Die metabolische Aktivität von braunem Fettgewebe ist mit einer neuen Methode leichter zu überprüfen

Anonim

Braunes Fettgewebe hat eine Schlüsselrolle in der Präventionsforschung gespielt, da seine Anwesenheit erstmals bei Erwachsenen dokumentiert wurde. Es gab jedoch kein nicht-invasives Verfahren zur Messung seiner Wärmeerzeugung. Ein Team der Technischen Universität München (TUM) und des Helmholtz Zentrums München hat nun die Aktivität von braunem Fettgewebe visualisiert, ohne Substanzen zu injizieren.

In der Kälte wirkt braunes Fettgewebe wie ein Wärmeerzeuger, und seine Aktivität wirkt sich positiv auf die Energiebilanz aus. Die Wärmeabgabe von braunem Fettgewebe beim Menschen nimmt mit zunehmendem Alter ab. Es ist auch weniger aktiv bei Diabetikern und übergewichtigen Personen. Daher erforschen Wissenschaftler die Faktoren, die braunes Fettgewebe aktiv halten. Weil es in der Lage ist, Energie aus Kohlenhydraten und Fett zu verbrennen, ist es für Interventionen gegen Fettleibigkeit und Diabetes von großem Interesse.

Bisher war es nur möglich, die Wärmeabgabe von braunem Fettgewebe mittels invasiver Methoden zu messen. Dieser Ansatz beinhaltet die Injektion von radioaktiven Substanzen, sogenannten "Tracern", die am Stoffwechsel beteiligt sind und es ermöglichen, die Wärmeumwandlung im Gewebe zu beobachten. Ein Team von Helmholtz und der TUM hat jedoch eine neue, nicht-invasive Methode entwickelt. Nach der Feststellung ihrer Lebensfähigkeit in Mäusen waren die anfänglichen Messungen bei Menschen ebenfalls erfolgreich, ohne dass Bildgebungsmittel injiziert werden mussten.

Das Forscherteam zeigte einen Zusammenhang zwischen der metabolischen Aktivierung des Gewebes und Veränderungen des oxygenierten und deoxygenierten Hämoglobins (rotes Blutpigment), gemessen mittels multispektraler optoakustischer Tomographie (MSOT). Professor Vasilis Ntziachristos vom Helmholtz Zentrum München erklärt die neue Untersuchungsmethode wie folgt: "Ein Laserstrahl sendet etwa zwei bis drei Zentimeter tiefe Lichtpulse in das Gewebe. Dieses Licht wird von Hämoglobin enthaltendem Gewebe aufgenommen, das sich minimal aufwärmt und vorübergehend ausdehnt Diese Erweiterung erzeugt Schallwellen, die gemessen werden können. "

Die Studie zeigte eine direkte Beziehung zwischen der metabolischen Aktivierung des braunen Fettgewebes, gemessen anhand von Hämoglobingradienten, als intrinsischem Biomarker des Gewebestoffwechsels und dessen Kalorienverbrauch nach Stimulation. "Insgesamt erwarten wir, dass MSOT ein Schlüsselinstrument bei der Messung von Stoffwechselparametern im Gewebe wird, wobei tragbare und sichere MSOT-Technologie verwendet wird", sagt Prof. Ntziachristos. "Diese Fähigkeit kann das Verständnis von Stoffwechselprozessen nicht nur bei Patienten, sondern auch bei gesunden Menschen revolutionieren."

Co-Autor Professor Martin Klingenspor vom Lehrstuhl für Molekulare Ernährungsmedizin sagt: "Der höhere Stoffwechselbedarf des braunen Fettgewebes wird durch eine erhöhte Durchblutung und Sauerstoffverwertung, die durch MSOT im Gewebe und im venösen Abfluss sichtbar gemacht werden kann, erreicht. Dies bedeutet, dass Blutfluss und Veränderungen der Sauerstoffsättigung im Blut Marker für den Stoffwechsel sind. "

MSOT kann die Untersuchung einer erhöhten Anzahl von funktionellen Gewebeparametern jenseits des Metabolismus, einschließlich Entzündung oder Angiogenese, ermöglichen. Die Kombination von sicherer nicht-ionisierender Strahlung und einem tragbaren Format könnte neuartige Anwendungen der Technologie in Point-of-Care- und ambulanten Einrichtungen ermöglichen. Ein nächster Schritt für das Untersuchungsteam ist es, die Genauigkeit der Technologie zu untersuchen, um die Wirkung verschiedener Medikamente auf den aktiven Fettgehalt des menschlichen Körpers zu quantifizieren.

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