Studie van menselijke niet-rillende thermogenese en basaal metabolisme

De balans tussen energieverbruik (EE) en energie-inname bepaalt uiteindelijk het lichaamsgewicht. EE in rust is de belangrijkste component (60-75%) van de totale EE bij een volwassen mens. Rustende EE past zich dynamisch aan veranderingen in de omgeving aan, zoals de omgevingstemperatuur. In ons lopende onderzoek naar veranderingen in de omgevingstemperatuur binnen en rond de thermoneutrale zone, hebben we vastgesteld dat gezonde jonge mannen de EE kunnen verhogen met 17% van het basale metabolisme door het proces van niet-rillende thermogenese (NST). Deze capaciteit voor NST is onverwacht groot in vergelijking met eerdere rapporten van milde koude-geïnduceerde thermogenese (3 tot 11%) en suggereert dat toenemende NST zou kunnen worden onderzocht als een interventie om obesitas te bestrijden.

Het doel van deze studie is om de fysiologie van NST beter te begrijpen en verbeterde assays te ontwikkelen voor het evalueren van het effect van geneesmiddelen die EE veranderen. Pas onlangs is bijvoorbeeld ingezien dat bruin vetweefsel functioneel is bij volwassen mensen en dat wit vetweefsel kan worden omgezet in bruin vetachtig weefsel om de warmteproductie tijdens blootstelling aan kou te verhogen. Bovendien spelen skeletspieren waarschijnlijk ook een rol bij door kou geïnduceerde thermogenese, zelfs voordat openlijke rillingen optreden. Het is aannemelijk dat de mechanismen die de warmteproductie voor NST bepalen, bijdragen aan de regulering van het lichaamsgewicht en dus kunnen bijdragen aan de huidige obesitas-epidemie: zelfs kleine veranderingen in EE, als ze niet worden gecompenseerd door veranderingen in de voedselinname, kunnen langetermijneffecten hebben op lichaamsgewicht.

Dit protocol kent twee fasen. De eerste gebruikt een farmacologische benadering om het mechanisme van NST bij jonge, gezonde magere mannen te onderzoeken. Aangezien de belangrijkste fysiologische stimulus voor BAT (en mogelijk spier voor NST) via het sympathische zenuwstelsel (SNS) verloopt, kunnen bèta-adrenerge receptoren een sleutelrol spelen bij het reguleren van menselijke EE. We veronderstellen dat, door zorgvuldige metingen van NST (bij een individueel getitreerde koele omgevingstemperatuur, tussen 18-21 graden C vs. bij thermoneutraliteit van 27 graden C) en het gebruik van bèta-adrenerge geneesmiddelen die verschillen in receptorspecificiteit en agonist/antagonist-eigenschappen, we zullen een beter begrip krijgen van de regulatie van menselijke NST.

De tweede fase van het onderzoek richt zich op het meten van door de FDA goedgekeurde medicijnen (zoals geneesmiddelen tegen obesitas) die mogelijk effect hebben op het basaal metabolisme (BMR) onder thermoneutrale omstandigheden. De grondgedachte is dat eerdere onderzoeken naar het effect van geneesmiddelen op EE bij mensen het gebruik van thermoneutrale omstandigheden niet altijd strikt hebben afgedwongen, waardoor de variabiliteit mogelijk is toegenomen en het effect is onderschat, wat bijdraagt ​​​​aan onduidelijke bevindingen.

Het is de bedoeling dat deze studie onze kennis zal vergroten van de mechanismen die de acute adaptieve veranderingen in het energieverbruik in rust reguleren en de effecten van medicamenteuze therapie gericht op obesitas bij mensen.