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

Это исследование финансировалось исследовательским грантом Хорватского научного фонда (IP-2018-01-7416).

Все экспериментальные процедуры на лабораторных животных были одобрены Национальным этическим комитетом и Министерством сельского хозяйства (EP 185/2018). Эксперименты проводились в соответствии с Этическим кодексом Хорватского общества лабораторных животных и руководящими принципами ...

<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>

Недавние исследования представляют растущие данные о физиологической регуляции и важности активности НДТ у взрослых людей и животных в развитии ожирения и сахарного диабета. Кроме того, возможная активация НДТ экзогенными активаторами становится мишенью для фармацевтических компан...

Бурая жировая ткань (BAT), в отличие от белой жировой ткани (WAT), не накапливает, а тратит энергию. При симпатической стимуляции BAT использует жирные кислоты и глюкозу и выделяет тепло путем активации разъединяющего белка 1 (UCP1). Функция UCP1 состоит в том, чтобы использовать градиент H+ между двумя митохондриальными мембранами для производства тепла вместо АТФ. Функция НДТ заключается в увеличении выработки тепла в холодных условиях, что приводит к увеличению расхода энергии1. После воздействия холода сенсорные входы от кожи ингибируют чувствительные к теплу нейроны в срединном преоптическом (MnPO) ядре гипоталамической преоптической области (POA), что уменьшает ингибирующее действие нейронов POA на ростральный бледный раф (rRPa). Активация нейронов rRPa повышает симпатическую активность, что сопровождается повышением активности BAT 2,3. Индуцированная холодом активация BAT улучшает чувствительность к инсулину у людей4, и эта активность снижается у людей с повышенным индексом массы тела (ИМТ) и возрастом 1,5,6,7.
Помимо его роли в термогенезе, вызванном холодом, после еды поглощение глюкозы в НДТ увеличивается у худого мужского населения, способствуя индуцированному диетой термогенезу (DIT), который выше у BAT-положительных мужчин 8,9. Современным методом, используемым для измерения активности БАТ, является позитронно-эмиссионная томография, компьютерная томография, известная как ПЭТ-КТ. Этот метод определяет активность БАТ путем измерения накопления радиоактивного индикатора фтордезоксиглюкозы (18F-FDG). Тем не менее, ПЭТ-КТ терпит неудачу в качестве метода выбора для обнаружения активации БАТ после еды. Одна из причин заключается в том, что после еды 18F-FDG конкурирует с постпрандиальной гипергликемией за один и тот же переносчик глюкозы, что делает его непригодным для определения активации BAT после еды, особенно при сравнении активности BAT у здоровых участников и участников с диабетом с возможными различиями в концентрациях глюкозы в крови. Кроме того, BAT использует жирные кислоты в качестве источника энергии для производства тепла, что не видно при ПЭТ-КТ. 18 См. Накопление F-ФДГ в НДТ после еды едва заметно10 и, следовательно, в большинстве случаев интерпретируется как отрицательный результат. Неудивительно, что недавно было высказано предположение, что активация BAT более выражена в человеческой популяции, чем мы думали ранее; Поэтому необходим новый подход к выявлению активности БАТ и ее участия в метаболическихнарушениях7. Попытка решить эту проблему заключается в измерении объема БАТ с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ) у пациентов с преддиабетом и пациентов с сахарным диабетом 2 типа (СД2) с инсулинорезистентностью11. Однако объем НИМ, измеренный с помощью МРТ, не является достаточным показателем для оценки повседневной функции и использования глюкозы и жирных кислот с помощью BAT. Таким образом, для оценки реальных различий в активности БАТ у здоровых пациентов с СД2 необходим новый подход, позволяющий выяснить патологический механизм нарушения БАТ у пациентов с СД2.
Для определения активации НДТ были проведены измерения теплопродукции НДТ до и после еды с помощью инфракрасной (ИК) термографии (рис. 1)12,13. Установление ИК-термографии в качестве метода выбора для измерения активности НДТ после еды у здоровых людей и людей с ожирением или пациентов с сахарным диабетом окажет огромное влияние на эту область. По сей день ИК-термография используется для определения холодоиндуцированной активации BAT13,14,15. В новейшей истории человечества активность БАТ, вызванная холодом, уже не очень выражена (из-за правильного обогрева среды обитания, правильной одежды), в то время как активация БАТ после еды происходит каждый день. Кроме того, физиологическая регуляция этих двух функций BAT через гипоталамус совершенно разная. После еды активация нейронов, экспрессирующих проопиомеланокортин (POMC), в дугообразном ядре гипоталамуса (Arc) приводит к увеличению активности симпатического нерва через rRPa16. Индуцированная холодом активация НДТ, измеренная с помощью ИК-термографии или ПЭТ-КТ, ненадлежащая при использовании в качестве меры для повседневной активности НДТ. Повышенная активность БАТ после еды сопровождается утилизацией глюкозы, что в конечном итоге важно для поддержания гомеостаза глюкозы, чувствительности к инсулину и ежедневной регуляции концентрации глюкозы. Постпрандиальная активация БАТ приводит к увеличению постпрандиального потребления глюкозы с последующим увеличением теплопродукции и температуры тела (ДИТ). Было показано, что это зависит от пола, возраста и ИМТ12. Сходные гендерные различия в активации БАТ после еды наблюдаются у самцов и самок лабораторных мышей17. Эти результаты соответствуют недавно обнаруженным гендерным различиям в регуляции БАТ Берком и др., которые показали, что гипоталамическая регуляция потемнения БАТ через субпопуляцию нейронов POMC различается у самцов и самок мышей18. Постпрандиальная активация BAT меньше у женщин, пожилых людей и людей с ожирением. Отсутствие активации БАТ после еды (снижение утилизации глюкозы) может привести к более высокой распространенности нарушения толерантности к глюкозе у женщин 19,20,21,22. К сожалению, большинство исследований по активации БАТ были проведены только на мужчинах. Активируя BAT после еды, усвоение глюкозы увеличивается у худого мужского населения. Неудивительно, что после активации BAT DIT выше у BAT-положительных субъектовмужского пола 8,9. Кроме того, трансплантация БАТ у мышей-самцов улучшает толерантность к глюкозе, повышает чувствительность к инсулину и снижает массу тела и жировую массу23.
ПЭТ-КТ не является методом выбора для измерения активности ВАТ, особенно после еды. Поэтому был разработан неинвазивный и более чувствительный метод. ИК-термография позволяет оценить активность БАТ у различных лабораторных животных (нокаутных мышей), а также у людей, независимо от пола, возраста или влияния различных патологических состояний на активность БАТ. Дополнительным преимуществом этого метода является простота для участников и лабораторных животных, что позволяет оценить потенциальную пользу бустерной терапии БАТ. Недавние исследования с использованием ИК-термографии для определения физиологического поведения НДТ после воздействия холода или еды описаны в недавней публикации 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

