Ani szczury, ani myszy nie mają szerokiej strefy termoneutralnej: implikacje dla badań fizjologicznych

Dlaczego temperatura pomieszczenia ma znaczenie dla zwierząt laboratoryjnych

Większość z nas rzadko myśli o tym, ile energii zużywamy, żeby utrzymać ciepło, ponieważ ludzie zazwyczaj żyją blisko własnej strefy komfortu termicznego. Dla myszy i szczurów hodowanych w laboratoriach jednak regulator temperatury w pomieszczeniu może drastycznie zmienić funkcjonowanie ich organizmów. To badanie stawia pozornie proste pytanie o dalekosiężnych konsekwencjach dla badań biomedycznych: przy jakich temperaturach myszy i szczury czują się „komfortowo” i jak to wpływa na interpretację eksperymentów modelujących choroby ludzkie?

Małe ciała, duże straty ciepła

Myszy i szczury są znacznie mniejsze od ludzi i mają znacznie większą powierzchnię ciała w stosunku do masy. To sprawia, że szybko tracą ciepło do otoczenia. Przy chłodniejszych temperaturach panujących w ośrodkach hodowlanych (około 22 °C, typowa temperatura pokojowa) myszy trzymane pojedynczo wydają około jednej trzeciej dziennej energii tylko na ogrzewanie się. Szczury, jako większe zwierzęta, tracą ciepło wolniej, ale i tak są bardziej wrażliwe na temperaturę pomieszczenia niż ludzie. Te różnice budzą zaniepokojenie: jeśli myszy i szczury ciągle walczą z chłodem, podczas gdy ludzie tego nie robią, czy nie zniekształca to badań nad metabolizmem, otyłością i nowymi lekami?

Nie szeroki pas komfortu, lecz jeden punkt optymalny

Aby to zbadać, badacze dokładnie zmierzyli, ile energii zużywają myszy i szczury, ile jedzą, jak bardzo są aktywne i jaka jest ich temperatura wewnętrzna, podczas gdy temperatura w pomieszczeniu była stopniowo podnoszona z 22 °C do 35 °C. Zamiast szerokiego, płaskiego „zakresu komfortu”, w którym zużycie energii jest minimalne, odkryli coś ostrzejszego: oba gatunki mają punkt termoneutralny, wąską temperaturę, przy której energia przeznaczana na ogrzewanie jest najniższa. Poniżej tego punktu zużycie energii rośnie, ponieważ zwierzęta muszą wytwarzać dodatkowe ciepło; powyżej niego ich temperatura rdzeniowa wzrasta, co sygnalizuje stres cieplny, a nie komfort. U myszy ten punkt optymalny znajduje się w okolicach 30–32 °C; u szczurów blisko 30 °C.

Stres cieplny objawia się utratą apetytu i masy ciała

Pierwsze spojrzenie może sugerować, że cieplejsze warunki są łagodniejsze i bardziej podobne do warunków ludzkich, ponieważ zmniejszają potrzebę obrony przed zimnem. Jednak powyżej około 30 °C zarówno myszy, jak i szczury zaczęły wykazywać wyraźne oznaki stresu cieplnego: ich temperatura ciała wzrosła, jadły mniej, ich wzorce oddychania przesunęły się w stronę większego spalania tłuszczu i traciły na wadze. U szczurów—szczególnie tych otyłych wskutek diety wysokotłuszczowej—podnoszenie temperatur do 31–32 °C było źle tolerowane; niektóre zwierzęta nie mogły bezpiecznie pozostać w takich warunkach. Gdy u otyłych szczurów trzymanych w 30 °C podano lek stymulujący produkcję ciepła w brunatnej tkance tłuszczowej, ich temperatura ciała tak bardzo wzrosła, że eksperyment musiał zostać przerwany, co podkreśla, jak blisko byli już swoich granic termicznych.

Tłuszcz ciała to nie futro

Intuicyjnie można założyć, że grubsi osobnicy są lepiej izolowani przed chłodem, podobnie jak ludzie z większą ilością tkanki tłuszczowej czasem lepiej znoszą zimną wodę. Analizując, jak spoczynkowe zużycie energii zmieniało się z temperaturą, autorzy mogli oszacować całkowite straty ciepła organizmu, czyli miarę izolacji. Ku zaskoczeniu, stwierdzili niewielkie różnice między zwierzętami szczupłymi a otyłymi: dodatkowy tłuszcz nie zmniejszał istotnie strat ciepła ani u myszy, ani u szczurów. Ich futro, rozmiar ciała i zdolność do zmiany przepływu krwi do skóry wydają się mieć większe znaczenie niż grubość warstwy tłuszczowej, przynajmniej w badanym zakresie.

Wybór odpowiedniej temperatury dla lepszej nauki

Dla badaczy główny wniosek jest taki, że ani myszy, ani szczury nie mają szerokiej, podobnej do ludzkiej strefy komfortu termicznego. Zamiast tego mają wąski punkt termoneutralny, a umieszczanie ich w warunkach znacznie chłodniejszych lub cieplejszych zmienia ich metabolizm, apetyt i temperaturę ciała. Autorzy twierdzą, że utrzymywanie obu gatunków w temperaturach około 28–29 °C stanowi praktyczny kompromis: znacznie zmniejsza dodatkową energię potrzebną do ogrzewania, a jednocześnie unika stresu cieplnego pojawiającego się przy temperaturach rzędu 30 °C i wyżej. Dla czytelników oznacza to, że coś tak prozaicznego jak ustawienie termostatu w laboratorium może silnie wpłynąć na to, jak dobrze badania na gryzoniach odzwierciedlają biologię człowieka — i że staranna regulacja tej temperatury może poprawić wiarygodność i trafność eksperymentów, które w ostateczności mają wpływ na leczenie ludzi.

Cytowanie: Jacobsen, J.M., Pedersen, K., Vydrová, M. et al. Neither rats nor mice have a broad thermoneutral zone: implications for physiological studies. Commun Biol 9, 256 (2026). https://doi.org/10.1038/s42003-026-09534-w

Słowa kluczowe: termoneutralność, wydatkowanie energii, modele gryzoni, temperatura otoczenia, stres cieplny