Cirkadiánní metabolismus hnědé tukové tkáně

Hnědá tuková tkáň je forma tuku, která je schopna metabolizovat glukózu za účelem tvorby tepla. Když je aktivní, dokáže přeměnit velké množství glukózy na tepelnou energii. Aktivace hnědého tuku by mohla potenciálně pomoci v boji proti obezitě zvýšením bazálního metabolismu. Aktivace a signalizace hnědého tuku je však špatně pochopena. Na myším modelu jsme nedávno ukázali, že existuje významná cirkadiánní variace v aktivaci hnědého tuku a také jsme objevili gen, který je zodpovědný za cirkadiánní změny (Gerhart-Hines et al, Nature 2013). Konkrétně jsme ukázali, že u myší divokého typu je aktivace hnědého tuku vysoká v noci a nízká během dne. Zda má aktivace lidského hnědého tuku cirkadiánní složku, není v současné době známo. Ukázat, že aktivace hnědého tuku u lidí podléhá podobným cirkadiánním rytmům jako u myší, by bylo důležitým krokem v pochopení signalizace aktivace a může pomoci objasnit potenciální strategie kontroly aktivace. Pozitronová emisní tomografie/počítačová tomografie (PET/CT) je hybridní zobrazovací modalita, která umožňuje zobrazování izotopů emitujících pozitrony, jako je fluor-18 (F-18), spolu s anatomickým zobrazováním pomocí rentgenových paprsků. Fyziologické informace z PET komponenty jsou registrovány společně s anatomickými informacemi z CT komponenty, což umožňuje přesnou lokalizaci a kvantifikaci fyziologických procesů. Nejběžnějším klinicky používaným radiofarmakem emitujícím pozitrony je F-18 fluorodeoxyglukóza (FDG). Je to analog glukózy, který je vychytáván transportéry glukózy a fosforylován na FDG-6P hexokinázou. Izomeráza, další enzym v glykolytické dráze, je však na FDG-6P neaktivní, a tak je z velké části zachycen v buňce. Proto FDG PET/CT poskytuje mapu relativního množství absorpce glukózy a fosforylace během intervalu od injekce po sken. Aktivovaný hnědý tuk má silný příjem FDG s velmi intenzivním signálem. FDG PET/CT lze tedy použít jak k určení, zda má osoba aktivovaný hnědý tuk v době skenování, tak ke kvantifikaci celkové úrovně metabolismu v tuku. Naším primárním cílem je shromáždit pilotní data o potenciální přítomnosti cirkadiánních variací v příjmu hnědého tuku u mladých, zdravých, štíhlých mužských dobrovolníků. Plánujeme to provést provedením dvou FDG PET/CT skenů s odstupem 12 hodin, zatímco pacient zůstane v prostředí s kontrolovanou teplotou a dietou, což povede k oběma skenům. Naší primární hypotézou je, že aktivita hnědého tuku bude vyšší během dne než v noci (protože lidské a myší cirkadiánní rytmy jsou obrácené). Budeme také spárovat měření kortizolu s injekcemi FDG, protože hladiny kortizolu poskytují cenné nezávislé informace o cirkadiánním rytmu.