3 (4), 490-494 (2014).</li><li>Hartwig, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multimodal+imaging+for+the+detection+of+brown+adipose+tissue+activation+in+women:+A+pilot+study+using+NIRS+and+infrared+thermography.">Multimodal imaging for the detection of brown adipose tissue activation in women: A pilot study using NIRS and infrared thermography.</a> Journal of Healthcare Engineering. 2017, 5986452 (2017).</li><li>James, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+infrared+thermography+in+the+measurement+and+characterization+of+brown+adipose+tissue+activation.">The use of infrared thermography in the measurement and characterization of brown adipose tissue activation.</a> Temperature. 5 (2), 147-161 (2018).</li><li>Folgueira, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypothalamic+dopamine+signaling+regulates+brown+fat+thermogenesis.">Hypothalamic dopamine signaling regulates brown fat thermogenesis.</a> Nature Metabolism. 1 (8), 811-829 (2019).</li><li>Ratko, M., Habek, N., Kordi&#263;, M., Dugand&#382;i&#263;, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+infrared+technology+as+a+novel+approach+for+studies+with+female+laboratory+animals.">The use of infrared technology as a novel approach for studies with female laboratory animals.</a> Croatian Medical Journal. 61 (4), 346-353 (2020).</li></ol>

تقدم الدراسات الحديثة أدلة متزايدة فيما يتعلق بالتنظيم الفسيولوجي وأهمية نشاط BAT في البشر والحيوانات البالغين في تطور السمنة ومرض السكري. علاوة على ذلك ، أصبح تنشيط BAT المحتمل بواسطة المنشطات الخارجية هدفا لشركات الأدوية. لتكون قادرة على تقدير التنظيم الفسيولوجي والأهمية الفيزيولوجية ا?...

