Циркадный метаболизм коричневой жировой ткани

Бурая жировая ткань — это форма жира, которая способна метаболизировать глюкозу для выработки тепла. Когда он активен, он может преобразовывать большое количество глюкозы в тепловую энергию. Активация бурого жира потенциально может помочь в борьбе с ожирением за счет увеличения скорости основного обмена. Однако активация и передача сигналов бурого жира плохо изучены. На мышиной модели мы недавно показали, что существуют значительные циркадные колебания в активации бурого жира, а также обнаружили ген, ответственный за циркадные изменения (Gerhart-Hines et al, Nature 2013). В частности, мы показали, что у мышей дикого типа активация бурого жира высока ночью и низка днем. В настоящее время неизвестно, имеет ли активация бурого жира человека циркадный компонент. Показ того, что активация бурого жира у людей подчиняется тем же циркадным ритмам, что и у мышей, будет важным шагом в понимании передачи сигналов активации и может помочь выяснить возможные стратегии контроля активации. Позитронно-эмиссионная томография/компьютерная томография (ПЭТ/КТ) представляет собой гибридный метод визуализации, который позволяет визуализировать испускающие позитроны изотопы, такие как фтор-18 (F-18), наряду с анатомической визуализацией с использованием рентгеновских лучей. Физиологическая информация из компонента ПЭТ регистрируется совместно с анатомической информацией из компонента КТ, что позволяет точно локализовать и количественно оценить физиологические процессы. Наиболее распространенным клинически используемым позитронно-излучающим радиофармпрепаратом является фтордезоксиглюкоза F-18 (ФДГ). Это аналог глюкозы, который поглощается переносчиками глюкозы и фосфорилируется до ФДГ-6Ф гексокиназой. Однако изомераза, следующий фермент гликолитического пути, неактивна в отношении ФДГ-6Ф и поэтому в значительной степени задерживается в клетке. Таким образом, ПЭТ/КТ с ФДГ дает карту относительного количества поглощения и фосфорилирования глюкозы в течение интервала от инъекции до сканирования. Активированный бурый жир имеет сильное поглощение ФДГ с очень интенсивным сигналом. Таким образом, ПЭТ/КТ с ФДГ можно использовать как для определения наличия у человека активированного бурого жира во время сканирования, так и для количественной оценки общего уровня метаболизма в жире. Наша основная цель — собрать пилотные данные о потенциальном наличии циркадных вариаций поглощения бурого жира у молодых, здоровых, стройных мужчин-добровольцев. Мы планируем сделать это, выполнив два ФДГ-ПЭТ/КТ-сканирования с интервалом в 12 часов, в то время как пациент остается в среде с контролируемой температурой и диетой перед обоими сканированиями. Наша основная гипотеза состоит в том, что активность бурого жира будет выше днем, чем ночью (поскольку циркадные ритмы человека и мыши меняются местами). Мы также объединим измерение кортизола с инъекциями ФДГ, поскольку уровни кортизола предоставляют ценную независимую информацию о циркадном ритме.