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

Denne undersøgelse blev finansieret af den kroatiske videnskabsfonds forskningsbevilling (IP-2018-01- 7416).

Alle forsøgsforsøg på forsøgsdyr blev godkendt af det nationale etiske udvalg og landbrugsministeriet (EP 185/2018). Forsøgene blev udført i overensstemmelse med det etiske kodeks fra The Croatian Society for Laboratory Animal Science og ARRIVE retningslinjer. Alle procedurer, der blev udført i undersøgelser, der involverede menneskelige deltagere, var i overensstemmelse med Helsingfors-erklæringen og godkendt af den etiske komité ved universitetet i Zagreb, School of Medicine (UP/I-322-01/18-01/56). I denne un...

<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>

Nylige undersøgelser viser voksende beviser for den fysiologiske regulering og betydningen af BAT-aktivitet hos voksne mennesker og dyr i udviklingen af fedme og diabetes mellitus. Desuden er mulig BAT-aktivering af eksogene aktivatorer ved at blive et mål for medicinalvirksomheder. For at kunne estimere den fysiologiske regulering og patofysiologiske betydning af BAT i meget byrdefulde sygdomme samt opdage en potentiel terapeutisk tilgang, bliver infrarød termografi den foretrukne metode. Selv om IR-teknologien er ve...

