שימוש בשילוב של קלורימטריה עקיפה, תרמוגרפיה אינפרא אדומה ורמות גלוקוז בדם כדי למדוד תרמוגנזה של רקמת שומן חום בבני אדם
Summary
במאמר זה אנו מציגים פרוטוקול לכימות המשמעות הפיזיולוגית של השפעת פעילות רקמת השומן החום (BAT) על חילוף החומרים האנושי. זה מושג על ידי שילוב העמסת פחמימות וקלורימטריה עקיפה עם מדידות של שינויים supraclavicular בטמפרטורה. גישה חדשנית זו יכולה לסייע בפיתוח יעד פרמקולוגי לתרמוגנזה BAT בבני אדם.
Abstract
ביונקים, רקמת השומן החומה (BAT) מופעלת במהירות בתגובה לקור על מנת לשמור על טמפרטורת הגוף. למרות ש-BAT נחקר רבות בבעלי חיים קטנים, קשה למדוד את הפעילות של BAT בבני אדם. לכן, מעט ידוע על יכולת ייצור החום והמשמעות הפיזיולוגית של BAT בבני אדם, כולל המידה שבה רכיבי התזונה יכולים להפעיל BAT. זאת בשל המגבלות בשיטה הנפוצה ביותר כיום להערכת ההפעלה של גלוקוז רדיואקטיבי BAT, (fluorodeoxyglucose או 18FDG) שנמדד על ידי טומוגרפיה של פליטת פוזיטרונים-טומוגרפיה ממוחשבת (PET-CT).
שיטה זו מבוצעת בדרך כלל בנבדקים בצום, שכן האכלה גורמת לספיגת גלוקוז על ידי השרירים, מה שיכול להסוות את ספיגת הגלוקוז לתוך BAT. מאמר זה מתאר פרוטוקול מפורט לכימות הוצאת האנרגיה האנושית הכוללת בגוף כולו וניצול המצע מתרמוגנזה BAT על ידי שילוב קלורימטריה עקיפה, תרמוגרפיה אינפרא אדומה וניטור גלוקוז בדם בזכרים בוגרים עמוסי פחמימות. כדי לאפיין את המשמעות הפיזיולוגית של BAT, מדדים של השפעת פעילות BAT על בריאות האדם הם קריטיים. אנו מדגימים פרוטוקול להשגת מטרה זו על ידי שילוב העמסת פחמימות וקלורימטריה עקיפה עם מדידות של שינויים סופרקלאביקולריים בטמפרטורה. גישה חדשנית זו תסייע להבין את הפיזיולוגיה והפרמקולוגיה של תרמוגנזה BAT בבני אדם.
Introduction
רקמת שומן חום (BAT) שונה באופן בולט מרקמת השומן הלבן (WAT) בתכולת המיטוכונדריה שלה, עצבוב סימפתטי, טיפות שומנים רב-לוקולואריות, יכולת יצירת חום ופיזור אנטומי. BAT נחשב קיים רק בתינוקות ויונקים קטנים עד לאישור נוכחותו במבוגרים אנושיים בשנת 2009 1,2,3. לכן, עד לאחרונה יחסית, תפקידו של BAT בפיזיולוגיה האנושית והומאוסטזיס מטבולי הובן בצורה גרועה. מחקרים מקיפים בבעלי חיים קטנים הראו כי במהלך חשיפה לקור, יותר ממחצית חילוף החומרים נובע מהיכולת התרמוגנית הלא רועדת של BAT4. מספר מחקרים הראו כי בחשיפה קלה לקור (17-18 מעלות צלזיוס), עלייה בהוצאת האנרגיה ובספיגת גלוקוז ל-BAT נמצאת בקורלציה חזקה עם תרמוגנזה של BAT בבני אדם 5,6,7. יתר על כן, תרמוגנזה של BAT יכולה לתרום עד 10% מהוצאת האנרגיה במנוחה בבני אדם במהלך חשיפה לקור (לסקירה, ראו Van Schaik et al.8). חקר הפיזיולוגיה וההשפעה של BAT על בריאות האדם ומחלות מוגבל כיום על ידי מגבלות פרוטוקול. לכן, חיוני שתהיה שיטה מדויקת למדידת ההשפעה המטבולית האמיתית של BAT כדי להבין טוב יותר את ההשפעה של תרמוגנזה BAT על השמנת יתר והסיבוכים המטבוליים שלה בבני אדם.
