Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Einfluss der Haltungsbedingungen auf die Entwicklung von Diabetes Typ 2 in verschiedenen Mausmodellen

Kandira, Abdullah

Um menschliche Stoffwechselkrankheiten zu untersuchen, werden Mäuse als Tiermodelle verwendet, aber Experimente werden typischerweise bei empfohlener (ETS 123) Haltungstemperatur durchgeführt, die weit unterhalb der thermoneutralen Zone der Tiere liegt und zu erhöhter Nahrungsaufnahme und Energieverbrauch führt. In der vorliegenden Studie habe ich untersucht, wie die Umgebungstemperatur die Entwicklung des Typ2-Diabetes und die Insulin-Resistenz bei Kontroll- und adipösen männlichen Mäusen beeinflusst. Erwachsene männliche BALB/c-, C57BL/6-, db/db- und ob/ob-Mäuse wurden 12 Wochen lang bei 22±2°C und 30±2°C sowie auf unterschiedlichen Einstreutiefen (0,5 l, 1,5 l und 6 l) gehalten und entweder mit Standard- oder Fettdiät gefüttert. Während der Studie wurde wöchentlich Blut zur Messung von Plasmainsulin und Blutglukose entnommen sowie über einen subkutan implantierten Transponder die Körpertemperatur gemessen. Darüber hinaus wurden das Körpergewicht, die Futter- und Wasseraufnahme, die Nesttemperatur und die Käfigammoniak-Konzentration ermittelt. Zum Ende des Versuches wurde den Mäusen 12-15 Stunden lang das Futter entzogen, bevor ein oraler Glukosetoleranztest durchgeführt wurde. Danach wurde Blut zur Bestimmung der freien Fettsäuren und der Aktivität des braunen Fettgewebes entnommen. Insgesamt konnten wir bei der Studie feststellen, dass die UCP1-Genexpression im iBAT bei allen Tiermodellen bei empfohlener Haltungstemperatur höher war. Die Umgebungstemperatur beeinflusste den Plasmainsulinspiegel, den Blutglukosespiegel sowie die Glukosetoleranz bei den Mäusen. Diese Beeinflussung ändert sich nach Standard- und Fettdiätfütterung sowie stammspezifisch. Beispielsweise zeigen C57BL/6- und db/db-Mäuse höhere Plasmainsulinspiegel bei 30°C, während sie mit Fettdiät gefüttert werden. Die Körpertemperatur war bei db/db- und ob/ob-Mäusen geringer als bei nicht-diabetischen Mäusestämmen, allerdings korrelierte ein erhöhtes Körpergewicht nicht zwangsläufig mit einer niedrigeren Körpertemperatur. Die Umgebungstemperatur beeinflusste auch das Körpergewicht und die Futter- und Wasseraufnahme. Die Nesttemperatur und Ammoniakkonzentration lassen sich von den verschiedenen Einstreutiefen stark beeinflussen. Darüber hinaus hat sich die Nesttemperatur von der Einstreutiefe 0,5 l zur Einstreutiefe 6 l um bis zu 3°C erhöht und je niedriger die Einstreutiefe war, umso höher war der Ammoniak-Wert.

Mice are frequently used as animal models for the investigation of human metabolic diseases, therefore the experiments are typically carried out at recommended housing temperatures (ETS 123), which are far below the thermoneutral zone of mice, leading to an increased food intake and energy expenditure. In this study I investigated the influence of the ambient temperature and its effects on the development of type 2 diabetes and insulin resistance in male control mice and male obese mice. Adult male BALB/c-, C57BL/6-, db/db- and ob/ob-mice were housed for 12 weeks at a temperature of 22±2°C and 30±2°C, with various bedding volumes (0.5 l, 1.5 l and 6 l) and were fed with either a standard or high fat-diet. During the study blood was sampled for plasma-insulin and blood-glukose determination, and the body temperature was measured via subcutaneous implanted transponders once a week. In addition body weight, food and water intake, body temperature and cage ammonic concentration was ascertained. At the end of the experiment the animals were kept for 12-15 hours of fasting before an oral glukose tolerance test was performed. Afterwards, blood was sampled for the determination of free fatty acids and the brown adipose tissue was removed. From the data it can be concluded that the uncoupling-protein-1 (UCP1)-gene expression in iBAT was higher in all mice strains at standard laboratory housing temperature. The ambient temperature affected the plasma insulin levels, blood glukose levels and oral glukose tolerance in the mice. This influence changed according to standard and high-fat diet as well as to strain. For example increased plasma insulin levels at 30°C where found in C57BL/6- and db/db-mice, when fed with a high-fat diet. Body temperature was lower in db/db and ob/ob m in comparison to non-diabetic mouse strains, however, an increased body weight did not always correlate with lower body temperature. The ambient temperature also affected body weight and food and water intake. The nest temperature and ammoniac concentration was strongly influenced by the bedding depth. Furthermore, the nesting temperature increased maximally by 3°C with in a bedding-volume range of 0.5 l to 6 l. A decrease of the volume of bedding resulted in an increase in the ammoniac concentration.

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Kandira, Abdullah: Einfluss der Haltungsbedingungen auf die Entwicklung von Diabetes Typ 2 in verschiedenen Mausmodellen. Hannover 2018. Tierärztliche Hochschule Hannover.

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