الأنسجة الدهنية البنية (BAT) ، على عكس الأنسجة الدهنية البيضاء (WAT) ، لا تخزن بل تنفق الطاقة. عند التحفيز الودي، تستخدم BAT الأحماض الدهنية والجلوكوز وتنتج الحرارة عن طريق تنشيط البروتين 1 (UCP1). تتمثل وظيفة UCP1 في استخدام تدرج H + بين غشاءين من الميتوكوندريا لإنتاج الحرارة بدلا من ATP. تتمثل وظيفة BAT في زيادة إنتاج الحرارة في ظل الظروف الباردة ، مما يؤدي إلى زيادة نفقات الطاقة1. بعد التعرض للبرد ، تمنع المدخلات الحسية من الجلد الخلايا العصبية الحساسة للحرارة في النواة قبل البصرية المتوسطة (MnPO) في منطقة ما قبل البصر تحت المهاد (POA) ، مما يقلل من التأثير المثبط للخلايا العصبية POA على المنضدة الشاحبة (rRPa). يزيد تنشيط الخلايا العصبية rRPa من النشاط الودي ، والذي يتبعه زيادة في نشاط BAT 2,3. يعمل تنشيط BAT الناجم عن البرد على تحسين حساسية الأنسولين لدى البشر4 ، وينخفض هذا النشاط لدى البشر الذين يعانون من زيادة مؤشر كتلة الجسم (BMI) والعمر1،5،6،7.
بصرف النظر عن دوره في توليد الحرارة الناجم عن البرد ، بعد الوجبة ، يزداد امتصاص الجلوكوز في BAT في السكان الذكور النحيفين ، مما يساهم في توليد الحرارة الناجم عن النظام الغذائي (DIT) ، وهو أعلى في الذكور المصابين بBAT 8,9. التقنية الحديثة المستخدمة لقياس نشاط BAT هي التصوير المقطعي المحوسب بالإصدار البوزيتروني ، والمعروف باسم PET-CT. تحدد هذه الطريقة نشاط BAT عن طريق قياس تراكم الفلوروديوكسي جلوكوز المشع (18F-FDG). ومع ذلك ، فشل PET-CT كطريقة مفضلة للكشف عن تنشيط أفضل التقنيات المتاحة بعد الوجبة. أحد الأسباب هو أنه بعد الوجبة ، يتنافس 18F-FDG مع ارتفاع السكر في الدم بعد الأكل لنفس ناقل الجلوكوز ، مما يجعله غير مناسب لتحديد تنشيط BAT بعد الوجبة ، خاصة عند مقارنة نشاط BAT في المشاركين الأصحاء ومرضى السكري مع الاختلافات المحتملة في تركيزات الجلوكوز في الدم. علاوة على ذلك ، تستخدم BAT الأحماض الدهنية كمصدر للطاقة لإنتاج الحرارة وهو أمر غير مرئي مع PET-CT. 18 تراكم F-FDG في BAT بعد الوجبة بالكاد مرئي10 ، وبالتالي ، يتم تفسيره على أنه نتيجة سلبية في معظم الحالات. مما لا يثير الدهشة ، في الآونة الأخيرة ، اقترح أن تفعيل أفضل التقنيات المتاحة أكثر وضوحا في السكان مما كنا نعتقد سابقا. لذلك ، من الضروري اتباع نهج جديد للكشف عن نشاط BAT ومشاركته في اضطرابات التمثيل الغذائي7. محاولة لحل هذه المشكلة هي قياس حجم BAT مع التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) في مرضى ما قبل السكري والمرضى الذين يعانون من داء السكري من النوع 2 (T2DM) مع مقاومة الأنسولين11. ومع ذلك ، فإن حجم BAT الذي تم قياسه بواسطة التصوير بالرنين المغناطيسي ليس مؤشرا كافيا لتقدير الوظيفة اليومية واستخدام الجلوكوز والأحماض الدهنية بواسطة BAT. لذلك ، لتقدير الاختلافات الحقيقية في نشاط BAT في المرضى الأصحاء مقابل T2DM ، هناك حاجة إلى نهج جديد يوفر إمكانية لمعرفة الآلية المرضية لخلل BAT في مرضى T2DM.
لتحديد تنشيط BAT ، أجرينا قياسات لإنتاج حرارة BAT قبل وبعد الوجبة باستخدام التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء (IR) (الشكل 1) 12,13. إن إنشاء التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء كطريقة مفضلة لقياس نشاط BAT بعد تناول وجبة في الأفراد الأصحاء والسمنة أو مرضى السكري سيكون له تأثير كبير على هذا المجال. حتى يومنا هذا ، يتم استخدام التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء لتحديد التنشيط الناجم عن البرد ل BAT13،14،15. في تاريخ البشرية الحديث ، لم يعد نشاط BAT الناجم عن البرد واضحا جدا (بسبب التسخين المناسب للموائل ، والملابس المناسبة) ، بينما يحدث تنشيط BAT بعد الوجبة كل يوم. علاوة على ذلك ، فإن التنظيم الفسيولوجي لهاتين الوظيفتين BAT عبر منطقة ما تحت المهاد مختلف تماما. بعد الوجبة ، يؤدي تنشيط الخلايا العصبية المعبرة عن