ההתפלגות האנטומית של BAT אנושי הופכת את השגת המדידות המדויקות של ה- BAT למאתגרת. בתוך בני אדם, ה-BAT מופץ בתוך המחסנים של WAT בבטן, בבית החזה, ובעיקר בצוואר9. נתיחה שלאחר המוות ומחקרי גופות שימשו לאפיון אנטומי של BAT10,11, אך שיטות אלה אינן יכולות לספק מידע פונקציונלי. זה מאתגר להבחין בין BAT באמצעות טכניקות הדמיה קונבנציונליות בגלל הצפיפויות הדומות של WAT ו- BAT8. בעיה מבלבלת נוספת היא שמחסני שומן בצבע בז’ ממוקמים גם הם בתוך אותן שכבות צרות של פאשיה או במחסנים מסוימים עם WAT8, מה שהופך את ההבחנה באמצעות טכניקות הדמיה קונבנציונליות למאתגרת.
כדי להתגבר על בעיה זו, נפח BAT נמדד בדרך כלל באמצעות שילוב טומוגרפיה פליטת פוזיטרונים (PET) וטומוגרפיה ממוחשבת (CT). אנלוגי גלוקוז 18F-fluourodeoxyglucose (18F-FDG) הוא העוקב הנפוץ ביותר המשמש לחקר BAT12. עם זאת, היא סובלת ממספר מגבלות, כגון חשיפת הנבדקים לקרינה מייננת והיותה פולשנית ויקרה. בנוסף, המגבלה הגדולה ביותר של נותב 18F-FDG היא שהוא מודד את ספיגת אנלוג גלוקוז, שאינו אידיאלי בהתחשב בכך שחומצות שומן חופשיות הן המצע המועדף עבור תרמוגנזהBAT 13. טכניקת 18F-FDG PET/CT אינה מודדת ספיגה של חומצות שומן חופשיות כמצע לתרמוגנזה, ולכן אינה מודדת את החשיבות הפיזיולוגית של תרמוגנזה BAT. ישנן טכניקות חלופיות המשמשות להערכת עטלף אנושי, הכוללות מדידת ספיגת מים מסומנים בחמצן-15 (15 O-O2) 14,11 C-אצטט 15, חומצת שומן בעלת שרשרת ארוכה (18 F-fluoro-6-thia-heptadecanoic acid)16, או אדנוזין17, כמו גם ספקטרוסקופיית תהודה מגנטית 18 והדמיית תהודה מגנטית 19אך אלה עדיין יקרים מאוד וחושפים את הנבדקים לקרינה מייננת., לכן, תקן זהב אמין, זול, וחשוב מכך, בטוח לכימות BAT אנושי חסר.
תרמוגרפיה אינפרא אדומה (IRT) היא טכניקת הדמיה חלופית לא פולשנית20,21 המודדת את טמפרטורת העור המכסה מחסן BAT ידוע. בעוד שזה מסיק הוצאה אנרגיה מוגברת, אם הטמפרטורה הנמדדת אינה עולה על טמפרטורת הליבה, אז זה לא ניתן לקבוע אם השינוי הנמדד בטמפרטורה הוא פשוט תוצאה של זרימת דם שונה. יתר על כן, עלייה מדודה בטמפרטורה המקומית אינה מספקת ערכים של שינוי בהוצאת האנרגיה, שהיא לעתים קרובות נקודת הקצה הרצויה. מספר קבוצות מחקר השתמשו ב-IRT כדי למדוד עלייה בטמפרטורה במחסנים של BAT אנושי בעקבות התערבות קפאין או גירוי קר; מחסן זה הוא fossa supraclavicular 22,23,24,25,26,27.
עם זאת, לא ברור אם פעולת הקפאין על BAT היא ישירה או מתווכת באמצעות מעגלים עצביים. ישנן ראיות לכך שקפאין גורם להשחמה באדיפוציטים במבחנה22, ועבודות קודמות הוכיחו כי קפאין (100 מ”ג) מגביר את השתנות קצב הלב, מה שעשוי להיות אינדיקטור לעלייה בדחף עצבי סימפתטי באופן מערכתי בגוף27. זה עולה בקנה אחד עם עדויות במכרסמים, שבהן קפאין דרך מערכת העצבים המרכזית מגביר תרמוגנזה ללא השפעה לבבית-דינמית שלילית28.
