Untersuchung der Thermogenese und des Grundumsatzes des Menschen ohne Zittern

Das Gleichgewicht zwischen Energieverbrauch (EE) und Energieaufnahme bestimmt letztlich das Körpergewicht. Ruhe-EE ist die Hauptkomponente (60–75 %) der gesamten EE bei einem erwachsenen Menschen. Ruhender EE passt sich dynamisch an Umgebungsänderungen wie die Umgebungstemperatur an. In unserer laufenden Studie zu Änderungen der Umgebungstemperatur innerhalb und um die thermoneutrale Zone haben wir beobachtet, dass gesunde junge Männer den EE um 17 % des Grundumsatzes durch den Prozess der nicht zitternden Thermogenese (NST) erhöhen können. Diese NST-Kapazität ist im Vergleich zu früheren Berichten über eine milde kälteinduzierte Thermogenese (3 bis 11%) unerwartet groß und legt nahe, dass eine Erhöhung der NST als Intervention zur Bekämpfung von Fettleibigkeit untersucht werden könnte.

Das Ziel dieser Studie ist es, die Physiologie von NST besser zu verstehen und verbesserte Assays zur Bewertung der Wirkung von Arzneimitteln zu entwickeln, die EE verändern. Beispielsweise wurde erst kürzlich erkannt, dass braunes Fettgewebe bei erwachsenen Menschen funktionsfähig ist und dass weißes Fettgewebe in braunes Fettgewebe umgewandelt werden kann, um die Wärmeproduktion während Kälteeinwirkung zu erhöhen. Darüber hinaus spielt die Skelettmuskulatur wahrscheinlich auch eine Rolle bei der kälteinduzierten Thermogenese, noch bevor offensichtliches Zittern auftritt. Es ist plausibel, dass die Mechanismen, die die Wärmeproduktion für NST steuern, zur Regulierung des Körpergewichts beitragen und somit zur aktuellen Adipositas-Epidemie beitragen können: Selbst kleine Änderungen des EE können, wenn sie nicht durch Änderungen der Nahrungsaufnahme kompensiert werden, langfristige Auswirkungen haben auf Körpergewicht.

Dieses Protokoll hat zwei Phasen. Die erste verwendet einen pharmakologischen Ansatz, um den Mechanismus von NST bei jungen, gesunden, schlanken Männern zu untersuchen. Da der hauptsächliche physiologische Stimulus für BAT (und möglicherweise Muskel für NST) über das sympathische Nervensystem (SNS) erfolgt, können beta-adrenerge Rezeptoren eine Schlüsselrolle bei der Regulierung menschlicher EE spielen. Wir nehmen an, dass durch sorgfältige NST-Messungen (bei einer individuell titrierten kühlen Umgebungstemperatur zwischen 18 und 21 Grad C gegenüber einer Thermoneutralität von 27 Grad C) und der Verwendung von beta-adrenergen Arzneimitteln, die sich in Rezeptorspezifität und Agonist/Antagonist-Eigenschaften unterscheiden, wir werden ein besseres Verständnis der Regulation des menschlichen NST erlangen.

Die zweite Phase der Studie konzentriert sich auf die Messung der potenziellen Wirkung von von der FDA zugelassenen Arzneimitteln (z. B. Arzneimitteln gegen Fettleibigkeit) auf den Grundumsatz (BMR) unter thermoneutralen Bedingungen. Die Begründung ist, dass frühere Studien zur Arzneimittelwirkung auf EE beim Menschen die Verwendung thermoneutraler Bedingungen nicht immer rigoros durchgesetzt haben, daher möglicherweise die Variabilität erhöht und die Wirkung unterschätzt haben, was zu nicht schlüssigen Ergebnissen beiträgt.

Es ist vorgesehen, dass diese Studie unser Wissen über die Mechanismen erweitern wird, die die akuten adaptiven Veränderungen des Energieverbrauchs im Ruhezustand und die Auswirkungen einer medikamentösen Therapie gegen Fettleibigkeit beim Menschen regulieren.