proopiomelanocortin (POMC) في النواة المقوسة تحت المهاد (Arc) إلى زيادة نشاط العصب الودي عبر rRPa16. يعد التنشيط الناجم عن BAT على البارد والذي يتم قياسه بواسطة التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء أو PET-CT غير مناسب عند استخدامه كمقياس لنشاط BAT اليومي. يتبع زيادة نشاط أفضل التقنيات المتاحة بعد الوجبة استخدام الجلوكوز ، وهو أمر مهم في النهاية للحفاظ على توازن الجلوكوز ، وحساسية الأنسولين ، والتنظيم اليومي لتركيز الجلوكوز. يؤدي تنشيط BAT بعد الأكل إلى زيادة استهلاك الجلوكوز بعد الأكل ، تليها زيادة في إنتاج الحرارة ودرجة حرارة الجسم (DIT). وقد تبين أن هذا يعتمد على الجنس والعمر ومؤشر كتلة الجسم12. لوحظت اختلافات مماثلة بين الجنسين في تنشيط BAT بعد الوجبة في الفئران المختبرية من الذكور والإناث17. تتوافق هذه النتائج مع الاختلافات بين الجنسين المكتشفة مؤخرا في تنظيم BAT بواسطة Burke et al. ، الذي أظهر أن التنظيم تحت المهاد لتحمير BAT عبر مجموعة فرعية من الخلايا العصبية POMC يختلف في ذكور وإناثالفئران 18. التنشيط بعد الأكل من BAT أصغر في النساء ، وكبار السن ، والأشخاص الذين يعانون من السمنة المفرطة. يمكن أن يؤدي عدم تنشيط BAT بعد الوجبة (انخفاض استخدام الجلوكوز) إلى ارتفاع معدل انتشار ضعف تحمل الجلوكوز لدى النساء19،20،21،22. لسوء الحظ ، تم إجراء غالبية الدراسات حول تنشيط BAT على الرجال فقط. من خلال تنشيط BAT بعد الوجبة ، يزداد امتصاص الجلوكوز في عدد الذكور النحيفين. ليس من المستغرب أنه بعد تنشيط BAT ، يكون DIT أعلى في الذكور المصابينب BAT 8,9. علاوة على ذلك ، فإن زرع BAT في الفئران الذكور يحسن تحمل الجلوكوز ، ويزيد من حساسية الأنسولين ، ويقلل من وزن الجسم وكتلة الدهون23.
فشل PET-CT كطريقة مفضلة لقياس نشاط BAT ، خاصة بعد الوجبة. لذلك ، تم تطوير طريقة غير جراحية وأكثر حساسية. يتيح التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء تقدير نشاط أفضل التقنيات المتاحة في المختبر المختلفة (الفئران بالضربة القاضية) ، وكذلك المشاركين من البشر ، بغض النظر عن الجنس أو العمر أو آثار الحالات المرضية المختلفة على نشاط BAT. فائدة إضافية لهذه الطريقة هي البساطة للمشاركين المختبر ، مما يسمح لنا بتقدير الفوائد المحتملة للعلاج الداعم BAT. تم وصف الدراسات الحديثة التي تستخدم التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء لتحديد السلوك الفسيولوجي ل BAT بعد التعرض للبرد أو الوجبة في المنشور الأخير ل Brasil et al.24.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.1% cresyl violet acetate&#160;</td>
			<td>Commonly used chemical</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Device for measuring air temperature and humidity</td>
			<td>Kesterl</td>
			<td>Kestrel 4200</td>
			<td>Certificat of conformity</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>External data storage</td>
			<td>Hard Drive with at least 1 TB</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass microscopic slides</td>
			<td>Commonly used</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Small cotton tip swab&#160;</td>
			<td>Urethral swabs</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Software for analysis</td>
			<td>FLIR Systems, Wilsonville, OR, USA</td>
			<td>FLIR Tools</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Software for meassurements</td>
			<td>FLIR Systems, Wilsonville, OR, USA</td>
			<td>ResearchIR software</td>
			<td>FLIR ResearchIR Max, version 4.40.12.38 (64-bit)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermac Camera</td>
			<td>FLIR Systems, Wilsonville, OR, USA</td>
			<td>FLIR T-1020</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