מכיוון שהמצע המועדף לתרמוגנזה של BAT הוא חומצות שומן חופשיות שמקורן בטריגליצרידים13, ומשקפי BAT פעילים המזרימים שומנים כדי לקיים תרמוגנזה29, מדדים של ניצול המצע חשובים בהערכת ההפעלה הפיזיולוגית של BAT. יחס חילופי הנשימה (RER) הוא היחס בין נפח החמצן הנצרך (V̇O 2) לבין פחמן דו חמצני המיוצר (V̇CO2)30. RER של 0.7 מעיד על מטבוליזם של חומצות שומן, ו-RER של 1.0 מעיד על מטבוליזם של פחמימות31. לכן, עדות להעדפה של ניצול חומצות שומן על פני עלייה בהוצאה האנרגטית היא מתאם מרכזי של תרמוגנזה BAT.
בנוסף, בהתחשב בכך שספיגת גלוקוז היא קורלציה ידועה של פעילות BAT (ראה לעיל), ירידה ברמת הגלוקוז בדם במקביל לשינוי בניצול המצע הם קורלציות מפתח של תרמוגנזה BAT. מחקרים קודמים שהשתמשו בקלוריות עקיפות בלבד, או יחד עם רישום טמפרטורה אצל אנשים בצום, דיווחו על שינוי מועט, אם בכלל, בניצול המצע32,33. מכיוון שזה כנראה מוסווה על ידי מצב הצום (שבו חילוף החומרים לפני ספיגה מעדיף ניצול שומן), אנו מציעים לשלב IRT וקלורימטריה עקיפה עם העמסת פחמימות.
מאמר זה נועד לספק גישה שלב אחר שלב שחוקרים קליניים יכולים להשתמש בה כדי לכמת באופן אמין וחשוב מכך, בבטחה את החשיבות הפיזיולוגית של BAT בבני אדם על ידי שילוב IRT, קלורימטריה עקיפה ורמות גלוקוז בדם. טכניקה זו משמשת בצורה הטובה ביותר לאחר שהנבדקים היו עמוסים בפחמימות ונחשפו לסוכני BAT פרמקולוגיים או לגירויים סביבתיים. תוצאות גישה זו יכולות לשמש לחקר פעילות BAT, ניצול המצע והוצאת האנרגיה לאחר הפעלת ה- BAT בנושאי מחקר בודדים27.
Protocol
Representative Results
Discussion
השיטה שהראינו כאן היא פרוטוקול פשוט, בטוח וחסכוני מבחינה טכנית למדידת תרמוגנזה BAT בבני אדם. הפרוטוקול מתייחס לחששות הקשורים לאמינות השימוש ב- IRT בפני עצמו כדי להבחין בין התחממות מקומית עקב שינוי בזרימת הדם בעור לבין התחממות עמוקה יותר עקב תרמוגנזה על ידי מתאם IRT עם שני המדדים של הוצאת אנרגיה (EE) וניצול המצע. מכיוון שטכניקה זו אינה משתמשת בקרינה מייננת, היא מאפשרת ניתוח מדידות חוזרות, דבר שאינו אפשרי בטכניקות הדמיה של PET. לבסוף, בעוד שטכניקות הדמיה של PET יכולות לזהות הפעלת BAT, הן אינן מדווחות על התוצאות הפיזיולוגיות (טמפרטורה מוגברת ו- EE) שפרוטוקול זה מודד.
חוזקו של הפרוטוקול המתואר כאן הוא בכך שישנם ארבעה קווי ראיות התומכים במסקנה של תרמוגנזה BAT מעוררת: (1) עלייה במדידת Tscf, במקביל לטמפרטורת ליבה ללא שינוי וטמפרטורת עור יציבה מעל אזור הייחוס הסמוך; (2) הגדלת ההוצאה האנרגטית; (3) שינוי בניצול המצע; ו-(4) ירידה ברמות הגלוקוז בדם. התצפיות המתכנסות כולן תואמות את התוצאות החזויות עבור תרמוגנזה של BAT. החלק המהותי של הפרוטוקול הוא העמסת פחמימות של המשתתפים כדי להבטיח מטבוליזם של פחמימות לפני התערבות. תרמוגנזה BAT מחליפה את חילוף החומרים של המצע מפחמימות לחומצות שומן חופשיות, כפי שמראה הנפילה ב- RER. בעוד המצע המועדף עבור תרמוגנזה BAT הוא חומצות שומן חופשיות, ספיגה משמעותית של גלוקוז לתוך BAT פעיל מבוסס היטב 5,6,7. לכן, אנו רואים ירידה ברמות הגלוקוז בדם במקביל לתרמוגנזה BAT. לא ניתן יהיה להבחין בשינוי ההדדי בניצול המצע (RER) ובירידה ברמות הגלוקוז בדם במצב צום.