Brunt fedtvæv (BAT), i modsætning til hvidt fedtvæv (WAT), lagrer ikke, men bruger snarere energi. Ved sympatisk stimulering udnytter BAT fedtsyrer og glukose og producerer varme ved aktivering af afkoblingsprotein 1 (UCP1). Funktionen af UCP1 er at bruge en H + gradient mellem to mitokondriemembraner til at producere varme i stedet for ATP. BAT's funktion er at øge varmeproduktionen under kolde forhold, hvilket fører til en stigning i energiforbruget1. Efter kold eksponering hæmmer sensoriske input fra huden varmefølsomme neuroner i den mediane præoptiske (MnPO) kerne i det hypothalamiske præoptiske område (POA), hvilket mindsker den hæmmende virkning af POA-neuroner på rostral raphe pallidus (rRPa). Aktiveringen af rRPa-neuroner øger sympatisk aktivitet, hvilket efterfølges af en stigning i BAT-aktivitet 2,3. Koldinduceret BAT-aktivering forbedrer insulinfølsomheden hos mennesker4, og denne aktivitet er nedsat hos mennesker med øget body mass index (BMI) og alder 1,5,6,7.
Bortset fra dets rolle i koldinduceret termogenese øges glukoseoptagelsen i BAT efter et måltid i den magre mandlige population, hvilket bidrager til diætinduceret termogenese (DIT), som er højere hos BAT-positive mandlige forsøgspersoner 8,9. Den avancerede teknik, der anvendes til måling af BAT-aktivitet, er positronemissionstomografi computertomografi, kendt som PET-CT. Denne metode bestemmer BAT-aktiviteten ved at måle akkumuleringen af fluorodeoxyglucose (18F-FDG). PET-CT fejler imidlertid som den foretrukne metode til påvisning af aktivering af BAT efter et måltid. En af grundene er, at 18F-FDG efter et måltid konkurrerer med postprandial hyperglykæmi om den samme glukosetransportør, hvilket gør den uegnet til bestemmelse af BAT-aktivering efter et måltid, især når man sammenligner BAT-aktivitet hos raske og diabetiske deltagere med mulige forskelle i blodglukosekoncentrationer. Desuden bruger BAT fedtsyrer som energikilde til varmeproduktion, hvilket ikke er synligt med PET-CT. 18 Ophobning af F-FDG i BAT efter et måltid er næsten ikke synlig10 og fortolkes derfor i de fleste tilfælde som et negativt resultat. Ikke overraskende blev det for nylig foreslået, at aktiveringen af BAT er mere udtalt i den menneskelige befolkning, end vi tidligere havde troet; derfor er der behov for en ny tilgang til påvisning af BAT-aktivitet og dens involvering i metaboliske lidelser7. Et forsøg på at løse dette problem er at måle volumen af BAT med magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) hos prædiabetiske patienter og patienter med diabetes mellitus type 2 (T2DM) med insulinresistens11. BAT-volumen målt ved MR er imidlertid ikke en tilstrækkelig indikator til at estimere den daglige funktion og brug af glukose og fedtsyrer af BAT. For at estimere reelle forskelle i BAT-aktivitet hos raske versus T2DM-patienter er der derfor behov for en ny tilgang, der giver mulighed for at finde ud af den patologiske mekanisme for BAT-funktionsfejl hos T2DM-patienter.
For at bestemme aktiveringen af BAT udførte vi målinger af BAT-varmeproduktion før og efter et måltid ved hjælp af infrarød (IR) termografi (figur 1)12,13. Etablering af IR-termografi som en metode til måling af BAT-aktivitet efter et måltid hos raske og overvægtige personer eller patienter med diabetes mellitus vil have en enorm indflydelse på feltet. Den dag i dag anvendes IR-termografi til bestemmelse af koldinduceret aktivering af BAT13,14,15. I nyere menneskelig historie er kuldeinduceret BAT-aktivitet ikke særlig udtalt længere (på grund af korrekt opvarmning af levesteder, korrekt tøj), mens BAT-aktivering efter et måltid forekommer hver dag. Desuden er den fysiologiske regulering af disse to BAT-funktioner via hypothalamus helt forskellig. Efter et måltid fører aktiveringen af proopiomelanocortin (POMC)-ekspressive neuroner i den hypothalamiske bueformede kerne (Arc) til en stigning i sympatisk nerveaktivitet via rRPa16. Koldinduceret aktivering af BAT målt ved IR-termografi eller PET-CT er forkert, når det bruges som et mål for daglig BAT-aktivitet. Øget BAT-aktivitet efter et måltid efterfølges af glukoseudnyttelse, hvilket i sidste ende er vigtigt for at opretholde glukosehomeostase, insulinfølsomhed og den daglige regulering af glukosekoncentrationen. Postprandial BAT-aktivering fører til en stigning i postprandial glukoseforbrug efterfulgt af en stigning i varmeproduktion og kropstemperatur (DIT). Dette viste sig at være køn, alder og BMI-afhængig12. Lignende kønsforskelle i BAT-aktivering efter et måltid observeres hos laboratoriemus til han- og hundyr17. Disse resultater svarer til nyligt opdagede kønsforskelle i reguleringen af BAT af Burke et al., der viste, at den hypothalamiske regulering af BAT browning via en underpopulation af POMC-neuroner adskiller sig hos han- og hunmus18. Den postprandielle aktivering af BAT er mindre hos kvinder, ældre befolkninger og overvægtige mennesker. Manglen på BAT-aktivering efter et måltid (nedsat glukoseudnyttelse) kan føre til en højere forekomst af nedsat glukosetolerance hos kvinder 19,20,21,22. Desværre blev størstedelen af undersøgelserne af BAT-aktivering kun udført på mænd. Ved at aktivere BAT efter et måltid øges glukoseoptagelsen i den magre mandlige population. Det er ikke overraskende, at DIT efter BAT-aktivering er højere hos BAT-positive mandlige forsøgspersoner 8,9. Desuden forbedrer BAT-transplantation hos hanmus glukosetolerancen, øger insulinfølsomheden og nedsætter kropsvægt og fedtmasse23.
PET-CT fejler som en valgfri metode til måling af BAT-aktivitet, især efter et måltid. Derfor blev der udviklet en ikke-invasiv og mere følsom metode. IR-termografi muliggør estimering af BAT-aktivitet i forskellige forsøgsdyr (knock-out-mus) såvel som menneskelige deltagere, uanset køn, alder eller virkningerne af forskellige patologiske tilstande på BAT-aktivitet. En yderligere fordel ved denne metode er enkelheden for deltagere og forsøgsdyr, som giver os mulighed for at estimere de potentielle fordele ved BAT-boosterterapi. De nylige undersøgelser, der bruger IR-termografi til bestemmelse af BAT's fysiologiske adfærd efter kuldeeksponering eller et måltid, er beskrevet i den nylige publikation af 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

