Es ist seit langem bekannt, dass Tiere (Nager) bei Kälteexposition über zwei verschiedene Methoden Wärme erzeugen können: durch Zittern und durch Fettoxidation in braunem Fettgewebe. Das Zittern ist ein Prozess, bei dem die Muskeln durch schnelle Bewegung Glykogen verbrennen und Wärme erzeugen. Die durch Kälte induzierte adaptive Thermogenese (kurz „kalte Thermogenese“, oder engl. „cold Thermogenesis“ genannt) in braunem Fettgewebe war neben Nagern lange nur in menschlichen Säuglingen bekannt. Es herrschte die Überzeugung, dass sich das braune Fett mit steigendem Alter reduziert und bei Erreichen des Erwachsenenalters komplett verschwunden ist (Lean, 1989). Seit kurzem konnte jedoch anhand neuer Verfahren mittels PET (Positron Emission Tomography) und CT (Computer Tomography) gezeigt werden, dass auch Erwachsene noch braunes Fettgewebe besitzen (Virtanen et al, 2009). Leider ist aber gerade bei übergewichtigen Erwachsenen der Anteil an braunem Fett deutlich geringer als bei schlanken Personen. Da braunes Fettgewebe Energie gewinnt, indem weißes Fett in Wärme umgewandelt wird, gehen nun viele Ansätze in die Richtung, mittels braunem Fett, dass überflüssige, adipöse Fett als Wärmequelle zu nutzen und abzuschmelzen (Boss and Farmer, 2012).
Die Vermehrung und Aktivierung von braunem Fett geschieht dabei auf zwei Wegen: einerseits durch Kälte-Exposition, andererseits versucht man natürlich wieder pharmakologisch das braune Fett zu aktivieren. Auch eine Magen-Bypass Operation scheint zu einer Aktivierung des braunen Fettgewebes zu führen (Stylopoulos et al., 2009). Es stellt sich natürlich die Frage, warum man die Nebenwirkungen eines Medikamentes oder die einer schweren Operation in Kauf nehmen soll, wenn die einfache Kälteexposition zu einem ähnlichen Ergebnis führen kann. Um das braune Fettgewebe zu aktivieren sollte die Temperatur nicht so kalt sein, dass man zu Zittern anfängt (van Ooijen et al., 2005). Schon die Reduktion der Hauttemperatur um nur 4°C führt zu einer kälte-induzierten Thermogenese (Ouellet et al, 2012). In einer anderen Studie wurde die Raumtemperatur so weit abgesenkt, dass gerade kein Zittern einsetzte. Bei den meisten Versuchspersonen lag diese Temperatur bei ca. 15°C. Der Energieverbrauch stieg dabei im Schnitt um mehr als 15% an (Vijgen et al., 2011).
In den braunen Fettzellen befinden sich besonders viele gut entwickelte Mitochondrien, die in der Lage sind die Atmungsreaktion zur Wärmegewinnung von der ATP Synthese zu trennen (Haas et al., 2012). Nach Aktivierung von braunem Fett verbessern sich sogar der Glykose-Stoffwechsel und auch die Insulin-Sensitivität. Damit könnte kalte Thermogenese auch bei der Behandlung von Typ-2 Diabetes helfen (Stanford et al., 2013).
Ein einfacher Schritt in die richtige Richtung könnte schon darin bestehen, die Raumtemperatur im Winter auf 20-21°C abzusenken und evtl. in einem kälteren Schlafzimmer zu schlafen. Das spart Energiekosten und aktiviert die Fettverbrennung.
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