Studio della termogenesi umana senza brividi e del metabolismo basale

L'equilibrio tra il dispendio energetico (EE) e l'apporto energetico determina in ultima analisi il peso corporeo. L'EE a riposo è la componente principale (60-75%) dell'EE totale in un essere umano adulto. L'EE a riposo si adatta dinamicamente ai cambiamenti ambientali come la temperatura ambiente. Nel nostro studio in corso sui cambiamenti di temperatura ambientale all'interno e intorno alla zona termoneutrale, abbiamo osservato che i giovani sani possono aumentare l'EE del 17% del metabolismo basale attraverso il processo della termogenesi senza brividi (NST). Questa capacità di NST è inaspettatamente grande rispetto ai precedenti rapporti di lieve termogenesi indotta dal freddo (dal 3 all'11%) e suggerisce che l'aumento di NST potrebbe essere esplorato come intervento per combattere l'obesità.

Lo scopo di questo studio è comprendere meglio la fisiologia dell'NST e sviluppare saggi migliorati per valutare l'effetto dei farmaci che alterano l'EE. Ad esempio, solo di recente si è capito che il tessuto adiposo bruno è funzionale negli esseri umani adulti e che il tessuto adiposo bianco può essere convertito in tessuto adiposo bruno per aumentare la produzione di calore durante le esposizioni al freddo. Inoltre, probabilmente anche il muscolo scheletrico svolge un ruolo nella termogenesi indotta dal freddo anche prima che si verifichino brividi evidenti. È plausibile che i meccanismi che regolano la produzione di calore per NST contribuiscano alla regolazione del peso corporeo e quindi possano contribuire all'attuale epidemia di obesità: anche piccoli cambiamenti nell'EE, se non compensati da cambiamenti nell'assunzione di cibo, possono avere effetti a lungo termine su peso corporeo.

Questo protocollo ha due fasi. Il primo utilizza un approccio farmacologico per studiare il meccanismo dell'NST in giovani maschi sani e magri. Poiché il principale stimolo fisiologico alla BAT (e forse al muscolo per la NST) avviene attraverso il sistema nervoso simpatico (SNS), i recettori beta-adrenergici possono ricoprire ruoli chiave nella regolazione dell'EE umana. Ipotizziamo che, mediante attente misurazioni di NST (a una temperatura ambiente fredda titolata individualmente, tra 18 e 21 gradi C rispetto a una termoneutralità di 27 gradi C) e utilizzando farmaci beta-adrenergici che differiscono per specificità del recettore e proprietà agonista/antagonista, otterremo una migliore comprensione della regolamentazione della NST umana.

La seconda fase dello studio si concentra sulla misurazione dell'effetto potenziale dei farmaci approvati dalla FDA (come i farmaci anti-obesità) sul tasso metabolico basale (BMR) in condizioni termoneutrali. La logica è che i precedenti studi sull'effetto del farmaco sull'EE negli esseri umani non hanno sempre applicato rigorosamente l'uso di condizioni termoneutre, quindi potrebbero aver aumentato la variabilità e sottovalutato l'effetto, contribuendo a risultati inconcludenti.

Si prevede che questo studio approfondirà la nostra conoscenza dei meccanismi che regolano i cambiamenti adattivi acuti nel dispendio energetico a riposo e gli effetti della terapia farmacologica mirata all'obesità negli esseri umani.