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

Deze studie werd gefinancierd door de Kroatische Science Foundation onderzoeksbeurs (IP-2018-01- 7416).

Alle experimentele procedures voor proefdieren zijn goedgekeurd door het Nationaal Ethisch Comité en het ministerie van Landbouw (EP 185/2018). De experimenten werden uitgevoerd in overeenstemming met de ethische codex van de Kroatische vereniging voor proefdierwetenschap en de ARRIVE-richtlijnen. Alle procedures uitgevoerd in studies met menselijke deelnemers waren in overeenstemming met de Verklaring van Helsinki en goedgekeurd door de Ethische Commissie van de Universiteit van Zagreb, School of Medicine (UP / I-322-0...

<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>

Recente studies presenteren groeiend bewijs met betrekking tot de fysiologische regulatie en het belang van BAT-activiteit bij volwassen mensen en dieren bij de ontwikkeling van obesitas en diabetes mellitus. Bovendien wordt mogelijke BBT-activering door exogene activatoren een doelwit voor farmaceutische bedrijven. Om de fysiologische regulatie en het pathofysiologische belang van BAT bij zeer belastende ziekten te kunnen inschatten en een potentiële therapeutische benadering te kunnen ontdekken, wordt infraroodthermog...

Bruin vetweefsel (BAT) slaat, in tegenstelling tot wit vetweefsel (WAT), geen energie op, maar besteedt er juist energie aan. Bij sympathische stimulatie maakt BAT gebruik van vetzuren en glucose en produceert warmte door de activering van ontkoppelend eiwit 1 (UCP1). De functie van UCP1 is om een H + -gradiënt tussen twee mitochondriale membranen te gebruiken om warmte te produceren in plaats van ATP. De functie van BBT is het verhogen van de warmteproductie onder koude omstandigheden, wat leidt tot een toename van het energieverbruik1. Na blootstelling aan koude remmen sensorische inputs van de huid warmgevoelige neuronen in de mediane preoptische (MnPO) kern van het hypothalamische preoptische gebied (POA), wat het remmende effect van POA-neuronen op de rostrale raphe pallidus (rRPa) vermindert. De activering van rRPa-neuronen verhoogt de sympathische activiteit, gevolgd door een toename van de BBT-activiteit 2,3. Door koude geïnduceerde BAT-activering verbetert de insulinegevoeligheid bij mensen4, en deze activiteit is afgenomen bij mensen met een verhoogde body mass index (BMI) en een leeftijdvan 1,5,6,7.
Afgezien van zijn rol in koude-geïnduceerde thermogenese, neemt de glucoseopname in de BAT na een maaltijd toe in de magere mannelijke populatie, wat bijdraagt aan door voeding geïnduceerde thermogenese (DIT), die hoger is bij BAT-positieve mannelijke proefpersonen 8,9. De state-of-the-art techniek die wordt gebruikt voor het meten van BBT-activiteit is positronemissietomografie computertomografie, bekend als PET-CT. Deze methode bepaalt de BBT-activiteit door de accumulatie van de radiotracer fluorodeoxyglucose (18F-FDG) te meten. PET-CT faalt echter als de voorkeursmethode voor het detecteren van de activering van BBT na een maaltijd. Een van de redenen is dat, na een maaltijd, 18F-FDG concurreert met postprandiale hyperglycemie voor dezelfde glucosetransporter, waardoor het ongeschikt is voor het bepalen van BAT-activering na een maaltijd, vooral bij het vergelijken van BAT-activiteit bij gezonde en diabetische deelnemers met mogelijke verschillen in bloedglucoseconcentraties. Bovendien gebruikt de BBT vetzuren als energiebron voor warmteproductie die niet zichtbaar is met PET-CT. 18 F-FDG accumulatie in BAT na een maaltijd is nauwelijks zichtbaar10 en wordt daarom in de meeste gevallen geïnterpreteerd als een negatief resultaat. Het is niet verwonderlijk dat onlangs werd gesuggereerd dat de activering van BBT meer uitgesproken is in de menselijke populatie dan we eerder hadden gedacht; daarom is een nieuwe aanpak nodig om BBT-activiteit en de betrokkenheid ervan bij metabole stoornissen te detecteren7. Een poging om dit probleem op te lossen is het meten van het volume van BAT met magnetische resonantie beeldvorming (MRI) bij prediabetische patiënten en patiënten met diabetes mellitus type 2 (T2DM) met insulineresistentie11. Het BBT-volume gemeten met MRI is echter geen voldoende indicator voor het schatten van de dagelijkse functie en het gebruik van glucose en vetzuren door BAT. Om echte verschillen in BAT-activiteit bij gezonde versus T2DM-patiënten te schatten, is daarom een nieuwe aanpak nodig die een mogelijkheid biedt om het pathologische mechanisme van BAT-storing bij T2DM-patiënten te achterhalen.