מחקרים קודמים הגיעו למסקנה כי Tscf מוגבר (נמדד על ידי IRT) מספיק כדי להסיק תרמוגנזה BAT. עם זאת, מסקנה זו היא ודאית רק אם Tscf עולה על טמפרטורת הליבה. אם ה- Tscf קטן או שווה לטמפרטורת הליבה, לא ניתן לשלול שינוי מקומי בטמפרטורה עקב זרימת דם מוגברת בעור. סקירה שיטתית הגיעה למסקנה כי IRT לבדו אינו מסוגל לקבוע אם עלייה בטמפרטורת העור supraclavicular נובעת תרמוגנזהBAT 37. הסקירה ציינה כי השיטה הנפוצה ביותר (18F-FDG PET/CT) מודדת את ספיגת הגלוקוז לתוך BAT37. עם זאת, המצע המועדף לתרמוגנזה BAT הוא חומצות שומן13. סוגיה מתודולוגית זו מונעת כל השוואה משמעותית בין נתוני PET/CT באימות נתוני IRT, שכן כל אחד ממדדים אלה לבדו אינו מדד מתאים לפעילות המטבולית האמיתית של ה- BAT, שכן הוא אינו יכול להצביע על השינוי בהוצאת האנרגיה ובניצול המצע עקב תרמוגנזה של BAT. עם זאת, עם הפרוטוקול המתואר כאן, לא רק שאנו יכולים לכמת את השינוי בטמפרטורה, אלא אנו יכולים גם לאשר עלייה בהוצאה האנרגטית – תוצאה פיזיולוגית מרכזית של תרמוגנזה BAT. IRT היא שיטה ללא מגע, לא פולשנית וזולה יחסית למדידת שינויי טמפרטורה וטמפרטורה הקשורים לתרמוגנזה של BAT. לעומת זאת, PET-CT הוא יקר וחושף אנשים לקרינה מייננת, ובכך מגביל את תחולתה של שיטה זו לניתוחים רטרוספקטיביים קטנים של מחקרי הדמיה קליניים. היישום של הפרוטוקול הנוכחי לניסויים קליניים אקראיים בקנה מידה גדול יהיה פשוט יחסית וחסכוני.
חשוב לציין כי ניתן להסביר את הירידה בחמצון הפחמימות בעקבות התערבות קפאין במעבר בניצול המצע כתוצאה מעלייה בתרמוגנזה של BAT עקב ההתערבות. מדדים של איתות אינסולין יהפכו את תוצאות המחקר הזה לחזקות יותר. עם זאת, לא ברור בהתבסס על תוצאות מחקר זה האם קפאין ישפיע על איתות אינסולין באמצעות פעולה על BAT או אם הירידה ברמת הגלוקוז בדם היא תוצאה של BAT לוקח יותר מצעי אנרגיה.
לשיטת 18F-FDG PET/CT יש מספר מגבלות מובנות כאשר היא משמשת לכימות ומדידה של הפעילות הפיזיולוגית של BAT, במיוחד כאשר חוקרים את ההשפעה של חומרים מזינים או מרכיבים תזונתיים על פעילות BAT. שיטת 18F-FDG PET/CT דורשת מהנבדקים להיות בצום כדי למנוע עלייה הנגרמת על ידי הזנה בספיגת גלוקוז על ידי רקמת השריר, אשר יכולה להפחית באופן משמעותי את הזיהוי של תפקוד BAT ו- BAT38. יתר על כן, טכניקה זו לבדה אינה יכולה למדוד את ההשפעה הפיזיולוגית או את מידת הפעלת BAT. בנוסף, השימוש בקרינה מייננת במחקרי דימות PET מהווה מכשול אתי, בריאותי ובטיחותי לתכנון מחקרי הצלבה חוזרים ונשנים. בנוסף, 18F-FDG מייצג ספיגת גלוקוז בלבד, שאינה זהה למדידת חילוף החומרים של גלוקוז. שיטה זו של העמסת פחמימות לפני מדידת טמפרטורת BAT ושילוב רמות הגלוקוז בדם עם קלורימטריה עקיפה מאפשרת לנו למדוד בקפדנות את ההשפעה הפיזיולוגית של תרמוגנזה וניצול שונה של המצע, שאחרת לא היה זמין במצב צום.