Измерение активности бурой жировой ткани (БАТ) с помощью позитронно-эмиссионной томографии, компьютерной томографии (ПЭТ-КТ) путем накопления 18F-фтордезоксиглюкозы (ФДГ) после еды или у пациентов с ожирением или диабетом не является методом выбора. Основная причина заключается в том, что 18F-FDG конкурирует с постпрандиальной высокой концентрацией глюкозы в плазме за тот же переносчик глюкозы на мембране клеток BAT. Кроме того, BAT также использует жирные кислоты в качестве источника энергии, который не виден при ПЭТ-КТ и может быть изменен вместе с концентрацией глюкозы у пациентов с ожирением и диабетом. Поэтому для оценки физиологической значимости НДТ у животных и человека применяется новый метод инфракрасной термографии, используемый в последних публикациях.
После ночного голодания активность BAT измерялась с помощью инфракрасной термографии до и после еды у добровольцев и самок мышей дикого типа. Программное обеспечение камеры вычисляет температуру объекта, используя расстояние от объекта, коэффициент излучения кожи, отраженную комнатную температуру, температуру воздуха и относительную влажность. У мышей выбритая область над НДТ была областью интереса, для которой измерялись средние и максимальные температуры. Фазу эстрального цикла у самок мышей определяли после эксперимента по мазкам влагалища, окрашенным раствором красителя крезильной фиалки (0,1%). У здоровых добровольцев были выбраны два участка кожи шеи: надключичная область (над ключицей, где присутствуют клетки БАТ) и межключичная область (между ключицами, где ткань БАТ не обнаружена). Активность BAT определяется вычитанием этих двух значений. Кроме того, средняя и максимальная температура участков кожи может быть определена у животных и людей.
Было показано, что изменения активности НДТ после еды, измеренные с помощью инфракрасной термографии, неинвазивного и более чувствительного метода, зависят от пола, возраста и фазы эстрального цикла у лабораторных животных. Также было доказано, что активация БАТ у людей в рамках термогенеза, вызванного диетой, зависит от пола, возраста и индекса массы тела. Дальнейшее определение патофизиологических изменений активности БАТ после еды будет иметь большое значение для участников с высокими концентрациями глюкозы в плазме (ожирение и сахарный диабет 2 типа), а также у разных лабораторных животных (нокаутированные мыши). Этот метод также является вариативным инструментом для определения возможных активирующих препаратов, которые могут омолодить активность БАТ.