Måling af brunt fedtvæv (BAT) aktivitet ved positronemissionstomografi computertomografi (PET-CT) via akkumulering af 18F-fluorodeoxyglucose (FDG) efter et måltid eller hos overvægtige eller diabetespatienter mislykkes som den valgte metode. Hovedårsagen er, at 18F-FDG konkurrerer med den postprandielle høje glukoseplasmakoncentration for den samme glukosetransportør på membranen i BAT-celler. Derudover bruger BAT også fedtsyrer som energikilde, hvilket ikke er synligt med PET-CT og kan ændres sammen med glukosekoncentrationen hos overvægtige og diabetespatienter. For at estimere den fysiologiske betydning af BAT hos dyr og mennesker anvendes derfor en ny infrarød termografimetode, der anvendes i nyere publikationer.
Efter natlig faste blev BAT-aktivitet målt ved infrarød termografi før og efter et måltid hos frivillige forsøgspersoner og hunmus af vildtypen. Kamerasoftwaren beregner objektets temperatur ved hjælp af afstand fra objektet, hudens emissivitet, reflekteret stuetemperatur, lufttemperatur og relativ luftfugtighed. Hos mus var det barberede område over BAT et interesseområde, for hvilket gennemsnitlige og maksimale temperaturer blev målt. Fasen af østruscyklussen hos hunmus blev bestemt efter et eksperiment ved vaginale udstrygninger farvet med cresylviolet (0,1%) pletopløsning. Hos raske frivillige blev der valgt to hudområder i nakken: det supraklavikulære område (over kravebenet, hvor BAT-celler er til stede) og det interklavikulære område (mellem kravebenene, hvor der ikke er påvist BAT-væv). BAT-aktivitet bestemmes af subtraktionen af disse to værdier. De gennemsnitlige og maksimale temperaturer i hudområder kunne også bestemmes hos dyr og menneskelige deltagere.
Ændringer i BAT-aktivitet efter et måltid målt ved infrarød termografi, en ikke-invasiv og mere følsom metode, viste sig at være køn, alder og fase af brunstcyklussen afhængig hos forsøgsdyr. Som en del af diætinduceret termogenese viste BAT-aktivering hos mennesker sig også at være afhængig af køn, alder og kropsmasseindeks. Yderligere bestemmelse af de patofysiologiske ændringer i BAT-aktivitet efter et måltid vil være af stor betydning for deltagere med høje glukoseplasmakoncentrationer (fedme og diabetes mellitus type 2) såvel som hos forskellige forsøgsdyr (knock-out mus). Denne metode er også et variabelt værktøj til bestemmelse af mulige aktiverende lægemidler, der kan forynge BAT-aktivitet.

Den nemmeste måde at bestemme BAT-aktivitet på er at trække den maksimale hudtemperatur over BAT før og efter et måltid hos mennesker. En bedre måde at beregne BAT-aktivitet på er at vælge to områder af interesse: hudområdet over BAT, som er placeret i det supraklavikulære område, og det interklavikulære område af huden, hvor der ikke findes BAT-væv hos mennesker, udpeget som referenceområde (ifølge PET-CT; Figur 1). BAT-aktivitet bestemmes derefter let ved subtraktion af di...

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

Her præsenterer vi en protokol til måling af brun fedtvævsaktivitet efter et måltid hos mennesker og forsøgsdyr.

