De rol van bruin vet in voeding-geïnduceerde thermogenese en de rol van het sympatische zenuwstelsel.

Individuele variatie in adaptieve thermogenese kan mogelijk worden veroorzaakt
door mitochondriale ontkoppeling in bruin vet en de skeletspier. Mitochondriale
ontkoppeling in deze weefsel is mogelijk van groot metabolisch belang, en kan
misschien pharmaceutisch worden geactiveerd en zodoende een rol spelen in de
strijd tegen overgewicht. Recentelijke studies hebben aangetoond dat ook
volwassen mensen bruin vet hebben. Dit is aangetoond door middel van
blootstelling aan milde koude en vervolgens bruin vet activiteit te bepalen
middels PET-CT scans. Bruin vet kan dus worden beschouwd als een belangrijk
fysiologisch en farmaceutisch aantrekkelijk weefsel in volwassenen. Bovendien
hebben wij recentelijk aangetoond dat mitochondriale ontkoppeling in de humane
skeletspier gerelateerd is aan blootstelling aan kou.
Naast deze blootstelling aan de kou heeft voeding hoogstwaarschijnlijk ook een
effect op de adaptieve thermogenese door middel van bruin vet activatie. Dit is
al aangetoond in overvoedingstudies met knaagdieren, waarin het bruine vet
overtollige energie verbrand en zodoende dus overgewicht kan voorkomen. Zelfs
is er aangetoond dat een enkele maaltijd al in staat is om het bruine vet te
activeren, wat door het sympatisch zenuwstelsel wordt aangestuurd. Ten slotte,
overvoeding-geïnduceerde adaptieve thermogenese en koude-geïnduceerde
thermogenese in mensen lijken dezelfde onderliggende mechanismen te hebben,
beiden gestimuleerd door het sympatische zenuwstelsel.
Daarom is de hypothese dat een enkele maaltijd capabel is om de adaptieve
thermogenese te verhogen middels mitochondriale ontkoppeling in het bruin vet
en de skeletspier, en aangestuurd wordt door het sympatisch zenuwstelsel.
Daarnaast wordt er verwacht dat deze responsen verminderd zijn in obese
personen.

Het analyseren van de effecten van een enkele maaltijd op bruin vet activiteit
en intrinsieke mitochondriële ontkoppeling in de skeletspier in slanke en obese
individuen, en het bestuderen van de rol van het sympatisch zenuwstelsel
hierbinnen.

Elk individu zal drie experimenten ondergaan. Het eerste experiment zal de
bruin vet activiteit bestuderen middels PET-CT na inname van een energierijke
vloeibare maaltijd hoog in koolhydraten. Het tweede experiment zal de bruin vet
activiteit meten na ß-adrenerge stimulatie middels isoprenaline (de helft van
beide groepen met- en de helft zonder remming van de lipolyse m.b.v. acipimox)
en in het derde experiment zal dit worden gemeten na blootstelling aan milde
koude (16 graden celcius). Daarnaast zal het energieverbruik in beide
experimenten worden gemeten en gekoppeld worden aan bruin vet activiteit en
intrinsieke mitochondriële ontkoppeling in de spier. Vandaar zal er bij iedere
proefpersoon een spierbiopt worden afgenomen voor het eerste experiment. Ten
slotte zal de lichaamssamenstelling worden bepaald middels een DXA-scan en zal
de huiddoorbloeding en de relevante lichaamstemperaturen worden gemeten.

Bij elke proefpersoon zullen drie experimenten worden uitgevoerd. Tijdens één experiment zal de persoon een maaltijd van plus minus 800 mL krijgen. De maaltijd zal bestaan uit nutridrink protein (eiwitrijk) en nutrical (koolhydraatrijk), en zal een hoge koolhydraatsamenstelling hebben (10% eiwit; 78% koolhydraten; 10% vetten). De hoeveelheid zal overeenkomen met 60% van de dagelijkse energiebehoefte. Tijdens het tweede experiment zal het geneesmiddel isoprenaline intraveneus worden ingebracht in 3 (oplopende) doses (6,12 en 24 ng per kg vetvrije massa) van een half uur. Met behulp van dit middel zal het sympathische zenuwstelsel worden gestimuleerd. De helft van beide groepen zal bovendien twee uur voor en tijdens de aanvang van het experiment 250 mg acipimox innemen om zo de lipolyse in het lichaam te verlagen, waardoor het meer op glucose overgaat. Het derde experiment (positieve controle) zullen blootstelling krijgen aan milde koude (16 ºC) voor twee uur.

Het risico van dit experiment zal laag zijn. De isoprenalinetest heeft een lage
dosering waar de patient hoogstwaarschijnlijk weinig last van zal ondervinden,
zoals eerder ondervonden binnen het laboratorium. Daarnaast is de blootstelling
aan radioactieve straling erg laag en zal geen risico's voor de patient
meebrengen. De blootstelling aan radioactieve straling voor een pet-scan
bedraagt 50 MBq van 18F-FDG en is 1.8 mSv.
De patient zal in totaal twee ochtenden gemeten worden