Самый простой способ определить активность БАТ - это вычесть максимальную температуру кожи выше БАТ до и после еды у людей. Лучшим способом расчета активности НДТ является выбор двух областей интереса: участка кожи над БАТ, который расположен в надключичной области, и межключичного уча...

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

Здесь мы представляем протокол измерения активности бурой жировой ткани после еды у людей и лабораторных животных.

Инфракрасная термография для выявления изменений активности бурой жировой ткани

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

Инфракрасная термография позволяет оценить активность бурой жировой ткани у лабораторных животных и людей, независимо от пола, возраста или последствий различных патологических состояний. ПЭТ-КТ не является методом выбора для измерения активности бурой жировой ткани, особенно после еды. Поэтому была разработана неинвазивная и более чувствительная инфракрасная термография.Используя инфракрасную термографию, мы можем определить, что патофизиологические изменения активности бурой жировой ткани или активности ванны у людей с ожирением и сахарным диабетом, и определить препарат, который может омолодить плохую активность у этих пациентов. Этот метод может быть использован для определения физиологического воздействия гормонов или синтеза терапевтических веществ на плохую активность у людей и лабораторных животных. Спросите участников, хорошо ли они отдохнули и постились ли они всю ночь.Они будут отдыхать не менее 30 минут перед измерениями, чтобы избежать возможной активации бурой жировой ткани. Проводите эксперименты в утренние часы. За 15 минут до измерения попросите участников снять верхнюю одежду.Пока участники отдыхают, установите тепловизионную камеру на штатив и расположите ее на расстоянии одного метра от места, где будет сидеть участник. Подключите тепловизионную камеру к компьютеру и программному обеспечению в соответствии с инструкциями производителя. Определите отраженную температуру помещения, записав мятую алюминиевую фольгу на фокусном расстоянии в один метр.Для этого в программном обеспечении камеры введите расстояние в ноль метров и коэффициент излучения единицы. Затем введите значения атмосферного давления и относительной влажности. Чтобы определить отраженную температуру, выберите квадратную форму и выберите рентабельность инвестиций на алюминиевой фольге.Затем выберите первый значок слева в окне главной камеры и считайте среднюю температуру, которая необходима для дальнейшего анализа. Непосредственно перед началом измерений определите температуру воздуха в помещении и влажность воздуха. В программном обеспечении над окном главной камеры выберите третий значок слева.Во всплывающем меню выберите «Изменить настройки записи», после чего откроется новое окно. В режиме записи выберите «Запись на диск» и установите запись на этот срок в нужное время. В разделе «Параметры записи» того же окна ограничьте частоту записи пятью герцами и выберите место, где будут сохранены записи.Закройте существующее окно, откройте «Правка» в главном меню и выберите «Настройки». Введите пять в целевую частоту кадров. Выберите «Горячая клавиша» / «Удаленный запуск», чтобы остановить запись.И в раскрывающемся меню выберите «В режиме запуска / остановки». Во время измерения убедитесь, что присутствуют только участник и экспериментатор. Избегайте движения воздуха и убедитесь, что участник находится вдали от холодного сквозняка, солнечного света или любого источника тепла, такого как лампочки.Найдите надключичную область шеи над ключицей, где находится бурая жировая ткань. Расположите участника так, чтобы эта область находилась на расстоянии одного метра фокуса. Запишите короткий видеоролик продолжительностью от 10 до 15 секунд с частотой кадров 5 кадров в секунду, нажав клавишу F5.Убедитесь, что все участники едят одну и ту же еду. После еды сделайте новую запись через 30 минут, а затем через один, два и три часа, нажав F5, используя те же значения настройки. За день до эксперимента соберите вагинальный тампон животного и разложите клетки на предметном стекле.Дайте ему высохнуть на воздухе. Покрасьте клетки 500 микролитрами 0,1%-ного ацетата крезил-фиалки в течение одной минуты, а затем трижды промойте их водой. Просматривайте клетки под световым микроскопом со 100-кратным увеличением и яркой подсветкой.Определяют фазу эстрального цикла на основе количества лейкоцитов и ядерных и количественно выраженных эпителиальных клеток, наблюдаемых в мазке. Утром в день эксперимента подготовьте тепловизионную камеру и настройки записи. Аккуратно поместите животное в чистую клетку и поместите клетку под тепловизионную камеру на фокусном расстоянии в один метр.