Termografia a infrarossi per la rilevazione di cambiamenti nell'attività del tessuto adiposo bruno

Milan Kordić; Josip Dugandžić; Martina Ratko; Nikola Habek; Aleksandra Dugandžić

doi:10.3791/64463

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Articolo metodologico

Termografia a infrarossi per la rilevazione di cambiamenti nell'attività del tessuto adiposo bruno

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DOI:

10.3791/64463

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28 settembre 2022

Milan Kordić¹ , Josip Dugandžić¹ , Martina Ratko² , Nikola Habek²^,³ , Aleksandra Dugandžić²^,³

¹MKP Ltd., ²Croatian Institute for Brain Research, University of Zagreb, School of Medicine, ³Department of Physiology, University of Zagreb, School of Medicine

In questo articolo

Sommario

Qui, presentiamo un protocollo per misurare l'attività del tessuto adiposo bruno dopo un pasto negli esseri umani e negli animali da laboratorio.

Abstract

La misurazione dell'attività del tessuto adiposo bruno (BAT) mediante tomografia computerizzata ad emissione di positroni (PET-CT) attraverso l'accumulo di ¹⁸F-fluorodesossiglucosio (FDG) dopo un pasto o in pazienti obesi o diabetici fallisce come metodo di scelta. La ragione principale è che ¹⁸F-FDG compete con l'alta concentrazione plasmatica di glucosio postprandiale per lo stesso trasportatore di glucosio sulla membrana delle cellule BAT. Inoltre, BAT utilizza anche acidi grassi come fonte di energia, che non è visibile con PET-CT e potrebbe essere modificata insieme alla concentrazione di glucosio nei pazienti obesi e diabetici. Pertanto, per stimare l'importanza fisiologica delle BAT negli animali e nell'uomo, viene applicato un nuovo metodo di termografia a infrarossi utilizzato in recenti pubblicazioni.

Dopo il digiuno notturno, l'attività BAT è stata misurata mediante termografia a infrarossi prima e dopo un pasto in volontari umani e topi selvatici femmina. Il software della fotocamera calcola la temperatura dell'oggetto utilizzando la distanza dall'oggetto, l'emissività della pelle, la temperatura ambiente riflessa, la temperatura dell'aria e l'umidità relativa. Nei topi, l'area rasata sopra il BAT era una regione di interesse per la quale sono state misurate le temperature medie e massime. La fase del ciclo estrale nei topi femmina è stata determinata dopo un esperimento con strisci vaginali colorati con soluzione di colorazione di viola cresil (0,1%). Nei volontari sani, sono state selezionate due aree cutanee del collo: l'area sopraclavicolare (sopra la clavicola, dove sono presenti le cellule BAT) e l'area interclavicolare (tra le clavicole, dove non è stato rilevato tessuto BAT). L'attività BAT è determinata dalla sottrazione di questi due valori. Inoltre, le temperature medie e massime delle aree della pelle potrebbero essere determinate negli animali e nei partecipanti umani.

I cambiamenti nell'attività BAT dopo un pasto misurati dalla termografia a infrarossi, un metodo non invasivo e più sensibile, hanno dimostrato di essere sesso, età e fase del ciclo estrale dipendenti negli animali da laboratorio. Come parte della termogenesi indotta dalla dieta, l'attivazione delle BAT negli esseri umani ha anche dimostrato di dipendere dal sesso, dall'età e dall'indice di massa corporea. Determinare ulteriormente i cambiamenti fisiopatologici nell'attività BAT dopo un pasto sarà di grande importanza per i partecipanti con alte concentrazioni plasmatiche di glucosio (obesità e diabete mellito di tipo 2), nonché in diversi animali da laboratorio (topi knock-out). Questo metodo è anche uno strumento variabile per determinare possibili farmaci attivanti che potrebbero ringiovanire l'attività delle BAT.

Introduzione

Il tessuto adiposo bruno (BAT), a differenza del tessuto adiposo bianco (WAT), non immagazzina ma piuttosto spende energia. Dopo la stimolazione simpatica, BAT utilizza acidi grassi e glucosio e produce calore mediante l'attivazione della proteina disaccoppiante 1 (UCP1). La funzione di UCP1 è quella di utilizzare un gradiente H ⁺ tra due membrane mitocondriali per produrre calore invece di ATP. La funzione delle BAT è quella di aumentare la produzione di calore in condizioni di freddo, il che porta ad un aumento del dispendio energetico¹. Dopo l'esposizione al freddo, gli input sensoriali dalla pelle inibiscono i neuroni sensibili a....