Estudio sobre los efectos del exceso de cortisona

tasa metabólica de ratones machos y hembras C57BL/6J

Introducción del estudio

Los glucocorticoides son cruciales para regular los procesos metabólicos y tienen importantes aplicaciones en tratamientos médicos. Sin embargo, se sabe que un exceso de glucocorticoides provoca efectos metabólicos negativos, como hiperglucemia, atrofia muscular y acumulación de grasa, que en última instancia conducen al síndrome de Cushing. Los efectos de los glucocorticoides sobre el metabolismo energético y la tasa metabólica siguen sin estar claros y merecen ser investigados en ratones machos y hembras.

Métodos de investigación

Se asignó aleatoriamente un total de 24 ratones machos y 24 hembras C57BL/6J al grupo de cortisona (100 mg/L, aproximadamente 300 μg/día) o al grupo de control con vehículo. Los ratones tuvieron libre acceso al agua potable y fueron alimentados con una dieta estándar durante tres semanas. En la última semana de tratamiento, los ratones fueron colocados en un sistema de metabolismo energético animal para la evaluación por calorimetría indirecta.

Resultados de la investigación

Tras la intervención con cortisona, se observaron los fenotipos típicos del exceso de glucocorticoides. Sin embargo, en comparación con los ratones macho, las hembras mostraron una acumulación de grasa y un aumento de peso significativamente mayores. Durante el día, los ratones hembra tratados con cortisona mostraron un mayor gasto energético (EE, 25 ± 5,9%), consumo de oxígeno (21,7 ± 10,0%) y producción de dióxido de carbono (36,4 ± 14,3%) en comparación con el grupo de control, mientras que los machos no mostraron aumentos similares. Sin embargo, la cortisona elevó significativamente la tasa de intercambio respiratorio (RER) a 1 tanto en los ratones machos (10,7 ± 5,7%) como en las hembras (11,8 ± 7,0%).

Por la noche, cuando los ratones estaban naturalmente más activos y la eficiencia energética aumentaba, la eficiencia energética, el consumo de oxígeno y la producción de dióxido de carbono en los ratones hembra con cortisona ya no mostraban aumentos en comparación con el grupo de control. No obstante, los ratones hembra mantuvieron un RER más elevado (7,6 ± 4,8%), mientras que el RER en los ratones macho fue moderadamente elevado (3,2 ± 2,6%), permaneciendo ambos próximos a 1 o superándolo. Los ratones tratados con cortisona mostraron hiperfagia y polidipsia persistentes, consumiendo significativamente más comida que el grupo de control tanto de día como de noche, con un pico de ingesta por la noche. El posterior análisis metabolómico de muestras de tejido (músculo esquelético, hígado y grasa gonadal) reveló diferencias significativas entre tratamientos y sexos.

Conclusiones de la investigación

Estos hallazgos proporcionan más información sobre las consecuencias metabólicas del exceso de glucocorticoides en ratones machos y hembras. Aunque el metabolismo energético y las tasas metabólicas cambian en ambos sexos (sobre todo durante el día), el impacto del exceso de glucocorticoides en el metabolismo de los ratones hembra puede ser más pronunciado. Los investigadores pueden seguir estudiando si estos cambios se deben únicamente a una mayor actividad animal, a un aumento de la alimentación y la bebida, o a otros mecanismos. Además, otros experimentos pueden determinar si la inactivación (KO) de la 11β-HSD1 puede evitar estos cambios, como ocurre con otros efectos metabólicos negativos asociados al exceso de glucocorticoides, avanzando así en el desarrollo de nuevos fármacos.

Soluciones instrumentales relevantes proporcionadas por Tow-Int Tech

Sistema de monitorización del metabolismo energético animal

El sistema de monitorización del metabolismo animal desarrollado por Tow-Int Tech es una plataforma modular altamente flexible. Un software puede controlar simultáneamente diferentes módulos funcionales dentro de la jaula de cría, incluyendo:

Módulo de monitorización del metabolismo de la entropía respiratoria

Módulo de control de la temperatura ambiental

Módulo de control de la alimentación, la bebida y el peso

Módulo de control de orina/heces

Módulo de actividad autónoma y entrenamiento

Módulo de control del aprendizaje y la memoria

Módulo de monitorización de telemetría fisiológica

Características

Puede medir con precisión el consumo de oxígeno, la producción de CO2, la tasa de metabolismo respiratorio, etc.

Está equipado con 4/8/16 canales, cada uno con un controlador independiente, lo que permite un uso autónomo y una expansión flexible, plug-and-play (la cámara se puede personalizar según las necesidades experimentales).

Función de secado por flujo de aire:La función de secado por flujo de aire garantiza que la composición de gas de las muestras no se vea afectada por la humedad y otros materiales adsorbentes, garantizando la precisión de los datos de medición de gas.

Válvula de flujo digital:Controla el flujo de gas con una precisión de 0,01 L/min.

Detección de gas de referencia:Puede monitorizar el contenido de O2 y CO2 en el aire ambiente del entorno experimental.

Medición de dióxido de carbono: Rango de medición: 0-10.000 ppm, resolución de medición ≤ 0,0001%.

Medición de oxígeno:Resolución 0,0001%, rango de medición: 0.1-25%.

Sistema de adquisición y análisis de datos (software):Incluye un colector de datos integrado y un software que se conecta a un ordenador mediante USB. Los datos se muestran de forma integrada, proporcionando curvas de tendencia para varios indicadores.

Sistema de adquisición espiratoria animal

El Sistema de Adquisición Espiratoria Animal es una versión simplificada del Sistema de Monitorización del Metabolismo Animal (HOME CAGES). Se utiliza principalmente para monitorizar el consumo de oxígeno de los animales, la producción de CO2, la tasa de metabolismo respiratorio y otras métricas, sirviendo como dispositivo estándar para medir el metabolismo energético animal.

Sistema de monitorización del metabolismo animal

El Sistema de Monitorización del Metabolismo Animal es un sistema integral para monitorizar los indicadores metabólicos de los animales. Puede monitorizar en tiempo real la ingesta de alimentos, el consumo de agua y los niveles de actividad, con funciones opcionales para medir el consumo de oxígeno, la producción de CO2 y la tasa de metabolismo respiratorio, entre otras. El sistema permite separar y recoger las heces y la orina de los animales. También permite monitorizar en tiempo real el peso de las heces y la orina para analizar el estado metabólico del animal. El sistema de monitorización del metabolismo animal consta principalmente de un controlador y un sistema de adquisición de datos, jaulas metabólicas, una cámara ambiental, un ordenador y software.

La jaula metabólica animal y el tubo de recogida de heces y orina están fabricados con material PSU de alto brillo, lo que evita eficazmente que las heces y la orina del animal se peguen y queden residuos.

Los bebederos y comederos pueden extraerse fácilmente, lo que permite añadir alimento y agua sin interrumpir el experimento y minimizar las molestias a los animales.

El diseño incluye un sistema de recuperación de fugas de líquido para el agua de bebida, mejorando la precisión de la medición de la bebida y evitando cualquier impacto en la recogida de orina.

El sistema presenta un diseño modular que permite añadir o eliminar funciones de forma flexible según sea necesario.

También dispone de controladores independientes con un número flexible de canales que pueden ampliarse según sea necesario. Además, incluye un módulo de refrigeración para el colector de heces y orina, lo que permite su almacenamiento congelado.

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