Om de activering van BBT te bepalen, hebben we metingen van BBT-warmteproductie voor en na een maaltijd uitgevoerd met behulp van infrarood (IR) thermografie (figuur 1)12,13. Het vaststellen van IR-thermografie als een voorkeursmethode voor het meten van BAT-activiteit na een maaltijd bij gezonde en zwaarlijvige personen of patiënten met diabetes mellitus zal een enorme impact hebben op het veld. Tot op de dag van vandaag wordt IR-thermografie gebruikt voor de bepaling van koude-geïnduceerde activering van BBT13,14,15. In de recente menselijke geschiedenis is koude-geïnduceerde BBT-activiteit niet erg uitgesproken meer (als gevolg van de juiste verwarming van habitats, goede kleding), terwijl BBT-activering na een maaltijd elke dag plaatsvindt. Bovendien is de fysiologische regulatie van deze twee BBT-functies via de hypothalamus totaal verschillend. Na een maaltijd leidt de activering van proopiomelanocortine (POMC)-tot expressie brengende neuronen in de hypothalamusboogkern (Arc) tot een toename van de sympathische zenuwactiviteit via rRPa16. Koude-geïnduceerde activering van BBT gemeten door IR-thermografie of PET-CT is onjuist wanneer het wordt gebruikt als een maat voor dagelijkse BBT-activiteit. Verhoogde BAT-activiteit na een maaltijd wordt gevolgd door glucosegebruik, wat uiteindelijk belangrijk is voor het handhaven van glucosehomeostase, insulinegevoeligheid en de dagelijkse regulatie van glucoseconcentratie. Postprandiale BBT-activering leidt tot een toename van het postprandiale glucoseverbruik, gevolgd door een toename van de warmteproductie en lichaamstemperatuur (DIT). Dit bleek geslachts-, leeftijds- en BMI-afhankelijkte zijn 12. Vergelijkbare geslachtsverschillen in BAT-activering na een maaltijd worden waargenomen bij mannelijke en vrouwelijke laboratoriummuizen17. Deze bevindingen komen overeen met recent ontdekte geslachtsverschillen in de regulatie van BAT door Burke et al., die aantoonden dat de hypothalamische regulatie van BAT browning via een subpopulatie van POMC-neuronen verschilt bij mannelijke en vrouwelijke muizen18. De postprandiale activering van BAT is kleiner bij vrouwen, oudere populaties en zwaarlijvige mensen. Het ontbreken van BAT-activering na een maaltijd (verminderd glucosegebruik) kan leiden tot een hogere prevalentie van verminderde glucosetolerantie bij vrouwen 19,20,21,22. Helaas werden de meeste onderzoeken naar BAT-activering alleen bij mannen uitgevoerd. Door BAT na een maaltijd te activeren, neemt de glucoseopname toe in de magere mannelijke populatie. Het is niet verwonderlijk dat, na BAT-activering, DIT hoger is bij BAT-positieve mannelijke proefpersonen 8,9. Bovendien verbetert BAT-transplantatie bij mannelijke muizen de glucosetolerantie, verhoogt het de insulinegevoeligheid en vermindert het lichaamsgewicht en de vetmassa23.
PET-CT faalt als voorkeursmethode voor het meten van BBT-activiteit, vooral na een maaltijd. Daarom werd een niet-invasieve en meer gevoelige methode ontwikkeld. IR-thermografie maakt het mogelijk om de BBT-activiteit te schatten bij verschillende proefdieren (knock-out muizen) en bij menselijke deelnemers, ongeacht geslacht, leeftijd of de effecten van verschillende pathologische aandoeningen op de BBT-activiteit. Een bijkomend voordeel van deze methode is de eenvoud voor deelnemers en proefdieren, waardoor we de potentiële voordelen van BAT-boostertherapie kunnen inschatten. De recente studies met behulp van IR-thermografie voor het bepalen van het fysiologische gedrag van BAT na blootstelling aan koude of een maaltijd worden beschreven in de recente publicatie van 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

