Onderzoek: wit vet in bruin vet veranderen

Wit vet slaat energie op terwijl bruin vet juist de verbranding opvoert. Onderzoekers zijn er nu in geslaagd wit vet uit je lichaam te halen, te veranderen in bruin vet en weer terug te plaatsen. 

Bruin vet

We hebben hier al eerder geschreven over de verschillen tussen bruin vet, wit vet en beige vet. Kort gezegd, zorgen witte vetcellen voor de opslag van energie. Daarmee vormen ze een reserve brandstof, maar veroorzaken ze ook de huidige epidemie van overgewicht. Bruin vet heeft een andere functie. Het kan de temperatuur reguleren door voor extra warmte te zorgen. Het doet dit door juist energie vrij te maken om zo de lichaamstemperatuur te verhogen. Bruin vet komt vooral voor in baby’s om ze te beschermen tegen de kou. Lang werd gedacht dat bruin vet vervolgens bijna geheel verdween. Bruin vet was wel aangetroffen in volwassen, maar in zeer kleine hoeveelheden. Onderzoekers dachten dan ook dat bruin vet in volwassenen geen betekenisvolle bijdrage aan de vetverbranding kon leveren [1,2].  Ongeveer 10 jaar geleden werd echter duidelijk dat ook volwassenen significante hoeveelheden bruin vet kunnen hebben [3-6]. Daarmee is bruin vet volop in de belangstelling komen te staan van wetenschappers die deze kennis willen inzetten in de strijd tegen overgewicht.

Hoewel er dus meer bruin vet resteert in volwassenen dan eerder gedacht, blijft dit een kleinere hoeveelheid dan in de jeugd. Dit zou dan ook een mogelijke (deel)verklaring kunnen zijn van toenemend overgewicht tijdens het ouder worden. Hoeveelheden bruin vet en de activiteit kunnen verschillen per persoon, maar zijn ook afhankelijk van bepaalde omstandigheden. Blootstelling aan kou blijft een belangrijke externe factor die bruin vet kan activeren [7,8]. Bruin vet neemt onder die omstandigheden ook toe doordat sommige witte vetcellen (ook wel ‘beige vet’ genoemd) zich als bruine vetcellen kunnen gaan gedragen. Zo’n proces dat witte vetcellen stimuleert om zich als bruin vetcellen te gedragen, wordt ook wel het ‘bruinen van vetcellen’ genoemd.

Wit vet in bruin vet veranderen

We hebben dan ook eerder geschreven over experimentele manieren om dit ‘bruinen’ voor elkaar te krijgen. Begin dit jaar nog naar aanleiding van onderzoekers die via een speciale pleister schildklierhormoon injecteren. Het zou een veiligere manier zijn om het medicijn rechtstreeks toe te dienen. Andere onderzoekers ontdekten juist een eiwit in het lichaam dat het omzetten van wit in bruin vet afremt. Uitschakelen van het eiwit leidde in muizen tot gewichtsverlies ondanks een dieet hoog in vetten.

Maar de bekendste manier blijft cryolyse (of ‘cryolipolyse’). Blootstelling aan kou. Dat heeft echter zijn praktische beperkingen. Systemisch een behandeling cryotherapie is niet voor iedereen mogelijk. Plaatselijke kou therapie blijft veilig en effectief, maar resultaten duren lang en zijn slechts plaatselijk [9,10,11].

Wit vet buiten het lichaam in bruin vet veranderen

In 2009 dachten onderzoekers al aan het veranderen van wit vet in bruin vet buiten het lichaam [12]. Dat zou meerdere voordelen hebben. Je hoeft niet met kou te werken die systematisch over een lange termijn moet worden aangebracht. Je hoeft ook geen medicijnen in het lichaam te brengen die bijwerkingen kunnen hebben.

En dat is precies wat onderzoekers van Columbia Engineering hebben gedaan [14]. Ze hebben een eenvoudige methode ontwikkeld om wit vet buiten het lichaam rechtstreeks in bruin vet te veranderen. Het vet wordt via dezelfde technieken verwijderd en teruggeplaatst die plastisch chirurgen dagelijks gebruiken bij het zogenaamde ‘fat-grafting’. Als voorbeeld kan je denken aan de billen van Temptation verleidster Kelly die gevuld zijn met vet uit haar buik. Nu gaat het dus echter niet om het verplaatsen van vet, maar het vervangen van vet.

Our approach to increasing brown fat is potentially safer than drugs because the only thing going into patients is their own tissue, and it’s highly controllable because we can tune the amount of brown fat we inject. The process is also so simple that it could be potentially performed using an automated system within a doctor’s office or clinic.

“Even je vet verversen”

Het team van onderzoekers nam vetculturen af en stelde deze bloot aan verschillende groeifactoren en andere ‘bruinende’ factoren die in ons lichaam voorkomen. Ze beoordeelden de mate van bruinen door verschillende eigenschappen van bruin vet te meten zoals het eerder behandelde eiwit UCP1.

