Повна стаття Гормональні залози впливають на температуру тіла в процесі обмеження калорій

Науково-дослідна робота

Повна стаття
Цифри та дані
Список літератури
Додаткові
Цитати
Метрики
Передруки та дозволи
PDF

АНОТАЦІЯ

Скорочення: AL: ad libitum; ANOVA: дисперсійний аналіз; CR: обмеження калорій; E2: 17-ß естрадіол; GNX: гонадектомія або гонадектомія; IGF-1R: інсуліноподібний рецептор фактора росту 1; POA: дооптична зона; Р4: прогестерон; РМ: повторні заходи; SD: стандартне відхилення; SEM: стандартна помилка середнього значення; Tb: основна температура тіла; WT: дикий тип; 5-α DHT: 5-α дигідротестостерон.

Вступ

Споживання калорій та витрата енергії є основними складовими енергетичного гомеостазу. Їх інтеграція є основоположною для виживання живих організмів, що дозволяє їм регулювати свою фізіологічну функцію для виживання в екстремальних умовах навколишнього середовища та сприяючи їх здоров’ю та тривалості життя [1 - 6]. Коли енергетичні ресурси обмежені, наприклад, під час контрольованого обмеження калорій (CR), ендотерми обмежують витрати енергії, знижуючи температуру тіла (Tb) [7, 8]. Вважається, що така реакція знаходиться під генетичним контролем і розвинулася як механізм економії енергії, продовжуючи виживання, поки не з’явиться більше їжі [8, 9]. Починають виявляти молекули та сигнали, що беруть участь у регуляції цієї фізіологічної адаптації [10 - 14].

Нещодавно ми повідомляли, що сигнальний шлях рецептора 1 до інсуліноподібного фактора росту (IGF-1R) є одним із факторів, що регулює Tb під час CR, і що він робить це в залежності від статі та дози [15]. Насправді, хоча повна генетична абляція IGF-1R знижувала гіпотермічну відповідь на CR однаково як у самців, так і у самок мишей, його генетична доза впливала на Tb лише у мишей-самок, виявляючи тимчасову та еструс-специфічну гіпотермію при згодовуванні. Статеві гормони відомі своєю здатністю впливати на Tb, особливо у жінок, де їх коливальні рівні протягом днів обумовлюють незначні, але суттєві відмінності Tb під час естрального циклу [16 - 18]. Раніше ми продемонстрували, що гонадектомія усувала специфічні для статі відмінності у циркадному профілі Tb мишей, які годувались ad libitum [19]. Тут ми виміряли вплив гонадектомії та гормонального заміщення на гіпотермічну реакцію на CR мишей самки та самця.

Результати

Гонадектомія посилювала гіпотермічну реакцію на обмеження калорій

Для того, щоб перевірити гіпотезу про те, що гормональні залози сприяють регуляції Tb під час CR, ми порівняли Tb-профіль самок мишей дикого типу (WT) (рис. 1 (а)) та самців (рис. 1 (b)), які зазнали прогресуючої CR до і після гонадектомії (GNX). Після GNX у самок мишей значно знизився рівень Tb, починаючи з 2-го дня 75% CR. Ця глибока гіпотермічна реакція на CR відповідає усьому режиму CR, досягаючи найнижчого Tb

24,4 ° C порівняно з

31,3 ° C перед видаленням гонад. Гонадектомія також впливала на Tb у мишей-самців (рисунок 1 (b)), де вона посилювала гіпотермічну реакцію вже на 1 день 75% CR. Кількість зменшення Tb зростала з прогресуванням режиму CR, досягаючи найнижчого значення

26,8 ° C порівняно з

33,9 ° C до GNX. У сукупності ці дані вказують на те, що як жіночі, так і чоловічі статеві залози, а також потенційно молекули, що виробляються статевими залозами, сприяють регуляції гіпотермічної реакції на CR.