Het meten van bruin vetweefsel (BAT) activiteit door positron emissie tomografie computertomografie (PET-CT) via de accumulatie van 18F-fluorodeoxyglucose (FDG) na een maaltijd of bij zwaarlijvige of diabetische patiënten faalt als de methode van keuze. De belangrijkste reden is dat 18F-FDG concurreert met de postprandiale hoge glucoseplasmaconcentratie voor dezelfde glucosetransporter op het membraan van BAT-cellen. Bovendien gebruikt BAT vetzuren ook als energiebron, wat niet zichtbaar is met PET-CT en kan worden veranderd samen met de glucoseconcentratie bij zwaarlijvige en diabetespatiënten. Om het fysiologische belang van BBT bij dieren en mensen te schatten, wordt daarom een nieuwe infraroodthermografiemethode toegepast die in recente publicaties wordt gebruikt.
Na 's nachts vasten werd de BAT-activiteit gemeten door infraroodthermografie voor en na een maaltijd bij menselijke vrijwilligers en vrouwelijke wild-type muizen. De camerasoftware berekent de temperatuur van het object op basis van de afstand tot het object, de emissiviteit van de huid, de gereflecteerde kamertemperatuur, de luchttemperatuur en de relatieve vochtigheid. Bij muizen was het geschoren gebied boven de BBT een interessant gebied waarvoor gemiddelde en maximale temperaturen werden gemeten. De fase van de oestruscyclus bij vrouwelijke muizen werd bepaald na een experiment met vaginale uitstrijkjes gekleurd met cresylviolet (0,1%) vlekoplossing. Bij gezonde vrijwilligers werden twee huidgebieden van de nek geselecteerd: het supraclaviculaire gebied (boven het sleutelbeen, waar BAT-cellen aanwezig zijn) en het interclaviculaire gebied (tussen de sleutelbeenderen, waar geen BAT-weefsel is gedetecteerd). De BBT-activiteit wordt bepaald door de aftrekking van deze twee waarden. Ook konden de gemiddelde en maximale temperaturen van huidgebieden worden bepaald bij dieren en menselijke deelnemers.
Veranderingen in BBT-activiteit na een maaltijd gemeten met infraroodthermografie, een niet-invasieve en meer gevoelige methode, bleken afhankelijk te zijn van geslacht, leeftijd en fase van de oestruscyclus bij proefdieren. Als onderdeel van door voeding geïnduceerde thermogenese is ook bewezen dat BAT-activering bij mensen afhankelijk is van geslacht, leeftijd en body mass index. Het verder bepalen van de pathofysiologische veranderingen in BAT-activiteit na een maaltijd zal van groot belang zijn voor deelnemers met hoge glucoseplasmaconcentraties (obesitas en diabetes mellitus type 2), evenals bij verschillende proefdieren (knock-out muizen). Deze methode is ook een variabel hulpmiddel voor het bepalen van mogelijke activerende geneesmiddelen die de BAT-activiteit kunnen verjongen.

De eenvoudigste manier om de BBT-activiteit te bepalen, is door de maximale huidtemperatuur boven de BBT voor en na een maaltijd bij menselijke proefpersonen af te trekken. Een betere manier om de BBT-activiteit te berekenen, is door twee gebieden van belang te selecteren: het huidgebied boven de BBT, dat zich in het supraclaviculaire gebied bevindt, en het interclaviculaire gebied van de huid waar geen BBT-weefsel bij mensen wordt aangetroffen, aangewezen als referentiegebied (volgens PET-CT; Figuur...

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

Hier presenteren we een protocol voor het meten van bruine vetweefselactiviteit na een maaltijd bij mensen en proefdieren.

