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Deux systèmes de calorimétrie indirecte pour rats et souris sont en fonction au laboratoire. Les deux systèmes sont basés sur l’utilisation de racks de mesure identiques qui permettent de mesurer les consommations d’oxygène, les rejets de gaz carbonique, l’activité motrice spontanée, et la prise alimentaire. La température dans les cages métaboliques est aussi mesurée et régulée. Les systèmes sont configurés principalement pour rats et souris. Pour plus de détails voir : https://www.physiology.org/doi/pdf/10.1152/ajpregu.00137.2012

Figure 1 : Vue générale d'un rack de mesure

Figure 2 : Principe de fonctionnement du système de calorimétrie. Lignes jaunes : Air sortant de la cage, lignes bleues, air frais alimentant la cage. Les analyseurs de gaz comparent en permanence les teneurs en oxygène et gaz carbonique de l’air frais qui alimente la cage à l’air qui sort de la cage. Lignes rouges : Gaz d’étalonnage des analyseurs

Configuration 1 : Le système est dédié à la mesure sur une seule cage. Dans cette configuration, les données sont enregistrées en continu à intervalles rapprochés (2 secondes). L’analyse par un programme spécifique des relations des variations d’intensité de l’activité motrice et des échanges respiratoires permet de calculer précisément le coût énergétique du mouvement et de séparer les consommations d’oxygène et les rejets de gaz carboniques dus à l’activité des échanges totaux. Ce calcul donne accès à la mesure en continue des échanges respiratoires de repos, et permet donc un calcul précis des valeurs du métabolisme de base et du coût de la thermogenèse alimentaire.

Figure 3 : Vue du système en configuration mono-cage

Configuration 2 : Le système est dit « multiplexé », cad qu’il est configuré pour prélever les gaz expirés séquentiellement sur 4-5 cages. Dans une configuration typique à 5 cages, un système d’électrovannes contrôlé par le programme d’acquisition des mesures permet de prélever séquentiellement sur chacune des cages pendant 100 secondes, puis pendant 100 secondes sur l’air ambiant pour tenir compte des variations possibles des teneurs en O2 et CO2 dans l’air ambiant. Cette configuration permet d’obtenir 1 mesure chaque 10 minutes sur chaque cage. Il ne permet pas une mesure très précise des variations à court-terme entre l’activité motrice et les échanges respiratoires, mais permet malgré tout une estimation précise du coût énergétique du mouvement à moyen terme. Cette configuration est utilisée principalement pour obtenir des mesures de bilans énergétiques sur 24-72 heures dans des conditions les plus proches possibles des conditions d’hébergement standard des animaux.  Les cages utilisées permettent de plus l’utilisation de plusieurs mangeoires, ce qui permet de travailler sur l’analyse des choix entre divers régimes ou divers macronutriments et d’analyser leurs conséquences sur l’ingéré calorique et la dépense énergétique.

Figure 4 : Système de calorimétrie multipléxé