Infrarød termografi til påvisning af ændringer i brun fedtvævsaktivitet

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

Infrarød termografi muliggør estimering af brun fedtvævsaktivitet hos forsøgsdyr og menneskelige deltagere, uanset køn, alder eller virkningerne af forskellige patologiske tilstande. PET-CT fejler som en metode til valg til måling af brun fedtvævsaktivitet, især efter et måltid. Derfor blev der udviklet en ikke-invasiv og mere følsom infrarød termografi.Ved hjælp af infrarød termografi kan vi bestemme, at de patofysiologiske ændringer i brun fedtvævsaktivitet eller badaktivitet hos mennesker med fedme og diabetes mellitus og bestemme lægemiddel, der kan forynge dårlig aktivitet hos disse patienter. Denne metode kan bruges til at bestemme de fysiologiske virkninger af hormoner eller syntetisere terapeutiske stoffer på dårlig aktivitet hos mennesker og forsøgsdyr. Spørg deltagerne, om de er veludhvilede og faster natten over.De vil hvile i mindst 30 minutter før målinger for at undgå mulig aktivering af brunt fedtvæv. Udfør eksperimenterne om morgenen. 15 minutter før målingen skal du bede deltagerne om at fjerne deres overtøj.Mens deltagerne hviler, skal du montere det termiske kamera på stativet og placere det en meter væk fra det sted, hvor deltageren skal sidde. Tilslut det termiske kamera til en computer og software som anvist af producenten. Bestem rummets reflekterede temperatur ved at registrere rynket aluminiumsfolie i en brændvidde på en meter.For at gøre det skal du i kamerasoftwaren indtaste afstanden på nul meter og emissiviteten af en. Indtast derefter værdier for atmosfærisk tryk og relativ luftfugtighed. For at bestemme reflekteret temperatur skal du vælge den firkantede form og vælge et investeringsafkast på aluminiumsfolien.Vælg derefter det første ikon fra venstre i hovedkameravinduet og aflæs middeltemperaturen, som er nødvendig for yderligere analyse. Lige før målingerne påbegyndes, skal du bestemme rumtemperaturen og luftfugtigheden. I softwaren over hovedkameravinduet skal du vælge det tredje ikon fra venstre.I pop op-menuen skal du vælge Rediger postindstillinger, hvilket åbner et nyt vindue. I optagetilstand skal du vælge Optag på disk og indstille posten for denne varighed på det ønskede tidspunkt. I optagelsesindstillingerne i det samme vindue skal du begrænse optagehastigheden til fem hertz og vælge det sted, hvor optagelserne skal gemmes.Luk det eksisterende vindue, åbn Rediger i hovedmenuen, og vælg Indstillinger. Indtast fem i målbilledhastigheden. Vælg Hotkey / Remote Start kan stoppe optagelsen.Og fra rullemenuen skal du vælge I Start / Stop-tilstand. På måletidspunktet skal du sikre dig, at kun deltageren og eksperimentatoren er til stede. Undgå luftbevægelse, og sørg for, at deltageren er væk fra koldt træk, sollys eller enhver varmekilde som pærer.Find det supraklavikulære område af nakken over kravebenet, hvor brunt fedtvæv er placeret. Placer deltageren således, at dette område er i en meters brændviddeafstand. Optag en kortfilm i 10 til 15 sekunder med en billedhastighed på 5 FPS ved at trykke på F5-tasten.Sørg for, at alle deltagere spiser det samme måltid. Efter måltidet skal du lave en ny optagelse efter 30 minutter og derefter en, to og tre timer ved at trykke på F5 ved hjælp af de samme indstillingsværdier. Dagen før forsøget samles dyrets vaginale vatpind og spredes cellerne på et glasglas.Lad det lufttørre. Plet cellerne med 500 mikroliter 0,1% cresylviolet acetat i et minut, og skyl dem derefter tre gange med vand. Se cellerne under et lysmikroskop med 100 gange forstørrelse og brightfield-belysning.Bestem fasen af østruscyklussen baseret på antallet af leukocytter og nukleerede og kvantificerede epitelceller observeret i udstrygningen. Om morgenen af eksperimentet skal du forberede indstillingerne for termisk kamera og optagelse. Placer forsigtigt dyret i et rent bur og placer buret under det termiske kamera i en brændvidde på en meter.Optag en film ved at trykke på F5. Vej madpillen, før du giver den til hvert dyr for at beregne fødeindtagelsen. Lad dyret spise i 30 minutter i buret og vej madpillen igen efter måltidet. Gentag IR-målinger 30 minutter, en time og to timer efter start af et måltid.Efter forsøget testes fasen af østruscyklussen hos kvindelige dyr, som vist tidligere. For hver film skal du indtaste variablerne i kamerasoftwaren, f.eks. emissivitet over huden, reflekteret rumtemperatur, lufttemperatur, relativ luftfugtighed og afstand til objektet. Vælg det passende billede fra filmen ved at flytte afspilningsmærket nederst på skærmen eller ved at trykke på knappen Pause.Vælg det interessante område ved at vælge den ønskede form for området i venstre side af hovedvinduet. Vælg den form, der bedst svarer til hudområdet mellem skulderbladene. Når du vælger det interessante område, vises de minimale, maksimale og gennemsnitlige temperaturer til højre.På billedet repræsenterer den røde trekant punktet med maksimal registreret temperatur, og den blå trekant repræsenterer den mindste registrerede temperatur. Gentag dette trin for flere billeder for at være sikker på, at den målte temperatur er stabil i nogle få sekunder af optagelsen. Træk hudens maksimale temperaturer over det brune fedtvæv før et måltid fra de maksimale temperaturer efter et måltid for at bestemme stigningen i postprandial aktivitet.Brun fedtvævsaktivitet blev bestemt ved at analysere to hudområder: et over det brune fedtvæv og det andet i det interklavikulære område som referencepunkt. Den brune fedtvævsaktivitet blev beregnet som 1,8 grader Celsius ud fra forskellene mellem maksimale temperaturer i begge hudområder. Men aktiviteten kan ikke præsenteres ved maksimale temperaturer i huden over det brune fedtvæv, da der ikke er noget fald i hudtemperaturen, selv efter tre timer efter måltidet.Hos mus blev ændringerne i aktivitet efter et måltid målt hos diestrushunner ved at måle hudens gennemsnitstemperatur over brunt fedtvæv. Signifikante ændringer i aktivitet blev kun bestemt 30 minutter efter et måltid, når den maksimale temperatur blev målt. Korrekt udvælgelse af matchende kontrolpersoner er den sværeste del af kliniske undersøgelser, da raske kontroller og deltagere med patologiske tilstande bør være så ens som muligt og kun afvige i den undersøgte sygdom.Ud over denne protokol kunne blodglukosekoncentration og kropstemperatur måles, hvilket muliggør korrelationsanalyse mellem dårlig aktivitet og glukoseudnyttelse eller stigning i kropstemperatur. Denne følsomme og ikke-invasive teknik åbner adskillige muligheder for at bestemme de fysiologiske og patofysiologiske ændringer af brun fedtvævsaktivitet i andre eksperimentelle indstillinger og undersøgelser.

