Forskere har fundet ud af, at længden af dagslyset påvirker niveauet af opioidreceptorer i brunt fedtvæv. Når dagslyset bliver kortere, stiger receptoraktiviteten. Et lignende fænomen forekommer også i hjernen. Begge fænomener hjælper mennesker og dyr med at tilpasse sig årstidernes skiften.

Betydningen af brunt fedtvæv

Når årstiden bliver mørkere og koldere, begynder dyrs brune fedt at vokse. Dette væv genererer varme effektivt og hurtigt og regulerer appetitten. Brunt fedtvæv findes også hos mennesker. Brunt fedtvæv er ansvarligt for at forbrænde energi og omdanne den til varme. Denne proces kaldes termogenese og hjælper kroppen med at regulere sin temperatur, især under kolde forhold. Brunt fedtvæv indeholder et særligt stort antal mitokondrier– cellernes »kraftværker« – hvilket giver det sin karakteristiske mørke farve. Hos mennesker er brunt fedtvæv mest udbredt hos nyfødte, da de endnu ikke selv er i stand til at regulere deres kropstemperatur effektivt. Hos voksne findes det kun i små mængder, men spiller fortsat en rolle i stofskiftet og energiforbruget.

Brunt fedtvæv spiller ikke kun en vigtig rolle i varmeproduktionen, men synes også at være tæt forbundet med kroppens biologiske rytmer. Undersøgelser viser, at dets aktivitet påvirkes af ydre signaler såsom lys, temperatur og dagslængde. Disse faktorer styrer døgnrytmen – kroppens indre ur, som regulerer søvn, hormonproduktion, stofskifte og energiforbrug. Brunt fedtvæv har sine egne molekylære urmekanismer og følger døgnrytmiske udsving, der påvirker dets evne til at producere varme og udnytte energi. Forskere formoder derfor, at vævet er en del af et komplekst netværk, gennem hvilket organismen tilpasser sig daglige og sæsonmæssige ændringer. Ændringer i dagslysets varighed kan ikke blot påvirke det brune fedtvævs aktivitet, men også stofskiftet, appetitten, kropsvægten og muligvis endda humøret og velværet. Som følge heraf bliver det brune fedtvæv i stigende grad genstand for kronobiologi, som undersøger, hvordan biologiske processer styres af interne og eksterne tidsstrukturer.

Nye behandlingsformer mod fedme

Det brune fedtvævs betydning for sundheden er i stigende grad i fokus for forskningen. I modsætning til hvidt fedtvæv, som lagrer overskydende energi og er mere udbredt hos overvægtige personer, forbrænder brune fedtceller energi for at producere varme. Dermed bidrager de ikke kun til at opretholde kropstemperaturen, men påvirker også kroppens samlede energibalance. Forskere formoder derfor, at en øget aktivering af brunt fedtvæv kan bidrage til at bekæmpe fedme og relaterede metaboliske sygdomme.

En undersøgelse fra Universitetshospitalet i Bonn viser, hvor stor interessen er for dette væv. Forskerne identificerede proteinet EPAC1 som en nøgleregulator for væksten og aktiviteten i brunt fedtvæv. Forsøg viste, at EPAC1 fremmer dannelsen af brune fedtceller og endda kan bidrage til, at såkaldte beige fedtceller udvikler sig i hvidt fedtvæv. Disse celler har egenskaber, der ligner de brune fedtceller, og kan ligeledes forbrænde energi. Forskerne kunne desuden påvise, at denne signalvej er aktiv ikke blot hos mus, men også i menneskelige fedtceller.

På lang sigt håber forskerne at kunne bruge disse fund til at udvikle nye behandlingsformer mod fedme. Da kost og motion alene ofte ikke er tilstrækkeligt til et varigt vægttab, søger forskerne efter måder, hvorpå man specifikt kan øge kroppens energiforbrug. Brunt fedtvæv anses for at være en særlig lovende tilgang i denne henseende, da det kan frigive overskydende energi i form af varme. Resultaterne fra Bonn viser således, at brunt fedtvæv er langt mere end blot et væv til termoregulering – det kan også komme til at spille en vigtig rolle i behandlingen af stofskiftesygdomme i fremtiden. På denne baggrund vokser interessen også for de biologiske faktorer, der styrer det brune fedtvævs aktivitet. Disse omfatter ikke kun temperatur og kost, men tilsyneladende også dagslysets varighed og kroppens indre biologiske rytmer.

