Cómo afecta el exceso de corticosterona al metabolismo

ratones machos y hembras C57BL/6J

Introducción

Los glucocorticoides son cruciales para regular los procesos metabólicos y tienen importantes aplicaciones en el tratamiento médico. 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. El impacto de los glucocorticoides sobre el metabolismo energético y las tasas metabólicas sigue sin estar claro y merece ser investigado 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 corticosterona (100 mg/L, aproximadamente 300 μg/día) o al grupo de control con vehículo. Los ratones tuvieron acceso ad libitum a agua potable y fueron alimentados con una dieta estándar durante las 3 semanas de tratamiento. En la última semana de tratamiento, se colocó a los ratones en un sistema de metabolismo energético animal para evaluar sus tasas metabólicas mediante calorimetría indirecta.

Resultados de la investigación

Tras la intervención con corticosterona, los ratones mostraron fenotipos típicos de 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, el gasto energético (EE, 25±5,9%), el consumo de oxígeno (21,7±10,0%) y la producción de dióxido de carbono (36,4±14,3%) aumentaron en los ratones hembra tratados con corticosterona en comparación con el grupo de control, mientras que no se observaron tales cambios en los ratones macho. Sin embargo, el tratamiento con corticosterona elevó significativamente la relación de intercambio respiratorio (RER) tanto en los ratones machos (10,7±5,7%) como en las hembras (11,8±7,0%) durante el día hasta aproximadamente 1.

Por la noche, cuando los ratones eran naturalmente más activos y aumentaba la eficiencia energética, las hembras tratadas con corticosterona ya no mostraban una mayor eficiencia energética, consumo de oxígeno o producción de dióxido de carbono en comparación con el grupo de control. Sin embargo, su RER se mantuvo significativamente más alta (7,6±4,8%), mientras que la RER de los ratones macho fue moderadamente elevada (3,2±2,6%), manteniendo ambos sexos valores de RER cercanos o superiores a 1.

Los ratones tratados con corticosterona se encontraban en un estado de hiperfagia y polidipsia durante todo el tratamiento, con una ingesta de alimentos significativamente mayor tanto durante el día como durante la noche en comparación con el grupo control, produciéndose el pico de ingesta durante 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 ambos sexos presentan alteraciones del metabolismo energético y de las tasas metabólicas (especialmente durante el día), los efectos del exceso de glucocorticoides pueden ser más pronunciados en los ratones hembra. En futuras investigaciones podría estudiarse si estos cambios se deben únicamente a una mayor actividad de los animales, a una mayor ingesta de alimentos y agua, o si intervienen otros mecanismos. Además, otros experimentos podrían explorar si el knockout (KO) de la 11β-HSD1 puede prevenir estos cambios, ya que se ha demostrado que bloquea otros efectos metabólicos negativos asociados al exceso de glucocorticoides, lo que podría impulsar el desarrollo de nuevos fármacos terapéuticos.

Soluciones instrumentales relacionadas proporcionadas por Tow-Int Tech

El sistema de monitorización del metabolismo energético animal desarrollado por Tow-Int Tech es una plataforma altamente flexible y modular. Con un único software, puede controlar simultáneamente diferentes módulos funcionales dentro de las jaulas de alojamiento de los animales, incluyendo:

Módulo de monitorización respiratoria y metabólica

Módulo de Control de Temperatura Ambiental

Módulo de control de la dieta y el peso

Módulo de control de orina/heces

Módulo de actividad autónoma y entrenamiento

Módulo de monitorización del aprendizaje y la memoria

Módulo de monitorización de telemetría fisiológica

Este sistema modular permite la monitorización exhaustiva y precisa de diversos parámetros fisiológicos, proporcionando datos valiosos para estudios metabólicos e investigación.

Sistema de monitorización del metabolismo en animales

Puede medir con precisión el consumo de oxígeno, la producción de CO2, la tasa metabólica respiratoria, etc. Está equipado con 4/8/16 canales, cada uno con un controlador independiente, que pueden utilizarse de forma independiente o ampliarse de forma flexible, plug-and-play. (Las cámaras pueden personalizarse según las necesidades experimentales).