Infraroodthermografie voor de detectie van veranderingen in de activiteit van bruin vetweefsel

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

Infraroodthermografie maakt het mogelijk om de activiteit van bruin vetweefsel bij proefdieren en menselijke deelnemers te schatten, ongeacht geslacht, leeftijd of de effecten van verschillende pathologische aandoeningen. PET-CT faalt als voorkeursmethode voor het meten van de activiteit van bruin vetweefsel, vooral na een maaltijd. Daarom werd een niet-invasieve en meer gevoelige infraroodthermografie ontwikkeld.Met behulp van infraroodthermografie kunnen we bepalen dat de pathofysiologische veranderingen in bruine vetweefselactiviteit of badactiviteit bij mensen met obesitas en diabetes mellitus en geneesmiddelen bepalen die slechte activiteit bij deze patiënten kunnen verjongen. Deze methode kan worden gebruikt om de fysiologische effecten van hormonen te bepalen of therapeutische stoffen te synthetiseren op slechte activiteit bij mensen en proefdieren. Vraag de deelnemers of ze 's nachts goed uitgerust en vasten zijn.Ze zullen minstens 30 minuten rusten voordat ze worden gemeten om mogelijke activering van bruin vetweefsel te voorkomen. Voer de experimenten uit in de ochtenduren. Vraag de deelnemers 15 minuten voor de meting om hun bovenkleding uit te trekken.Terwijl de deelnemers rusten, monteer je de thermische camera op het statief en plaats je deze op een meter afstand van de plek waar de deelnemer zal zitten. Sluit de thermische camera aan op een computer en software volgens de instructies van de fabrikant. Bepaal de gereflecteerde temperatuur van de kamer door gerimpelde aluminiumfolie op te nemen bij een brandpuntsafstand van een meter.Om dit te doen, voert u in de camerasoftware de afstand van nul meter en de emissiviteit van één in. Voer vervolgens waarden van atmosferische druk en relatieve vochtigheid in. Om de gereflecteerde temperatuur te bepalen, kiest u de vierkante vorm en selecteert u een ROI op de aluminiumfolie.Kies vervolgens het eerste pictogram aan de linkerkant in het hoofdvenster van de camera en lees de gemiddelde temperatuur, die nodig is voor verdere analyse. Bepaal vlak voordat u met de metingen begint de kamertemperatuur en luchtvochtigheid. Kies in de software boven het hoofdcameravenster het derde pictogram aan de linkerkant.Kies in het venstermenu de optie Recordinstellingen bewerken, waarmee een nieuw venster wordt geopend. Selecteer in de opnamemodus de optie Opnemen op schijf en stel de record voor deze duur in op het gewenste tijdstip. Beperk in de opnameopties van hetzelfde venster de opnamesnelheid tot vijf hertz en kies de locatie waar de opnamen worden opgeslagen.Sluit het bestaande venster, open Bewerken in het hoofdmenu en selecteer Voorkeuren. Voer er vijf in de doelframesnelheid in. Selecteer Sneltoets / Remote Start kan de opname stoppen.En selecteer in het vervolgkeuzemenu In Start / Stop-modus. Zorg er op het moment van de meting voor dat alleen de deelnemer en de experimentator aanwezig zijn. Vermijd luchtbeweging en zorg ervoor dat de deelnemer uit de buurt is van koude tocht, zonlicht of een warmtebron zoals gloeilampen.Lokaliseer het supraclaviculaire gebied van de nek boven het sleutelbeen, waar bruin vetweefsel zich bevindt. Plaats de deelnemer zo dat dit gebied zich op een meter brandpuntsafstand bevindt. Neem een korte film op gedurende 10 tot 15 seconden met een framesnelheid van 5 FPS door op de F5-toets te drukken.Zorg ervoor dat alle deelnemers dezelfde maaltijd eten. Maak na de maaltijd een nieuwe opname na 30 minuten en vervolgens één, twee en drie uur door op F5 te drukken met dezelfde instellingswaarden. Verzamel de dag voor het experiment het vaginale wattenstaafje van het dier en verspreid de cellen op een glazen dia.Laat het aan de lucht drogen. Bevlek de cellen gedurende één minuut met 500 microliter 0,1% cresylviolet acetaat en spoel ze vervolgens driemaal af met water. Bekijk de cellen onder een lichtmicroscoop met 100 keer vergroting en brightfieldverlichting.Bepaal de fase van de oestruscyclus op basis van het aantal leukocyten en nucleaire en gekwantificeerde epitheelcellen waargenomen in het uitstrijkje. Bereid op de ochtend van het experiment de thermische camera en opname-instellingen voor. Plaats het dier voorzichtig in een schone kooi en plaats de kooi onder de thermische camera op een brandpuntsafstand van één meter.Neem een film op door op F5 te drukken. Weeg de voedselkorrel af voordat u deze aan elk dier geeft om de voedselinname te berekenen. Laat het dier 30 minuten