Anatomie et physiologie : recherches en cours
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Abstrait

Le besoin urgent et impérieux de passer à l'échelle mondiale de la calorimétrie indirecte chez la souris (IMC) à la calorimétrie directe chez la souris (DMC) pour déterminer le taux métabolique de base (BMR) : une étude de principe de preuve

Ginneken VV

Les modèles de souris sont importants dans les sciences biomédicales et de la vie. Il a récemment été déclaré que les modèles de souris génétiquement modifiés pour l'obésité contemporaine et/ou le diabète de type 2 (DM2) donneront dans la plupart des cas des animaux fortement anormaux sur le plan métabolique en raison de modifications de la microbiologie intestinale avec une production accrue de CO2 anaérobie. Par conséquent, on peut se demander si la calorimétrie indirecte, qui est actuellement « la référence absolue » dans tous les laboratoires de souris du monde, peut encore être pratiquée car elle dépend du facteur de conversion du quotient respiratoire (valeur RQ : CO2/O2) pour exprimer la dépense énergétique en production de chaleur (HP) en [mW]. La calorimétrie directe, en revanche, peut quantifier avec précision le HP et donc le taux métabolique de base (BMR) dans les états métaboliquement normaux et anormaux. Dans ce premier manuscrit, nous avons déterminé les propriétés physiques et les caractéristiques d'un ancien calorimètre aquatique à double détection Setaram utilisé pour mesurer le taux métabolique de base des poissons dans des conditions environnementales défavorables (eau environnementale anoxique, hypoxique, acide). Notre objectif de cette étude était de déterminer si ce système calorimétrique Setaram avec récipient en acier inoxydable de 1 litre pouvait être utilisé dans le milieu physique air afin de mesurer la dépense énergétique dans des modèles de souris. Cette première [Note technique] décrit les propriétés physiques et les caractéristiques dans les milieux eau et air de ce dispositif calorimétrique. Les caractéristiques du système calorimétrique dans l'air étaient pour la ligne de base initiale sur 80 minutes un flux de chaleur de 13,44 ± 1,611 (mW) et pour la ligne de base finale sur 175 minutes 14,95 ± 1,79 (mW) donc la ∆-Ligne de base (initiale –fin) était de 13,44-14,95 = -1,51 (mW). Français La ligne de base de dérive sur l'expérience totale de 33 h était de (14,95 / 13,44) * 100 % = 1,1124 % avec une ligne de base de dérive par heure de 0,035 % par heure, ce qui sont des valeurs courantes pour les calorimètres de Calvin à détection jumelle. Nous avons calculé sur la base des caractéristiques de transfert de chaleur de l'eau à l'acier inoxydable (calorimètre aquatique) en combinaison avec la capacité thermique spécifique de l'eau Cp-eau de 4,1884 [kJ K-1] par rapport à Cp-air de 0,001293 [kJ K-1] une constante de temps aquatique τeau de 30,48 min par rapport à τair ou = 0,019605 min. Comme τair était si petit, les techniques de déconvolution (précédemment appliquées avec succès dans l'eau) n'ont eu aucun effet en corrigeant le temps de latence du système. Cette étude comprend également la première expérience pilote réussie du « principe de preuve » avec une seule souris enfermée pendant environ 14 h. Elle prouve que la mesure de la dépense énergétique d'une seule souris dans un récipient calorimétrique en acier inoxydable de 1 litre dans l'air ambiant correspond aux valeurs mesurées de souris de souche sauvage utilisées en calorimétrie indirecte (IMC) (d'environ 10 mW/g). Une condition préalable était que, pour éviter l'étouffement de la souris dans le récipient d'un litre, les deux récipients (mesure et référence : mesure de détection jumelle) soient alimentés avec un litre d'air par minute - avec cet ancien calorimètre à double détection à flux continu aquatique Setaram.Bien que la biocalorimétrie soit une alternative aux interactions cellulaires, (sous-)cellulaires, moléculaires et biomoléculaires, cette étude avec la calorimétrie « animal entier » prouve qu'au niveau de l'organisme, d'importantes questions fondamentales restent sans réponse et ouvertes en ce qui concerne la pathogénèse de maladies humaines comme l'obésité et les troubles métaboliques comme le diabète de type 2 et des processus plus fondamentaux liés aux sciences de la vie comme le « vieillissement ». En outre, le domaine de recherche des nutraceutiques peut également être testé avec la DMC.