Mitochondrial respiration of brown adipose tissue in development of cold acclimation

Historické experimenty zabývající se vlivem nízkých teplot prostředí na organismus byly často doprovázeny vývojem nežádoucích účinků. Naše laboratoř nedávno publikovala protokol chladové aklimace (5 týdnů v 8 ± 1 řC), který u potkanů navozuje kardioprotektivní fenotyp. Důležitým mechanismem chladové aklimace je aktivace a nárůst hnědé tukové tkáně. Kromě netřesové termogeneze dokáže hnědá tuková tkáň produkovat řadu autokrinních, parakrinních a endokrinních faktorů, které mohou pozitivně ovlivňovat systémový metabolismus a funkci ostatních důležitých orgánů. Vliv chladové aklimace na metabolismus hnědé tukové tkáně však není příliš dobře prozkoumán. Cílem této práce bylo změřit vybrané parametry respirace izolovaných mitochondrií hnědé tukové tkáně kontrolních potkanů chovaných ve 24 ± 1 řC a srovnat je s potkany vystavenými teplotě 8 ± 1 řC po dobu 1 dne, 3 dnů, 10 dnů a 5 týdnů. Výsledky této práce ukázaly, že 1) ke zvýšení respirace dochází již po 1 dni vystavení chladu a 2) nejvyšší respirace v přepočtu na 1 mg mitochondriálního proteinu se zdá být po 10 dnech vystavení chladu. Klíčová slova: Hnědá tuková tkáň, mitochondrie, respirace, chladová aklimaceHistorical experiments regarding the influence of low ambient temperatures were often accompanied with the development of detrimental effects. Our laboratory recently published a protocol of mild cold acclimation (5 weeks in 8 ± 1 řC) which induces cardioprotective phenotype in rats (Rattus norvegicus). An important mechanism of cold acclimation is the activation and increase of brown adipose tissue. Besides the nonshivering thermogenesis brown adipose tissue can produce a multitude of autocrine, paracrine, and endocrine factors which might positively influence whole-body metabolism and function of other important organs. The effect of cold acclimation on brown adipose tissue is not however explored very well. The aim of this work was to asses selected parameters of respiration of isolated brown adipose tissue mitochondria of control rats living in 24 ± 1 řC and compare it with that of rats exposed to 8 ± 1 řC for 1 day, 3 days, 10 days, and 5 weeks. Results of this works were 1) the increase in respiration occurs after the 1-day cold exposure and 2) the highest respiration per 1 mg of mitochondrial protein appears to be after the 10 days of cold exposure. Key-words: Brown adipose tissue, mitochondria, respiration, cold acclimationDepartment of PhysiologyKatedra fyziologieFaculty of SciencePřírodovědecká fakult