Función de secado por flujo de aire: La función de secado por flujo de aire asegura que la composición del gas de muestra no se vea afectada por la humedad u otros materiales adsorbentes, asegurando la precisión de los datos de medición de gas.

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

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

Medición de CO2: 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 y un software integrados, conectados a un ordenador mediante USB. Los datos se muestran en un formato integrado y pueden proporcionar curvas de tendencia para varios indicadores.

El Sistema de Monitorización del Metabolismo Respiratorio Animal es una versión simplificada del Sistema de Monitorización del Metabolismo Energético Animal (HOME CAGES). Se utiliza principalmente para monitorizar parámetros como el consumo de oxígeno, la producción de CO2 y la tasa metabólica respiratoria, sirviendo como dispositivo estándar para la medición del metabolismo energético animal.

Sistema de Monitorización del Metabolismo Respiratorio Animal

Puede medir con precisión el consumo de oxígeno, la producción de CO2, la tasa metabólica respiratoria y otros parámetros relacionados. Equipado con 4/8/16 canales, cada uno con un controlador independiente, puede utilizarse de forma independiente o ampliarse de forma flexible, plug-and-play. (Las cámaras pueden personalizarse según las necesidades experimentales).

Función de secado por flujo de aire: Asegura que la composición de los gases de muestra no se vea afectada por la humedad u otros materiales adsorbentes, garantizando la precisión de los datos de medición de gases.

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

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

Medición de CO2:

Rango de medición: 0-10.000 ppm

Resolución de la medición: ≤0,0001%

Medición de oxígeno:

Rango de medición: 0.1-25%

Resolución: 0.0001%

Sistema de adquisición y análisis de datos (software):

Incluye un colector de datos y un software integrados, conectados a un ordenador mediante USB. Los datos se muestran en un formato integrado, proporcionando curvas de tendencia para varios indicadores.

El Sistema de Monitorización del Metabolismo Animal es un sistema integral diseñado para monitorizar los parámetros del metabolismo animal. Puede realizar un seguimiento continuo en tiempo real de la ingesta de alimentos, el consumo de agua y los niveles de actividad. Además, puede configurarse opcionalmente para controlar el consumo de oxígeno, la producción de CO2 y la tasa metabólica respiratoria, entre otros parámetros.

El sistema es capaz de 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 los siguientes componentes:

Adquisición de datos y controlador

Jaulas metabólicas

Cabina ambiental

Ordenador y software

Este sistema proporciona una solución integrada para el estudio de diversos aspectos del metabolismo animal, apoyando una amplia gama de aplicaciones de investigación en estudios metabólicos, farmacológicos y fisiológicos.

Sistema de monitorización del metabolismo animal

La Jaula Metabólica Animal y los Tubos de Recogida de Heces/Urina están fabricados con material PSU (Polisulfona) de alta calidad con un alto acabado superficial, evitando eficazmente que las heces y la orina de los animales se adhieran a las paredes y asegurando que no queden residuos.

Características principales:

Contenedores de agua y comida fáciles de retirar

Los recipientes de agua y comida pueden extraerse fácilmente sin interrumpir el experimento, lo que garantiza que no se moleste a los animales mientras se les alimenta o se les añade agua.

Diseño de recuperación de agua a prueba de fugas

Los recipientes de agua presentan un diseño a prueba de fugas para mejorar la precisión de las mediciones de la ingesta de agua y evitar la contaminación de la recogida de orina.

Diseño modular

El sistema es muy flexible gracias a su diseño modular, que permite realizar ajustes funcionales y ampliaciones en función de las necesidades experimentales.

Controladores independientes y expansión flexible de canales

El sistema está equipado con controladores independientes, y el número de canales puede ampliarse fácilmente, proporcionando configuraciones personalizables para diversos experimentos.

Recogida de heces y orina con módulo de refrigeración

El sistema incluye un módulo de refrigeración para la recogida de heces y orina, que permite congelar y conservar las muestras para futuros análisis.

Esta configuración proporciona una solución racionalizada, no invasiva y altamente precisa para monitorizar el metabolismo animal, facilitando la recogida de datos de alta calidad con una interrupción mínima para los animales.

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