In één van de experimenten ontdekten ze dat wit vet van muizen rechtstreeks in bruin vet kon worden omgezet buiten het lichaam. Bovendien bleef het bruin vet lang stabiel na injectie in dezelfde muis (twee maanden in het experiment). Dat laatste is natuurlijk een belangrijk gegeven. Bruine vetcellen die bijvoorbeeld door kou therapie zijn ontstaan, veranderen snel weer terug onder normale temperaturen. Hoewel deze ‘vet ververs behandeling’ minimaal ingrijpend is, scheelt het als deze niet wekelijks moet worden uitgevoerd. Na de experimenten met vet uit muizen waren de onderzoekers succesvol met het veranderen van wit vet van mensen in bruin vet buiten diens lichaam.

This suggests that it might be possible one day to attempt our approach in humans as a potential therapy to help with weight loss, control of blood glucose levels, or to prevent weight gain

Hoewel de behandelde muizen geen verschil toonden in ontwikkeling van lichaamsgewicht zijn de onderzoekers hoopvol. In hun vervolgonderzoeken willen ze uitvinden welke doseringen van bruin vet effectief zijn.

Referenties

1. Astrup A, Bulow J, Madsen J, Christensen NJ: Contribution of BAT and skeletal muscle to thermogenesis induced by ephedrine in man. Am J Physiol 1985; 248: E507– E515 
2. Cunningham S, Leslie P, Hopwood D, Illingworth P, Jung RT, Nicholls DG, Peden N, Rafael J, Rial E:The characterization and energetic potential of brown adipose tissue in man. Clin Sci (Lond) 1985; 69: 343– 348
3. Saito M, Okamatsu-Ogura Y, Matsushita M, Watanabe K, Yoneshiro T, Nio-Kobayashi J, Iwanaga T, Miyagawa M, Kameya T, Nakada K, Kawai Y, Tsujisaki M: High incidence of metabolically active brown adipose tissue in healthy adult humans: effects of cold exposure and adiposity. Diabetes 2009; 58: 1526– 1531
4. Cypess AM, Lehman S, Williams G, Tal I, Rodman D, Goldfine AB, Kuo FC, Palmer EL, Tseng YH, Doria A, Kolodny GM, Kahn CR: Identification and importance of brown adipose tissue in adult humans. N Engl J Med 2009; 360: 1509– 1517 [PMC free article] [PubMed]
5. van Marken Lichtenbelt WD, Vanhommerig JW, Smulders NM, Drossaerts JM, Kemerink GJ, Bouvy ND, Schrauwen P, Teule GJ: Cold-activated brown adipose tissue in healthy men. N Engl J Med 2009; 360: 1500– 1508
6. Virtanen KA, Lidell ME, Orava J, Heglind M, Westergren R, Niemi T, Taittonen M, Laine J, Savisto NJ, Enerback S, Nuutila P: Functional brown adipose tissue in healthy adults. N Engl J Med 2009; 360: 1518– 1525
7. Cold acclimation recruits human brown fat and increases nonshivering thermogenesis. van der Lans AA, Hoeks J, Brans B, Vijgen GH, Visser MG, Vosselman MJ, Hansen J, Jörgensen JA, Wu J, Mottaghy FM, Schrauwen P, van Marken Lichtenbelt WD J Clin Invest. 2013 Aug; 123(8):3395-403.
8. Brown adipose tissue oxidative metabolism contributes to energy expenditure during acute cold exposure in humans. Ouellet V, Labbé SM, Blondin DP, Phoenix S, Guérin B, Haman F, Turcotte EE, Richard D, Carpentier AC J Clin Invest. 2012 Feb; 122(2):545-52.
9. Cryolipolysis for noninvasive body contouring: clinical efficacy and patient satisfaction. Krueger N, Mai SV, Luebberding S, Sadick NS Clin Cosmet Investig Dermatol. 2014; 7():201-5.
10. The Safety and Efficacy of Cryolipolysis: A Systematic Review of Available Literature. Derrick CD, Shridharani SM, Broyles JM Aesthet Surg J. 2015 Sep; 35(7):830-6.
11. Selective cryolysis: a novel method of non-invasive fat removal. Manstein D, Laubach H, Watanabe K, Farinelli W, Zurakowski D, Anderson RR
    Lasers Surg Med. 2008 Nov; 40(9):595-604.
12. Brown Fat in Humans: Turning up the Heat on ObesityDiabetes. 2009 Jul; 58(7): 1482–1484.doi:  10.2337/db09-0622
     
13. Nicole R. Blumenfeld, Hwan June Kang, Anna Fenzl, Ziwei Song, Janice J. Chung, Ranjodh Singh, Roshawn Johnson, Ayse Karakecili, Jun B. Feranil, Ninna S. Rossen, Vivian Zhang, Sahir Jaggi, Bret McCarty, Steven Bessler, Gary J. Schwartz, Robert Grant, Judith Korner, Florian W. Kiefer, Brian M. Gillette, Samuel K. Sia. A direct tissue-grafting approach to increasing endogenous brown fat. Scientific Reports, 2018; 8 (1)