infrared thermography for the detection of changes in brown adipose tissue activity

قياس نشاط الأنسجة الدهنية البنية (BAT) عن طريق التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني المحوسب (PET-CT) عن طريق تراكم 18F-fluorodeoxyglucose (FDG) بعد الوجبة أو في مرضى السمنة أو السكري فشل كطريقة مفضلة. السبب الرئيسي هو أن 18F-FDG يتنافس مع تركيز بلازما الجلوكوز العالي بعد الأكل لنفس ناقل الجلوكوز على غشاء خلايا BAT. بالإضافة إلى ذلك ، تستخدم BAT الأحماض الدهنية كمصدر للطاقة أيضا ، وهو أمر غير مرئي مع PET-CT ويمكن تغييره جنبا إلى جنب مع تركيز الجلوكوز لدى مرضى السمنة والسكري. لذلك ، لتقدير الأهمية الفسيولوجية ل BAT في الحيوانات والبشر ، يتم تطبيق طريقة جديدة للتصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء المستخدمة في المنشورات الحديثة.
بعد الصيام بين عشية وضحاها ، تم قياس نشاط BAT عن طريق التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء قبل وبعد وجبة في المتطوعين من البشر والفئران من النوع البري. يحسب برنامج الكاميرا درجة حرارة الكائن باستخدام المسافة من الكائن ، وانبعاثية الجلد ، ودرجة حرارة الغرفة المنعكسة ، ودرجة حرارة الهواء ، والرطوبة النسبية. في الفئران ، كانت المنطقة المحلوقة فوق BAT منطقة ذات أهمية تم قياس متوسط ودرجات الحرارة القصوى لها. تم تحديد مرحلة الدورة الشحمية في إناث الفئران بعد تجربة بواسطة مسحات مهبلية ملطخة بمحلول بقع كريسيل البنفسجي (0.1٪). في المتطوعين الأصحاء ، تم اختيار منطقتين جلديتين من الرقبة: المنطقة فوق الترقوة (فوق الترقوة ، حيث توجد خلايا BAT) والمنطقة بين الترقوة (بين عظام الترقوة ، حيث لا يوجد نسيج BAT المكتشف). يتم تحديد نشاط BAT من خلال طرح هاتين القيمتين. أيضا ، يمكن تحديد متوسط وأقصى درجات الحرارة لمناطق الجلد في الحيوانات والمشاركين من البشر.
تبين أن التغييرات في نشاط أفضل التقنيات المتاحة بعد الوجبة التي تم قياسها بواسطة التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء ، وهي طريقة غير جراحية وأكثر حساسية ، تعتمد على الجنس والعمر ومرحلة الدورة الشهوانية في المختبر. كجزء من توليد الحرارة الناجم عن النظام الغذائي ، ثبت أيضا أن تنشيط BAT في البشر يعتمد على الجنس والعمر ومؤشر كتلة الجسم. سيكون تحديد التغيرات الفيزيولوجية المرضية في نشاط BAT بعد الوجبة ذا أهمية كبيرة للمشاركين الذين يعانون من تركيزات عالية من الجلوكوز في البلازما (السمنة ومرض السكري من النوع 2) ، وكذلك في المختبر المختلفة (الفئران بالضربة القاضية). هذه الطريقة هي أيضا أداة متغيرة لتحديد الأدوية المنشطة المحتملة التي يمكن أن تجدد نشاط BAT.

أسهل طريقة لتحديد نشاط أفضل التقنيات المتاحة هي طرح درجة حرارة الجلد القصوى فوق أفضل التقنيات المتاحة قبل وبعد الوجبة في البشر. أفضل طريقة لحساب نشاط BAT هي اختيار منطقتين مهمتين: منطقة الجلد فوق BAT ، والتي تقع في المنطقة فوق الترقوة ، والمنطقة بين الترقوة من الجلد حيث لا توجد أنسجة BAT في الب?...

Watch this Scientific Journal Video about Infrared Thermography for the Detection of Changes in Brown Adipose Tissue Activity at JoVE.com

Infrared Thermography for the Detection of Changes in Brown Adipose Tissue Activity

هنا ، نقدم بروتوكولا لقياس نشاط الأنسجة الدهنية البنية بعد تناول وجبة في البشر المختبر.

التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء للكشف عن التغيرات في نشاط الأنسجة الدهنية البنية

Measuring brown adipose tissue (BAT) activity by positron emission tomography computed tomography (PET-CT) via the accumulation of 18F-fluorodeoxyglucose ...