חוזקות ומגבלות
לפרוטוקול זה יש השלכות רחבות יותר מאשר לימוד BAT. על ידי משתתפים בהעמסת פחמימות לפני ההתערבות, ניתן להבחין בתנודה של רמות הגלוקוז בדם בתגובה הן להעמסת פחמימות והן להתערבות קפאין, כמו גם שינויים בניצול המצע. לכן, טכניקה זו יכולה לשמש כדי לשפר מחקרים קלורימטריה עקיפה אנושית ואמצעים מטבוליים. עדיין לא ידוע אם ניתן לשחזר את תוצאות מחקר זה בעקבות התערבויות אחרות, כגון חשיפה לקור או גירוי אדרנרגי. עם זאת, תוצאות מחקר זה שוכפלו בעקבות התערבות עם מרכיב תזונתי אחר, כלומר Capsicum annuum27. קפדנות נוספת וביטחון בתוצאות ניתן להשיג באמצעות גישה כפולת סמיות לניתוח התערבויות באמצעות הטכניקות המתוארות, וזה יכול להיות מיושם בקלות27.
הבלבול הפוטנציאלי של טמפרטורת חדר מגוונת אינו רלוונטי בפרוטוקול זה, שכן טמפרטורת החדר נשמרה יציבה ממשתתף למשתתף. בנוסף, הלחות נלקחה בחשבון במהלך כיול מנתח גז הנשימה. זה מוסק בהתקנה של חתיכת ציוד זה, כמו כיול הושלם על פי הוראות היצרן.
מרווחי הזמן למדידה ולטיפול נקבעו בעקבות מחקר פיילוט קטן שבו בוצע פתרון בעיות של הפרוטוקול. בעיקרו של דבר, מרווחי הזמן למדידה נקבעו בהתבסס על הזמן הדרוש לחוקר לבצע את המדידות ועל נוחות המשתתף. זמן ההתערבות נקבע בהתבסס על הזמן שלקח לחילוף החומרים של הפחמימות להתרחש בעקבות עומס הפחמימות כדי לחקור אם ההתערבות הגבירה את חמצון חומצות השומן החופשיות (כלומר, תרמוגנזה BAT) והורידה את חמצון הפחמימות.
יש לציין כי ישנם הבדלים בין רמות גלוקוז נימי וורידי39. עם זאת, בהקשר של טיפול חוץ-אשפוזי, הדרך הנפוצה ביותר שבה נמדדות רמות הגלוקוז בדם היא באמצעות דגימת דם ממקור נימי המנותחת על ידי גלוקומטר ידני, נקודת טיפול40. בנוסף, אצל אנשים בריאים (בדומה לאלה הכלולים בפרוטוקול זה) בסביבה לא קלינית, יש הבדל מובהק סטטיסטית, אך לא מובהק קלינית, בין רמות הגלוקוז בדם נימי וורידי כאשר נמדד באמצעות גלוקומטר41 מבוסס נימי טיפול. בהקשר זה, דגימה נימית תישאר הגישה האופטימלית בשל העובדה שרוב הגלוקומטרים הנקודתיים הזמינים בשוק מהונדסים לנתח דגימות דם נימיות41. מנקודת מבט קלינית, ניתן לטעון כי גלוקוז ורידי בדם היא שיטת הניתוח הטובה ביותר. עם זאת, דגימת דם ורידי היא לא רק יקרה ודורשת ציוד מיוחד (שם), אלא היא גם פולשנית. יש לאזן את השיקולים האתיים של הגברת הסיכון לתופעות לוואי במהלך הפרוטוקול מול הספרות המדווחת המציגה את המתאם והאמינות הגבוהים של גלוקוז נימי בדם כמדד לגלוקוז ורידיבדם 42. המפתח כאן, כמובן, הוא שלא יצאנו לאבחן סוכרת אלא למדוד שינויים ברמות הגלוקוז בדם, שעבורם ניטור נימי סוכר בדם הוא פרוטוקול מתאים יותר.