eten in zijn kooi en weeg de voerkorrel na de maaltijd opnieuw. Herhaal IR-metingen 30 minuten, een uur en twee uur na het begin van een maaltijd.Test na het experiment de fase van de oestruscyclus bij vrouwelijke dieren, zoals eerder getoond. Voer voor elke film de variabelen in de camerasoftware in, zoals huidemissiviteit, gereflecteerde kamertemperatuur, luchttemperatuur, relatieve vochtigheid en afstand tot het object. Selecteer het geschikte frame in de film door de afspeelkop onder aan het scherm te verplaatsen of door op de pauzeknop te drukken.Selecteer het gewenste gebied door de gewenste vorm van het gebied aan de linkerkant van het hoofdvenster te kiezen. Kies de vorm die het beste overeenkomt met het gebied van de huid tussen de schouderbladen. Bij het kiezen van de regio van belang, worden de minimale, maximale en gemiddelde temperaturen aan de rechterkant weergegeven.In de afbeelding vertegenwoordigt de rode driehoek het punt van de maximaal geregistreerde temperatuur en de blauwe driehoek de minimaal geregistreerde temperatuur. Herhaal deze stap voor meerdere frames om er zeker van te zijn dat de gemeten temperatuur stabiel is gedurende enkele seconden van de opname. Trek de maximale temperaturen van de huid boven het bruine vetweefsel voor een maaltijd af van de maximale temperaturen na een maaltijd om de toename van de postprandiale activiteit te bepalen.De activiteit van bruin vetweefsel werd bepaald door twee huidgebieden te analyseren: één boven het bruine vetweefsel en de tweede in het interclaviculaire gebied als referentiepunt. De activiteit van het bruine vetweefsel werd berekend als 1,8 graden Celsius uit de verschillen tussen de maximale temperaturen in beide huidgebieden. Maar de activiteit kan niet worden gepresenteerd door maximale temperaturen van de huid boven het bruine vetweefsel, omdat er geen afname van de huidtemperatuur is, zelfs niet na drie uur van de maaltijd.Bij muizen werden de veranderingen in activiteit na een maaltijd gemeten bij diestrusvrouwtjes door de gemiddelde temperatuur van de huid boven bruin vetweefsel te meten. Significante veranderingen in activiteit werden 30 minuten na een maaltijd alleen bepaald wanneer de maximale temperatuur werd gemeten. Een goede selectie van overeenkomende controlepersonen is het moeilijkste deel van klinische studies, omdat gezonde controles en deelnemers met pathologische aandoeningen zo veel mogelijk op elkaar moeten lijken en alleen verschillen in de onderzochte ziekte.Naast dit protocol kunnen de bloedglucoseconcentratie en lichaamstemperatuur worden gemeten, waardoor de correlatieanalyse tussen slechte activiteit en glucosegebruik of toename van de lichaamstemperatuur mogelijk is. Deze gevoelige en niet-invasieve techniek opent tal van mogelijkheden bij het bepalen van de fysiologische en pathofysiologische veranderingen van bruine vetweefselactiviteit in andere experimentele omgevingen en studies.

Research

JoVE Journal

Medicine

Assessing Teratogenic Changes in a Zebrafish Model of Fetal Alcohol Exposure

Het beoordelen van Teratogene Veranderingen in een zebravis model van foetale blootstelling aan alcohol

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-simuleren Phantoms voor de beoordeling van potentiële nabij-infrarood fluorescentie beeldvorming Toepassingen in Borstkanker Chirurgie

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 luminescentiebeeldvorming van interscapular Brown VetWeefsel

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

Human Brown VetWeefsel Depots automatisch gesegmenteerd op basis van Positron Emissie Tomografie / Computed Tomography en geregistreerde Magnetic Resonance 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

Inkapseling Thermogenic preadipocyten voor transplantatie in VetWeefsel Depots

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

Beoordeling van menselijk vetweefsel microvasculaire functie met behulp van 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

Autologe Microfractured en gezuiverde adipeus weefsel voor artroscopische beheer van osteochondrale laesies van de 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 van Immune cellen in menselijke adipeus weefsel met behulp van Stroom Cytometry

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 lichaam en regionale kwantificering van actieve mens bruin vetweefsel met 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

Endotoxine activiteit test voor de detectie van volbloed Endotoxemie bij ernstig zieke patiënten

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