يتيح التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء تقدير نشاط الأنسجة الدهنية البنية في المختبر والمشاركين من البشر ، بغض النظر عن الجنس أو العمر أو آثار الحالات المرضية المختلفة. فشل التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني كطريقة مفضلة لقياس نشاط الأنسجة الدهنية البنية ، خاصة بعد الوجبة. لذلك ، تم تطوير التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء غير الغازية والأكثر حساسية.باستخدام التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء ، يمكننا تحديد أن التغيرات الفيزيولوجية المرضية في نشاط الأنسجة الدهنية البنية أو نشاط الاستحمام لدى الأشخاص الذين يعانون من السمنة ومرض السكري ، وتحديد الدواء الذي يمكن أن يجدد النشاط السيئ لدى هؤلاء المرضى. يمكن استخدام هذه الطريقة لتحديد الآثار الفسيولوجية للهرمونات أو توليف المواد العلاجية على النشاط السيئ في البشر المختبر. اسأل المشاركين عما إذا كانوا مرتاحين جيدا وصاموا طوال الليل.سوف يستريحون لمدة 30 دقيقة على الأقل قبل القياسات لتجنب تنشيط الأنسجة الدهنية البنية المحتملة. إجراء التجارب في ساعات الصباح. قبل 15 دقيقة من القياس ، اطلب من المشاركين إزالة ملابسهم العلوية.أثناء استراحة المشاركين ، قم بتركيب الكاميرا الحرارية على الحامل ثلاثي القوائم وضعه على بعد متر واحد من المكان الذي سيجلس فيه المشارك. قم بتوصيل الكاميرا الحرارية بجهاز كمبيوتر وبرنامج وفقا لتعليمات الشركة المصنعة. حدد درجة الحرارة المنعكسة للغرفة عن طريق تسجيل رقائق الألومنيوم المجعدة على مسافة بؤرية تبلغ مترا واحدا.للقيام بذلك ، في برنامج الكاميرا ، أدخل مسافة صفر متر وانبعاثية واحد. ثم أدخل قيم الضغط الجوي والرطوبة النسبية. لتحديد درجة الحرارة المنعكسة ، اختر الشكل المربع وحدد عائد استثمار على رقائق الألومنيوم.بعد ذلك ، اختر الرمز الأول من اليسار في نافذة الكاميرا الرئيسية واقرأ متوسط درجة الحرارة ، وهو أمر ضروري لمزيد من التحليل. قبل بدء القياسات مباشرة ، حدد درجة حرارة هواء الغرفة ورطوبة الهواء. في البرنامج ، أعلى نافذة الكاميرا الرئيسية ، اختر الرمز الثالث من اليسار.في القائمة المنبثقة، اختر تحرير إعدادات السجل، مما يفتح نافذة جديدة. في وضع التسجيل ، حدد تسجيل على القرص وقم بتعيين السجل لهذه المدة في الوقت المطلوب. في خيارات التسجيل في نفس النافذة ، حدد معدل التسجيل بخمسة هرتز واختر الموقع الذي سيتم حفظ التسجيلات فيه.أغلق النافذة الحالية ، وافتح تحرير في القائمة الرئيسية ، وحدد التفضيلات. أدخل خمسة في معدل الإطارات المستهدف. حدد مفتاح التشغيل السريع / يمكن للبدء عن بعد إيقاف التسجيل.ومن القائمة المنسدلة ، حدد في وضع البدء / الإيقاف. في وقت القياس ، تأكد من وجود المشارك والمجرب فقط. تجنب حركة الهواء وتأكد من أن المشارك بعيد عن التيار البارد أو أشعة الشمس أو أي مصدر للحرارة مثل المصابيح الكهربائية.حدد موقع المنطقة فوق الترقوة من الرقبة فوق الترقوة ، حيث توجد الأنسجة الدهنية البنية. ضع المشارك بحيث تكون هذه المنطقة على مسافة بؤرية متر واحد. سجل فيلما قصيرا لمدة 10 إلى 15 ثانية بمعدل إطارات 5 إطارات في الثانية بالضغط على المفتاح F5.تأكد من أن جميع المشاركين يتناولون نفس الوجبة. بعد الوجبة ، قم بعمل تسجيل جديد لمدة 30 دقيقة ثم ساعة ودقيقتين وثلاث ساعات بالضغط على F5 باستخدام نفس قيم الإعداد. في اليوم السابق للتجربة ، اجمع المسحة المهبلية للحيوان وانشر الخلايا على شريحة زجاجية.