Запишите видео, нажав клавишу F5. Взвесьте гранулы корма, прежде чем давать их каждому животному, чтобы рассчитать потребление пищи. Дайте животному поесть в течение 30 минут в клетке и снова взвесьте пищевые гранулы после еды. Повторите ИК-измерения через 30 минут, один час и два часа после начала еды.После эксперимента протестируйте фазу эстрального цикла у самок животных, как показано ранее. Для каждого видеоролика введите в программное обеспечение камеры такие переменные, как излучательная способность кожи, отраженная комнатная температура, температура воздуха, относительная влажность и расстояние до объекта. Выберите подходящий кадр из фильма, перемещая указатель воспроизведения в нижней части экрана или нажимая кнопку «Пауза».Выберите интересующую область, выбрав желаемую форму области в левой части главного окна. Выберите форму, которая лучше всего соответствует участку кожи между лопатками. При выборе интересующего региона справа отобразятся минимальная, максимальная и средняя температуры.На изображении красный треугольник представляет точку максимальной зарегистрированной температуры, а синий треугольник представляет минимальную зарегистрированную температуру. Повторите этот шаг в течение нескольких кадров, чтобы убедиться, что измеренная температура стабильна в течение нескольких секунд записи. Вычтите максимальные температуры кожи над бурой жировой тканью перед едой из максимальных температур после еды, чтобы определить увеличение постпрандиальной активности.Активность бурой жировой ткани определяли путем анализа двух участков кожи: один над бурой жировой тканью и второй в межключичной области в качестве точки отсчета. Активность бурой жировой ткани была рассчитана как 1,8 градуса Цельсия по разнице между максимальными температурами на обоих участках кожи. Но активность не может быть представлена максимальными температурами кожи над бурой жировой тканью, так как температура кожи не снижается даже после трех часов после еды.У мышей изменения активности после еды измерялись у самок диэструса путем измерения средней температуры кожи над бурой жировой тканью. Значимые изменения активности определялись через 30 минут после еды только при измерении максимальной температуры. Правильный отбор подходящих контрольных субъектов является самой сложной частью клинических исследований, поскольку здоровые контрольные группы и участники с патологическими состояниями должны быть максимально похожи и отличаться только исследуемым заболеванием.В дополнение к этому протоколу можно измерить концентрацию глюкозы в крови и температуру тела, что позволяет проводить корреляционный анализ между плохой активностью и утилизацией глюкозы или повышением температуры тела. Этот чувствительный и неинвазивный метод открывает многочисленные возможности для определения физиологических и патофизиологических изменений активности бурой жировой ткани в других экспериментальных условиях и исследованиях.

Research

JoVE Journal

Medicine

Assessing Teratogenic Changes in a Zebrafish Model of Fetal Alcohol Exposure

Оценка Тератогенные Изменения в модели данио рерио внутриутробного развития плода алкоголь

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-моделирования Фантомы для оценки потенциального ближней инфракрасной флуоресценции визуализации приложений в хирургии рака молочной железы

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

Черенкова Люминесценция Визуализация межлопаточной бурой жировой ткани

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

Человек бурой жировой ткани склады Автоматически Географическая позитронно-эмиссионной томографии / компьютерной томографии и регистрации Магнитно-резонансная Изображения

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

Инкапсуляция Термогенный преадипоциты для трансплантации в жировой ткани депо

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

Оценка микрососудистой функции человека жировой ткани с помощью 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

Аутологичная Microfractured и очищенного жировой ткани артроскопической управления остеохондральные повреждения осыпи

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

Характеристика иммунных клеток в жировых тканях человека с помощью проточной цитометрии

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

Всего тела и региональных количественного определения активного человека коричневый жировой ткани с помощью 18F-ФДГ ПЭТ/КТ

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

Эндотоксин деятельности Анализ для обнаружения эндотоксемии всей крови у критически больных пациентов

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