גלוקוז יכול לגרום לתרמוגנזה, וארוחות בודדות יכולות להפעיל את BAT43. עם זאת, וחשוב למדי, הנתונים הכלולים בכתב יד זה אינם מראים השפעה משמעותית של העמסת גלוקוז בקבוצת ההתערבות או בקבוצת הפלצבו. יתר על כן, הנתונים שנכללו בכתב היד נגזרו מהתוצאות של Van Schaik et al., שכללו התערבות שלישית (Capsicum annuum), ועומס הגלוקוז לא יצר השפעה משמעותית על המדדים27.
יש לציין כי פרוטוקול זה שימש רק במשתתפים גברים עם שומן גוף נמוך ו- BAT פעיל (כדי להפחית את מספר המשתנים הניתנים לשליטה, נשים לא נכללו במחקר). קיים מתאם הפוך ידוע בין שומן למסת BAT בבני אדם44. בנוסף, ידוע כי אנשים שמנים בעבר אשר ירדו במשקל באמצעות דיאטה ופעילות גופנית יש קצב חילוף חומרים בסיסי נמוך יותר חייב לצרוך דיאטות קלוריות נמוכות כדי לשמור על משקל תקין45,46. יתר על כן, פעילות BAT יכולה לעורר צמיחת BAT8. השיטה המתוארת כאן תאפשר מחקרים ארוכי טווח לחקור שינויים בפעילות BAT הקשורים למחלות מטבוליות באופן שאינו מתאפשר על ידי טכניקות אחרות.
מסקנה
לסיכום, אנו מדגימים גישת מדידה לכימות פעילות רקמת השומן החום האנושית באמצעות IRT וקלורימטריה עקיפה בעקבות עומס פחמימות. השלבים הקריטיים כוללים: 1) העמסת פחמימות על המשתתפים הנמצאים במצב צום לפני מדידת טמפרטורת ה- BAT תוך שילוב קלורימטריה עקיפה ורמות גלוקוז בדם כדי לאפשר כימות של ההיקף הפיזיולוגי של תרמוגנזה BAT וניצול שונה של המצע; 2) הערכת מחסני IRT BAT רלוונטיים וטמפרטורות מנקודת ייחוס וטמפרטורת ליבה כדי להדגים כל עלייה ב- Tscf שתצביע על הפעלת BAT בהתבסס על המיקום האנטומי. אנו מאמינים כי מדידות כמותיות אלה מאפשרות הערכה מדויקת יותר של תרומת BAT למטבוליזם של אנרגיה אנושית בוגרת ולוויסות תרמי. גישה יסודית זו צריכה לשמש חוקרים לחקר הפיזיולוגיה של BAT ולשמש תקן חדש לפיתוח גישות הפעלת BAT אנושיות בעתיד.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ברצוננו להודות לכל מתנדבי המחקר על השתתפותם במחקר שלנו. עבודה זו נתמכה על ידי יוזמת המחקר הולסוורת’, אוניברסיטת לה טרוב והמכון למדעי ההגנה (DSI, אוסטרליה).
Materials
| Automated Sphygmomanometer | Omron SEM-2 advanced, Omron, Kyoto, Japan | ||
| Dual-energy X-ray absorptiometry scanner | Hologic Horizon, Hologic Inc., Bedford, MA, USA | ||
| ECG electrodes | Ambu Blue Sensor R, Malaysia | ||
| Five lead ECG | Medilog AR12 plus; Schiller, Germany | ||
| FLIR E60 camera | FLIR Systems Australia, Melbourne , Australia | ||
| FLIR Research Studio Professional Edition | FLIR Systems Australia, Melbourne , Australia | ||
| Freestyle Optium Xceed | Abbott Diabetes Care, Alameda, Canada | ||
| Glucose Gel | Winners Sports Nutrition, Mt Martha, Victoria, Australia | ||
| MaskA cold-sterilized silicone mask | 7400 series Oro-Nasal Mask, Hans Rudolph | ||
| Medilog Darwin2 software | Professional; Schiller, Germany | ||
| Non-contact Infrared Thermometer | Berrcom, JXB-178, Guangdong, China | ||
| Optium Glucose Strip Xceed | Abbott Diabetes Care, Alameda, Canada | ||
| ParvoMedics TrueOne 2400 respiratory gas analyser | ParvoMedics Inc, East Sandy, UT, USA | ||
| Pre-sterilized Non-rebreathing Valve | Two-way non-rebreathing valve T-Shape configuration, 2600 Medium or 2700 Large, Hans Rudolph |
References
- Cypess, A. M., et al. Identification and importance of brown adipose tissue in adult humans. The New England. Journal of Medicine. 360 (15), 1509-1517 (2009).