Опубліковано в Інтернеті:

Рисунок 2. Споживання їжі та маса тіла мишей, оброблених GNX. Середнє споживання їжі 3 д ad libitum годування для самок (а) та самців (в) мишей. Вимірювання маси тіла протягом протоколу обмеження калорій для самок (b) та самців мишей (d). *стор Рисунок 2. Споживання їжі та маса тіла мишей, оброблених GNX. Середнє споживання їжі 3 д ad libitum годування для мишей самки (а) та самця (с). Вимірювання маси тіла протягом протоколу обмеження калорій для самок (b) та самців мишей (d). *стор Гормональні залози впливають на температуру тіла в процесі обмеження калорій

Опубліковано в Інтернеті:

Малюнок 3. Прогестерон сам по собі частково запобігає індукованій CR реакцією переохолодження. Температурний профіль самок мишей GNX, гормонально замінених прогестероном (P4 10 мг/21 д) або плацебо (10 мг/21 д) протягом чотирьох днів годування ad libitum (a) з подальшим обмеженням калорій (b). Горизонтальні чорні лінії являють собою вимкнене світло (ZT 12–23; активна фаза дня), тоді як жовті лінії представляють увімкнене світло (ZT 0–11; неактивна фаза дня), а зелені лінії представляють переохолодження доби (ZT23 .5–7.5). n = 6–7 тварин на групу, *стор Малюнок 3. Прогестерон сам по собі частково запобігає індукованій CR реакцією переохолодження. Температурний профіль самок мишей GNX, гормонально замінених прогестероном (P4 10 мг/21 д) або плацебо (10 мг/21 д) протягом чотирьох днів годування ad libitum (a) з подальшим обмеженням калорій (b). Горизонтальні чорні лінії представляють вимкнене світло (ZT 12–23; активна фаза дня), тоді як жовті лінії представляють увімкнене світло (ZT 0–11; неактивна фаза дня), а зелені лінії представляють гіпотермічний період доби (ZT23 .5–7.5). n = 6–7 тварин на групу, *стор 20]. Порівняно з плацебо, естроген знижував Tb на 0,3–0,5 ° C протягом активної фази дня та

0,5 ° C протягом неактивної фази дня (рис. 4 (а) та додаткова таблиця 1). Цей ефект не залежав від прийому їжі, оскільки обидві групи споживали схоже ad libitum кількість їжі (плацебо, 4,9 ± 0,2 г проти Е2, 4,6 ± 0,3 г, n = 7, 6, т (11) = 0,9658, р = 0,3549; малюнок 2 (а)). Це м’яке зниження Tb також спостерігалося після CR до першого дня 75% CR (рис. 4 (b)). Однак до 1-го дня 60% CR, гіпотермічна реакція, яка спостерігалась у групі плацебо, була значно запобігана групі E2 (рис. 4 (b)). Відповідно, плацебо та групи E2 знизили Tb до мінімуму

31,5 ° C (додаткова таблиця 2). CR впливає на масу тіла як плацебо, так і групи E2 подібним чином; виключаючи можливість того, що гіпотермічна профілактика, яка спостерігається у групі Е2, була зумовлена різницею маси між групами замість самого гормонозамінника [21] (рис. 2 (б)).

Опубліковано в Інтернеті:

Малюнок 4. 17-ß-естрадіол повністю запобігає CR-індукованій гіпотермії. Температурний профіль самок мишей GNX, гормонально замінених 17-ß-естрадіолом (E2 0,5 мг/21 д) або плацебо (10 мг/21 д) протягом чотирьох днів згодом (a) годування з подальшим обмеженням калорій (b). Горизонтальні чорні лінії представляють вимкнене світло (ZT 12–23; активна фаза дня), тоді як жовті лінії представляють увімкнене світло (ZT 0–11; неактивна фаза дня), а зелені лінії представляють гіпотермічний період доби (ZT23 .5–7.5). n = 6–7 тварин на групу, *стор Малюнок 4. 17-ß-естрадіол повністю запобігає CR-індукованій гіпотермії. Температурний профіль самок мишей GNX, гормонально замінених 17-ß-естрадіолом (E2 0,5 мг/21 д) або плацебо (10 мг/21 д) протягом чотирьох днів згодом (a) годування з подальшим обмеженням калорій (b). Горизонтальні чорні лінії представляють вимкнене світло (ZT 12–23; активна фаза дня), тоді як жовті лінії представляють увімкнене світло (ZT 0–11; неактивна фаза дня), а зелені лінії представляють гіпотермічний період доби (ZT23 .5–7.5). n = 6–7 тварин на групу, *стор Гормональні залози впливають на основну температуру тіла під час обмеження калорій