Hvordan dagslys påvirker brunt fedtvæv

Den undersøgelse, der blev gennemført af Turku PET Centre i Finland, tog netop fat på dette spørgsmål. Forskningen bygger på resultater inden for kronobiologi, som tyder på, at talrige metaboliske processer styres af indre biologiske ure. Disse ure styres blandt andet af eksterne signaler såsom lys og mørke og hjælper organismen med at tilpasse sig daglige og sæsonmæssige ændringer. Da brunt fedt spiller en vigtig rolle i varmeproduktionen og energiforbruget, fremsatte forskerne den hypotese, at dets aktivitet muligvis også kunne påvirkes af sæsonmæssige ændringer. Af særlig interesse var mu-opioidreceptorerne, som primært er kendt for deres rolle i smertebehandling, belønningsopfattelse og følelsesmæssige processer, men som i stigende grad kædes sammen med reguleringen af metaboliske processer.

Forskerne observerede, at kortere dagslys påvirker signaloverførslen via opioidreceptorerne i dyrs brune fedtvæv. Når lysmængden falder, stiger koncentrationen af opioidreceptorer. Observationen blev foretaget på rotter, der levede i et kunstigt miljø, der efterlignede sæsonmæssige ændringer i dagslysets varighed. Resultaterne tyder på, at brunt fedtvæv er følsomt over for sæsonmæssige ændringer og muligvis udgør en del af et bredere biologisk system, der tilpasser energibalancen til skiftende miljøforhold.

Nyt gennembrud i forskningen i opioidreceptorer

Forskerne anser resultaterne for særligt bemærkelsesværdige, da mu-opioidreceptorer hidtil primært er blevet undersøgt i forbindelse med hjernefunktioner. Det faktum, at der nu også er påvist sæsonmæssige ændringer i disse receptorer i brunt fedtvæv, åbner nye perspektiver for forståelsen af samspillet mellem stofskifte, energibalance og biologiske rytmer. Da brunt fedtvæv spiller en central rolle i varmeproduktionen og kalorieforbruget, kan opioidreceptorernes aktivitet hjælpe kroppen med at tilpasse sig forskellige miljøforhold og årstider.

Professor Anne Roivainen fra Turku PET Centre forklarer, at det er første gang, at koncentrationerne af mu-opioidreceptorer i kroppens perifere områder er blevet undersøgt ved hjælp af positronemissionstomografi (PET). »Resultaterne understreger, at mu-opioidreceptorer påvirker det brune fedtvævs sæsonbestemte aktivitet. Fremtidige studier bør yderligere undersøge, om mu-opioidreceptorer i det brune fedtvæv er direkte forbundet med vævets energiforbrug,« siger Roivainen.

Opioidreceptorer er bindingssteder på celler, hvorigennem kroppens egne opioider, såsom endorfiner, udøver deres virkning. Disse neurotransmittere er blandt andet involveret i reguleringen af smerteopfattelse, belønning, motivation og følelsesmæssigt velbefindende. I de senere år har forskningen imidlertid i stigende grad fundet beviser for, at opioidsystemet ikke kun påvirker hjernen, men også spiller en central rolle i stofskiftet og energibalancen. De sæsonbestemte ændringer, der nu er observeret, kunne derfor være en del af en bredere tilpasningsmekanisme, hvorigennem pattedyr tilpasser sig de skiftende krav fra sommer og vinter.

Desuden har forskere længe haft mistanke om, at ændringer i opioidsystemet kunne være forbundet med sæsonbestemte humørsvingninger. Forstyrrelser i opioidreceptorernes funktion er allerede blevet sat i forbindelse med depression, angstlidelser og spiseforstyrrelser. Sæsonafhængig depression, som ofte manifesterer sig som vinterdepression, øget appetit og ændrede søvnmønstre, kan også delvist være relateret til ændringer i disse signalveje. Det er dog stadig uklart, om de nu påviste sæsonbestemte udsving i mu-opioidreceptorerne i hjernen og det brune fedtvæv rent faktisk bidrager til sådanne humørpåvirkninger, og dette skal undersøges i yderligere studier.