Undersøgelse af human ikke-rystende termogenese og basal metabolisk hastighed

Balancen mellem energiforbrug (EE) og energiindtag bestemmer i sidste ende kropsvægten. Hvilende EE er hovedkomponenten (60-75%) af total EE hos et voksent menneske. Hvilende EE tilpasser sig dynamisk til miljøændringer såsom omgivende temperatur. I vores igangværende undersøgelse af miljømæssige temperaturændringer inden for og omkring den termoneutrale zone, observerede vi, at raske unge mænd kan øge EE med 17 % af den basale metaboliske hastighed gennem processen med non-shivering thermogenesis (NST). Denne kapacitet for NST er uventet stor sammenlignet med tidligere rapporter om mild kulde-induceret termogenese (3 til 11%) og tyder på, at øget NST kunne udforskes som en intervention til at bekæmpe fedme.

Formålet med denne undersøgelse er bedre at forstå fysiologien af ​​NST og at udvikle forbedrede assays til at evaluere effekten af ​​lægemidler, der ændrer EE. For eksempel er det først for nylig blevet indset, at brunt fedtvæv er funktionelt hos voksne mennesker, og at hvidt fedtvæv kan omdannes til brunt fedtlignende væv for at øge varmeproduktionen under kuldepåvirkninger. Desuden spiller skeletmuskulaturen sandsynligvis også en rolle i kulde-induceret termogenese, selv før åbenlys rysten opstår. Det er sandsynligt, at de mekanismer, der styrer varmeproduktionen for NST, bidrager til regulering af kropsvægt og dermed kan bidrage til den nuværende fedmeepidemi: Selv små ændringer i EE, hvis de ikke kompenseres af ændringer i fødeindtaget, kan have langsigtede effekter på kropsvægt.

Denne protokol har to faser. Den første bruger en farmakologisk tilgang til at undersøge mekanismen for NST hos unge sunde magre mænd. Da den vigtigste fysiologiske stimulus til BAT (og muligvis muskel for NST) er via det sympatiske nervesystem (SNS), kan beta-adrenerge receptorer spille en nøglerolle i reguleringen af ​​human EE. Vi antager, at ved omhyggelige målinger af NST (ved en individuelt titreret kølig miljøtemperatur, mellem 18-21 grader C vs. ved termoneutralitet på 27 grader C) og ved brug af beta-adrenerge lægemidler, der adskiller sig i receptorspecificitet og agonist/antagonist-egenskaber, vi vil få en bedre forståelse af reguleringen af ​​menneskelig NST.

Den anden fase af undersøgelsen fokuserer på måling af FDA-godkendte lægemidler (såsom lægemidler mod fedme) potentielle effekt på basal metabolisk hastighed (BMR) under termoneutrale forhold. Begrundelsen er, at tidligere undersøgelser af lægemiddeleffekt på EE hos mennesker ikke altid strengt har håndhævet brugen af ​​termoneutrale forhold, og derfor kan have øget variabilitet og undervurderet effekten, hvilket bidrager til inkonklusive resultater.

Det er forudset, at denne undersøgelse vil fremme vores viden om de mekanismer, der regulerer de akutte adaptive ændringer i hvileenergiforbrug og virkningerne af lægemiddelbehandling rettet mod fedme hos mennesker.