- van Marken Lichtenbelt, W. D., et al. Cold-activated brown adipose tissue in healthy men. The New England Journal of Medicine. 360 (15), 1500-1508 (2009).
- Virtanen, K. A., et al. Functional brown adipose tissue in healthy adults. New England Journal of Medicine. 360 (15), 1518-1525 (2009).
- Abreu-Vieira, G., Xiao, C., Gavrilova, O., Reitman, M. L. Integration of body temperature into the analysis of energy expenditure in the mouse. Molecular Metabolism. 4 (6), 461-470 (2015).
- Orava, J., et al. Different metabolic responses of human brown adipose tissue to activation by cold and insulin. Cell Metabolism. 14 (2), 272-279 (2011).
- Chen, K. Y., et al. Brown fat activation mediates cold-induced thermogenesis in adult humans in response to a mild decrease in ambient temperature. Journal of Clinical Endocrinology Metabolism. 98 (7), 1218-1223 (2013).
- Ouellet, V., et al. Brown adipose tissue oxidative metabolism contributes to energy expenditure during acute cold exposure in humans. The Journal of Clinical Investigation. 122 (2), 545-552 (2012).
- Van Schaik, L., Kettle, C., Green, R., Irving, H., Rathner, J. Effects of caffeine on brown adipose tissue thermogenesis and metabolic homeostasis: A review. Frontiers in Neuroscience. 15, 54 (2021).
- Lee, P., et al. Temperature-acclimated brown adipose tissue modulates insulin sensitivity in humans. Diabetes. 63 (11), 3686 (2014).
- Heaton, J. M. The distribution of brown adipose tissue in the human. Journal of Anatomy. 112 (1), 35-39 (1972).
- Sievers, W., et al. Innervation of supraclavicular adipose tissue: A human cadaveric study. PLoS One. 15 (7), 0236286 (2020).
- Chondronikola, M., Beeman, S. C., Wahl, R. L. Non-invasive methods for the assessment of brown adipose tissue in humans. The Journal of Physiology. 596 (3), 363-378 (2018).
- Carpentier, A. C., et al. Brown adipose tissue energy metabolism in humans. Frontiers in Endocrinology. 9, 447 (2018).
- Raiko, J., et al. Human brown adipose tissue [15O] O2 PET imaging in the presence and absence of cold stimulus. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 43 (10), 1878-1886 (2016).
- Blondin, D. P., et al. Selective impairment of glucose but not fatty acid or oxidative metabolism in brown adipose tissue of subjects with type 2 diabetes. Diabetes. 64 (7), 2388-2397 (2015).
- Blondin, D. P., et al. Dietary fatty acid metabolism of brown adipose tissue in cold-acclimated men. Nature Communications. 8, 14146 (2017).
- Lahesmaa, M., et al. Regulation of human brown adipose tissue by adenosine and A2A receptors-studies with [15O] H2O and [11C] TMSX PET/CT. European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging. 46 (3), 743-750 (2019).
- Koskensalo, K., et al. Human brown adipose tissue temperature and fat fraction are related to its metabolic activity. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism. 102 (4), 1200-1207 (2017).
- Gifford, A., Towse, T. F., Walker, R. C., Avison, M. J., Welch, E. B. Characterizing active and inactive brown adipose tissue in adult humans using PET-CT and MR imaging. American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism. 311 (1), 95-104 (2016).
- Law, J., et al. Thermal imaging is a noninvasive alternative to PET/CT for measurement of brown adipose tissue activity in humans. Journal of Nuclear Medicine. 59 (3), 516-522 (2018).
- Brasil, S., et al. A systematic review on the role of infrared thermography in the brown adipose tissue assessment. Reviews in Endocrine and Metabolic Disorders. 21 (1), 37-44 (2020).
- Velickovic, K., et al. Caffeine exposure induces browning features in adipose tissue in vitro and in vivo. Scientific Reports. 9 (1), 9104 (2019).
- Pérez, D. I. V., et al. Physically active men with high brown adipose tissue activity showed increased energy expenditure after caffeine supplementation. Journal of Thermal Biology. 99, 103000 (2021).
