Badanie ludzkiej termogenezy bez dreszczy i podstawowej przemiany materii

Równowaga między wydatkami energetycznymi (EE) a poborem energii ostatecznie określa masę ciała. Odpoczynkowa EE jest głównym składnikiem (60-75%) całkowitej EE u dorosłego człowieka. Resting EE dynamicznie dostosowuje się do zmian środowiskowych, takich jak temperatura otoczenia. W naszych trwających badaniach zmian temperatury otoczenia w strefie termoneutralnej i wokół niej zaobserwowaliśmy, że zdrowi młodzi mężczyźni mogą zwiększyć EE o 17% podstawowej przemiany materii poprzez proces termogenezy bez dreszczy (NST). Ta zdolność NST jest nieoczekiwanie duża w porównaniu z wcześniejszymi doniesieniami o łagodnej termogenezie wywołanej zimnem (3 do 11%) i sugeruje, że zwiększenie NST można zbadać jako interwencję w walce z otyłością.

Celem tego badania jest lepsze zrozumienie fizjologii NST i opracowanie ulepszonych testów do oceny wpływu leków zmieniających EE. Na przykład dopiero niedawno zdano sobie sprawę, że brunatna tkanka tłuszczowa jest funkcjonalna u dorosłych ludzi i że białą tkankę tłuszczową można przekształcić w tkankę podobną do brunatnej tkanki tłuszczowej, aby zwiększyć produkcję ciepła podczas ekspozycji na zimno. Co więcej, mięśnie szkieletowe prawdopodobnie również odgrywają rolę w termogenezie wywołanej zimnem, nawet zanim wystąpią jawne dreszcze. Jest prawdopodobne, że mechanizmy regulujące wytwarzanie ciepła w przypadku NST przyczyniają się do regulacji masy ciała, a tym samym mogą przyczyniać się do obecnej epidemii otyłości: nawet niewielkie zmiany EE, jeśli nie zostaną zrekompensowane zmianami w spożyciu pokarmu, mogą mieć długofalowe skutki dla masy ciała.

Ten protokół ma dwie fazy. Pierwsza wykorzystuje podejście farmakologiczne do zbadania mechanizmu NST u młodych, zdrowych, szczupłych mężczyzn. Ponieważ głównym bodźcem fizjologicznym dla BAT (i prawdopodobnie mięśni dla NST) jest współczulny układ nerwowy (SNS), receptory beta-adrenergiczne mogą odgrywać kluczową rolę w regulacji ludzkiego EE. Stawiamy hipotezę, że dzięki dokładnym pomiarom NST (w indywidualnie miareczkowanej chłodnej temperaturze otoczenia, między 18 a 21 stopni C w porównaniu z temperaturą neutralności 27 stopni C) i przy użyciu leków beta-adrenergicznych, które różnią się specyficznością receptora i właściwościami agonisty/antagonisty, zyskamy lepsze zrozumienie regulacji ludzkiego NST.

Druga faza badania koncentruje się na pomiarze potencjalnego wpływu leków zatwierdzonych przez FDA (takich jak leki przeciw otyłości) na podstawową przemianę materii (BMR) w warunkach neutralnych termicznie. Uzasadnieniem jest to, że poprzednie badania wpływu leku na EE u ludzi nie zawsze rygorystycznie wymuszały stosowanie warunków termoneutralnych, a zatem mogły zwiększać zmienność i nie doceniać efektu, przyczyniając się do niejednoznacznych ustaleń.

Przewiduje się, że badanie to poszerzy naszą wiedzę na temat mechanizmów regulujących ostre zmiany adaptacyjne w spoczynkowym wydatku energetycznym oraz skutki terapii lekowej ukierunkowanej na otyłość u ludzi.