Research

JoVE Journal

Medicine

Assessing Teratogenic Changes in a Zebrafish Model of Fetal Alcohol Exposure

Evaluering Teratogene Ændringer i en Zebrafisk Model af Føtalt Alkohol Eksponering

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

Tissue-simulering Phantoms til vurdering af potentielle nærinfrarøde fluorescensimagografi Applications i Breast Cancer Surgery

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

Cerenkov Luminescence Imaging af interscapular brunt fedtvæv

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

Menneskelig brunt fedtvæv Depoter automatisk segmenteret efter Positron Emission Tomography / Computed Tomography og registreret magnetisk resonans Images

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

Indkapsling Thermogenic præadipocytter for transplantation i fedtvæv Depoter

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

Vurdering af menneskers fedtvæv mikrovaskulære funktion ved hjælp af Videomicroscopy

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

Autolog Microfractured og renset fedtvæv for artroskopisk forvaltning af Osteochondral læsioner på Talus

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

Karakterisering af immunceller i menneskers fedtvæv ved hjælp af flowcytometri

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

Hele kroppen og regionale kvantificering af aktive menneskelige brunt fedtvæv bruger 18F-FDG 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

Endotoxin-Aktivitetsanalyse til påvisning af fuldblods Endotoxæmi hos kritisk syge patienter

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