- Symonds, M. E., et al. Thermal imaging to assess age-related changes of skin temperature within the supraclavicular region co-locating with brown adipose tissue in healthy children. The Journal of Pediatrics. 161 (5), 892-898 (2012).
- Salem, V., et al. Glucagon increases energy expenditure independently of brown adipose tissue activation in humans. Diabetes, Obesity and Metabolism. 18 (1), 72-81 (2016).
- Lee, P., et al. Hot fat in a cool man: Infrared thermography and brown adipose tissue. Diabetes, Obesity and Metabolism. 13 (1), 92-93 (2011).
- Van Schaik, L., et al. Both caffeine and Capsicum annuum fruit powder lower blood glucose levels and increase brown adipose tissue temperature in healthy adult males. Frontiers in Physiology. 13, 870154 (2022).
- Van Schaik, L., et al. but not anxiogenic, doses of caffeine act centrally to activate interscapular brown adipose tissue thermogenesis in anesthetized male rats. Scientific Reports. 11 (1), 113 (2021).
- McNeill, B. T., Morton, N. M., Stimson, R. H. Substrate utilization by brown adipose tissue: What’s hot and what’s not. Frontiers in Endocrinology. 11, 571659 (2020).
- Schmidt-Nielsen, K. . Animal Physiology: Adaptation and Environment. , (1997).
- Peronnet, F., Massicotte, D. Table of nonprotein respiratory quotient: An update. Canadian Journal of Sport Sciences. 16 (1), 23-29 (1991).
- Galgani, J. E., Ryan, D. H., Ravussin, E. Effect of capsinoids on energy metabolism in human subjects. British Journal of Nutrition. 103 (1), 38-42 (2010).
- Ohnuki, K., et al. CH-19 sweet, a non-pungent cultivar of red pepper, increased body temperature and oxygen consumption in humans. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry. 65 (9), 2033-2036 (2001).
- Wang, Q., et al. Brown adipose tissue activation is inversely related to central obesity and metabolic parameters in adult human. PLoS One. 10 (4), 0123795 (2015).
- Vijgen, G. H., et al. Brown adipose tissue in morbidly obese subjects. PLoS One. 6 (2), 17247 (2011).
- Cunningham, J. Calculation of energy expenditure from indirect calorimetry: Assessment of the Weir equation. Nutrition. 6 (3), 222-223 (1990).
- Jimenez-Pavon, D., et al. Infrared thermography for estimating supraclavicular skin temperature and BAT activity in humans: A systematic review. Obesity. 27 (12), 1932-1949 (2019).
- Roman, S., et al. Brown adipose tissue and novel therapeutic approaches to treat metabolic disorders. Translational Research. 165 (4), 464-479 (2015).
- Sirohi, R., Singh, R. P., Chauhan, K. A comparative study of venous and capillary blood glucose in a tertiary care hospital. Indian Journal of Public Health Research and Development. 11 (7), 740 (2020).
- Funk, D. L., Chan, L., Lutz, N., Verdile, V. P. Comparison of capillary and venous glucose measurements in healthy volunteers. Prehospital Emergency Care. 5 (3), 275-277 (2001).
- Topping, J., et al. A comparison of venous versus capillary blood samples when measuring blood glucose using a point-of-care, capillary-based glucometer. Prehospital and Disaster Medicine. 34 (5), 506-509 (2019).
- Akinbami, F., et al. Tale of two sites: capillary versus arterial blood glucose testing in the operating room. The American Journal of Surgery. 203 (4), 423-427 (2012).
- Saito, M., Matsushita, M., Yoneshiro, T., Okamatsu-Ogura, Y. Brown adipose tissue, diet-induced thermogenesis, and thermogenic food ingredients: from mice to men. Frontiers in Endocrinology. 11, 222 (2020).
- Yoneshiro, T., et al. Age-related decrease in cold-activated brown adipose tissue and accumulation of body fat in healthy humans. Obesity. 19 (9), 1755-1760 (2011).
- Fothergill, E., et al. Persistent metabolic adaptation 6 years after "The Biggest Loser" competition. Obesity. 24 (8), 1612-1619 (2016).
- Hall, K. D. Energy compensation and metabolic adaptation: "The Biggest Loser" study reinterpreted. Obesity. 30 (1), 11-13 (2021).
