Brun fettvävnad har spelat en nyckelroll i förebyggande forskning sedan dess närvaro först dokumenterades hos vuxna. Dock, det fanns ingen icke-invasiv metod för att mäta dess värmeutveckling. Ett team vid Technical University Munich (TUM) och Helmholtz Zentrum München har nu visualiserat aktiviteten hos brun fettvävnad utan att injicera substanser.

I kylan, brun fettvävnad fungerar som en värmegenerator, och dess aktivitet har en positiv effekt på energibalansen. Värmeproduktionen från brun fettvävnad hos människor minskar med stigande ålder. Det är också mindre aktivt hos diabetiker och överviktiga personer. Därför, forskare undersöker faktorerna som håller brun fettvävnad aktiv. Eftersom det kan bränna energi från kolhydrater och fett, det är av stort intresse för insatser mot fetma och diabetes.

Tills nu, det har endast varit möjligt att mäta värmeavgivningen från brun fettvävnad med hjälp av invasiva metoder. Detta tillvägagångssätt involverar injektion av radioaktiva ämnen som kallas "spårämnen" som deltar i ämnesomsättningen, gör det möjligt att observera värmeomvandlingen i vävnaden. Dock, ett team från Helmholtz och TUM har utvecklat en ny, icke-invasiv metod. Efter att ha fastställt dess livsduglighet i möss, de initiala mätningarna på människor har också varit framgångsrika utan behov av att injicera avbildningsmedel.

Teamet av forskare visade ett samband mellan metabolisk aktivering av vävnaden och förändringar i syresatt och syrefattigt hemoglobin (rött blodpigment), mätt med hjälp av multispektral optoakustisk tomografi (MSOT). Professor Vasilis Ntziachristos vid Helmholtz Zentrum München förklarar den nya undersökningsmetoden så här:"En laserstråle skickar ljuspulser ungefär två till tre centimeter djupt in i vävnaden. Detta ljus absorberas av vävnader som innehåller hemoglobin, vilket får dem att värmas upp minimalt och tillfälligt expandera. Denna expansion skapar ljudvågor som kan mätas."

Studien visade ett direkt samband mellan den metaboliska aktiveringen av den bruna fettvävnaden mätt med hemoglobingradienter som en inneboende biomarkör för vävnadsmetabolism och dess kaloriförbrukning efter stimulering. "Sammantaget förväntar vi oss att MSOT kommer att bli ett nyckelverktyg för att mäta metaboliska parametrar i vävnad, använder bärbar och säker MSOT-teknik, " säger Prof. Ntziachristos. "Denna förmåga kan revolutionera förståelsen av metaboliska processer inte bara hos patienter utan även hos friska individer."

Medförfattare professor Martin Klingenspor från lärostolen för molekylär näringsmedicin säger, "Det högre metaboliska behovet av den bruna fettvävnaden tillhandahålls av ökad blodcirkulation och syreanvändning, som kan göras synlig i vävnaden och det venösa utflödet av MSOT. Detta betyder att blodflödet och förändringar i syremättnad i blodet är markörer för metabolisk produktion."

MSOT kan möjliggöra undersökning av ett ökat antal funktionella vävnadsparametrar utöver metabolism, inklusive inflammation eller angiogenes. Kombinationen av säker icke-joniserande strålning och ett bärbart format skulle kunna möjliggöra nya tillämpningar av tekniken i vårdcentraler och öppenvårdsmiljöer. Ett nästa steg för utredningsteamet är att undersöka teknikens noggrannhet för att kvantifiera effekten av olika mediciner i den aktiva fetthalten i människokroppen.