اتركه يجف في الهواء. تلطيخ الخلايا مع 500 ميكرولتر من خلات البنفسجي 0.1 ٪ كريسيل لمدة دقيقة واحدة ، ثم شطفها ثلاث مرات بالماء. عرض الخلايا تحت المجهر الضوئي مع التكبير 100 مرة والإضاءة الساطعة.تحديد مرحلة الدورة الشحمية بناء على عدد كريات الدم البيضاء والخلايا الظهارية النواة والكمية التي لوحظت في اللطاخة. في صباح يوم التجربة ، قم بإعداد الكاميرا الحرارية وإعدادات التسجيل. ضع الحيوان بعناية في قفص نظيف وضع القفص تحت الكاميرا الحرارية على مسافة بؤرية تبلغ مترا واحدا.سجل فيلما بالضغط على F5. قم بوزن حبيبات الطعام قبل إعطائها لكل لحساب كمية الطعام. اسمح للحيوان بتناول الطعام لمدة 30 دقيقة في قفصه ووزن حبيبات الطعام مرة أخرى بعد الوجبة. كرر قياسات الأشعة تحت الحمراء بعد 30 دقيقة وساعة وساعتين من بدء الوجبة.بعد التجربة ، اختبر مرحلة الدورة الشحمية في إناث الحيوانات ، كما هو موضح سابقا. لكل فيلم ، أدخل المتغيرات في برنامج الكاميرا مثل انبعاث الجلد ودرجة حرارة الغرفة المنعكسة ودرجة حرارة الهواء والرطوبة النسبية والمسافة إلى الكائن. حدد الإطار المناسب من الفيلم عن طريق تحريك رأس التشغيل في أسفل الشاشة أو بالضغط على زر إيقاف مؤقت.حدد منطقة الاهتمام عن طريق اختيار الشكل المطلوب للمنطقة على الجانب الأيسر من النافذة الرئيسية. اختر الشكل الذي يتوافق بشكل أفضل مع منطقة الجلد بين الكتفين. عند اختيار منطقة الاهتمام ، سيتم عرض درجات الحرارة الدنيا والقصوى والمتوسطة على اليمين.في الصورة، يمثل المثلث الأحمر نقطة أقصى درجة حرارة مسجلة، ويمثل المثلث الأزرق أدنى درجة حرارة مسجلة. كرر هذه الخطوة لعدة إطارات للتأكد من أن درجة الحرارة المقاسة مستقرة خلال بضع ثوان من التسجيل. اطرح درجات الحرارة القصوى للجلد فوق الأنسجة الدهنية البنية قبل الوجبة من درجات الحرارة القصوى بعد الوجبة لتحديد الزيادة في نشاط ما بعد الأكل.تم تحديد نشاط الأنسجة الدهنية البنية من خلال تحليل منطقتين من الجلد: واحدة فوق الأنسجة الدهنية البنية والثانية في المنطقة بين الترقوة كنقطة مرجعية. تم حساب نشاط الأنسجة الدهنية البنية على أنها 1.8 درجة مئوية من الاختلافات بين درجات الحرارة القصوى في كلا منطقتي الجلد. لكن النشاط لا يمكن تقديمه من خلال درجات الحرارة القصوى للجلد فوق الأنسجة الدهنية البنية حيث لا يوجد انخفاض في درجة حرارة الجلد حتى بعد ثلاث ساعات من الوجبة.في الفئران ، تم قياس التغيرات في النشاط بعد الوجبة في إناث الديسترو عن طريق قياس متوسط درجة حرارة الجلد فوق الأنسجة الدهنية البنية. تم تحديد تغييرات كبيرة في النشاط بعد 30 دقيقة من الوجبة فقط عندما تم قياس درجة الحرارة القصوى. يعد الاختيار الصحيح لموضوعات التحكم المطابقة هو أصعب جزء من الدراسات السريرية لأن الضوابط الصحية والمشاركين الذين يعانون من حالات مرضية يجب أن يكونوا متشابهين قدر الإمكان ويختلفون فقط في المرض الذي تم التحقيق فيه.بالإضافة إلى هذا البروتوكول ، يمكن قياس تركيز الجلوكوز في الدم ودرجة حرارة الجسم ، مما يسمح بتحليل العلاقة بين النشاط السيئ واستخدام الجلوكوز أو زيادة درجة حرارة الجسم. تفتح هذه التقنية الحساسة وغير الغازية العديد من الاحتمالات في تحديد التغيرات الفسيولوجية والفيزيولوجية المرضية لنشاط الأنسجة الدهنية البنية في بيئات ودراسات تجريبية أخرى.

