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Aplicación del sistema de metabolismo energético animal al estudio de la obesidad

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La obesidad es una enfermedad crónica y un factor clave en el desarrollo de hipertensión, cardiopatías coronarias, accidentes cerebrovasculares, diabetes de tipo II, dislipidemia y otras enfermedades crónicas.

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Una causa importante de la obesidad y el síndrome metabólico es la desregulación del metabolismo energético, debida principalmente a la ingesta excesiva de alimentos muy energéticos.

Métodos de investigación
El Sistema de Metabolismo Energético Animal (EM-4M/R, Tow-Int Tech) está diseñado para monitorizar en tiempo real los parámetros fisiológicos básicos y la actividad espontánea de los animales. Incluye funciones como el análisis de gases, la monitorización de la ingesta de alimentos y agua, la medición del peso corporal, el seguimiento de la actividad en el eje XYZ y la monitorización de la actividad en la rueda de carrera. Este sistema permite el análisis cualitativo y cuantitativo del comportamiento animal y su relación con el metabolismo respiratorio. Se utiliza ampliamente en estudios de enfermedades metabólicas, ritmos circadianos y sueño, en los que se requiere una monitorización continua de los indicadores metabólicos basales y de la actividad diaria.

Durante el experimento, los animales pueden moverse libremente dentro de una jaula. El sistema utiliza calorimetría indirecta para monitorizar en tiempo real parámetros como la tasa de consumo de oxígeno (VO2), la tasa de producción de dióxido de carbono (VCO2), la relación de intercambio respiratorio (RER) y la producción de calor (EE). Además, el sistema incluye un comedero y un bebedero monitorizados para registrar los comportamientos de alimentación y bebida. El sistema puede monitorizar simultáneamente de 4 a 16 animales.

Mediciones clave
Consumo de oxígeno (consumo de O2, ml/kg/hora)

Producción de dióxido de carbono (producción de CO2, ml/kg/h)

Relación de intercambio respiratorio (RER)

Producción de calor (calor, kcal/kg/h)

Movimiento horizontal/vertical (Movimiento, recuentos)

Ingesta de alimentos (Ingesta de alimentos, g)

Ingesta de agua (Ingesta de agua, g)

Materiales experimentales
Animales: Ratones, C57BL/6, 3-5 semanas de edad, machos, 20 sujetos.

Dieta: Dieta rica en grasas.

Equipamiento: Sistema de metabolismo energético animal (EM-4M/R, Tow-Int Tech).

Modelado y medición
Los ratones se dividieron en un grupo de control y un grupo modelo. El grupo de control fue alimentado con una dieta regular de mantenimiento, mientras que el grupo modelo fue alimentado con una dieta alta en grasas para establecer un modelo de obesidad durante 15 semanas. En la semana 16, se realizó una prueba de metabolismo energético de 24 horas.

Conclusión
Como se muestra en las figuras 1A y 2A, el valor de RER en el modelo de obesidad se estabiliza en torno a 0,75, con un ligero aumento a alrededor de 0,8 durante el día, lo que indica que la grasa es el sustrato principal que se oxida en los animales modelo obesos. Por el contrario, los ratones de control tienen un valor de RER de alrededor de 0,85, con un aumento nocturno de alrededor de 0,95, lo que sugiere que el metabolismo de los carbohidratos predomina durante los períodos de mayor actividad. Se observaron valores más altos de VO2, VCO2 y EE durante la noche debido al aumento de la actividad, lo que demuestra un claro ritmo circadiano. El Sistema de Metabolismo Energético Animal es indispensable para el análisis del metabolismo respiratorio en modelos similares, ya que se refiere con precisión a los metabolitos y analiza la relación entre el metabolismo respiratorio y la actividad física en términos de nivel de actividad y gasto energético.

Aplicación práctica
Un gran avance en el metabolismo celular revela un nuevo mecanismo de homeostasis metabólica de la glucosa

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