Research

JoVE Journal

Medicine

Assessing Teratogenic Changes in a Zebrafish Model of Fetal Alcohol Exposure

تقييم التغييرات المشوهة في نموذج الزرد من التعرض الكحول الجنينية

Fetal alcohol syndrome (FAS) is a severe manifestation of embryonic exposure to ethanol. It presents with characteristic defects to the face and organs, ...

Tissue-simulating Phantoms for Assessing Potential Near-infrared Fluorescence Imaging Applications in Breast Cancer Surgery

الخيالات الأنسجة محاكاة لتقييم المحتملة القريبة من الأشعة تحت الحمراء تطبيقات التصوير الإسفار في جراحة سرطان الثدي

Inaccuracies in intraoperative tumor localization and evaluation of surgical margin status result in suboptimal outcome of breast-conserving surgery ...

Cerenkov Luminescence Imaging of Interscapular Brown Adipose Tissue

كيرينكوف التلألؤ التصوير من الأنسجة الدهنية بين الكتفين براون

Brown adipose tissue (BAT), widely known as a &#8220;good fat&#8221; plays pivotal roles for thermogenesis in mammals. This special tissue is closely ...

Human Brown Adipose Tissue Depots Automatically Segmented by Positron Emission Tomography/Computed Tomography and Registered Magnetic Resonance Images

الإنسان براون الدهنية مستودعات الأنسجة مجزأة تلقائيا من قبل البوزيترون البوزيتروني / التصوير المقطعي والرنين المغناطيسي مسجل صور

Reliably differentiating brown adipose tissue (BAT) from other tissues using a non-invasive imaging method is an important step toward studying BAT in ...

Encapsulation Thermogenic Preadipocytes for Transplantation into Adipose Tissue Depots

التغليف حرارة Preadipocytes للزراعة إلى الدهنية مستودعات الأنسجة

Cell encapsulation was developed to entrap viable cells within semi-permeable membranes. The engrafted encapsulated cells can exchange low molecular ...

Assessment of Human Adipose Tissue Microvascular Function Using Videomicroscopy

تقييم الدالة Microvascular الأنسجة الدهنية البشرية باستخدام فيديوميكروسكوبي

While obesity is closely linked to the development of metabolic and cardiovascular disease, little is known about mechanisms that govern these processes. ...

Autologous Microfractured and Purified Adipose Tissue for Arthroscopic Management of Osteochondral Lesions of the Talus

ميكروفراكتوريد ذاتي وتنقية الأنسجة الدهنية لإدارة الآفات Osteochondral لميلان المنظار

In recent years, regenerative techniques have been increasingly studied and used to treat osteochondral lesions of the talus. In particular, several ...

Characterization of Immune Cells in Human Adipose Tissue by Using Flow Cytometry

تحديد خصائص الخلايا المناعية في الأنسجة الدهنية البشرية باستخدام التدفق الخلوي

Infiltration of immune cells in the subcutaneous and visceral adipose tissue (AT) deposits leads to a low-grade inflammation contributing to the ...

Whole Body and Regional Quantification of Active Human Brown Adipose Tissue Using 18F-FDG PET/CT

Whole Body and Regional Quantification of Active Human Brown Adipose Tissue Using 18F-FDG PET/CT

الجسم كله والإقليمية الكمي لنشاط الإنسان براون الأنسجة الدهنية باستخدام 18وفدج PET/CT

In endothermic animals, brown adipose tissue (BAT) is activated to produce heat for defending body temperature in response to cold. BAT&#39;s ability to ...

Endotoxin Activity Assay for the Detection of Whole Blood Endotoxemia in Critically Ill Patients

فحص نشاط إندوتوكسين للكشف عن بطانة الدم الكاملة في المرضى الذين يعانون من أمراض خطيرة

Lipopolysaccharide, also known as endotoxin, is a fundamental component of gram-negative bacteria and plays a crucial role in the development of sepsis ...