In koude omstandigheden genereert bruin vetweefsel (BAT) of bruin vet warmte om het lichaam warm te houden. Vergeleken met wit vetweefsel heeft BAT meer mitochondriën – subcellulaire organellen geassocieerd met energieproductie – waardoor het calorieën kan verbranden en warmte kan produceren door het mitochondriale ontkoppelingseiwit 1 (Ucp-1) te activeren. Het is algemeen bekend dat de stimulatie van het sympathische zenuwstelsel (SNS) na blootstelling aan koude, inspanning en caloriebeperking vetbruining veroorzaakt. Dieetpolyfenolen kunnen ook BBT activeren, waardoor warmte uit ons lichaam wordt afgevoerd. BBT-activering en bruin worden van wit vet zijn dus beide therapeutisch significant in de strijd tegen hart- en vaatziekten en hun comorbiditeiten.

Een groep wetenschappers onderzocht het bruin worden van vet veroorzaakt door de toediening van flavan 3-ols (FL’s), een familie van “catechinen” die polyfenolen bevatten die overvloedig aanwezig zijn in cacao, appel, druivenpit en rode wijn. In een nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift voedingsstoffen, bewees het team onder leiding van professor Naomi Osakabe van de Graduate School of Engineering and Science, Shibaura Institute of Technology, Japan dat FL’s het bruin worden van vetweefsel verbeteren door de SNS te activeren. De bevindingen onthulden een directe correlatie tussen vetbruin worden en FLs-consumptie, wat onderzoekers zou kunnen helpen bij het ontwikkelen van nieuwe behandelingen voor aan obesitas gerelateerde ziekten.

De auteurs van deze studie hadden eerder ontdekt dat een enkele orale dosis FL’s vetverbranding en verhoogde bloedstroom in de skeletspieren veroorzaakte. Hier onderzochten ze de effecten van enkelvoudige en meervoudige toediening van FL’s in vetweefsel van muizen en ontdekten dat FL’s vetbruining activeren via de SNS, die “catecholamine” neurotransmitters zoals adrenaline (AD) en noradrenaline (NA) uitscheidt. Ze voerden van cacao afgeleide FL’s aan verschillende groepen muizen in twee onafhankelijke sets experimenten. Eén groep kreeg in de loop van 24 uur een enkele dosis FL’s en hun urine werd verzameld om te testen. De andere groep kreeg 14 dagen herhaalde doses voordat ze werden ontleed voor het verzamelen van bruin en wit vet. Alle vetmonsters zijn getest op gen- en eiwitmarkers die wijzen op vetbruining, terwijl de urinemonsters specifiek zijn getest op AD- en NA-niveaus.

Hogere concentraties van AD en NA in de urine na een enkele dosis FL lieten duidelijk SNS-activering zien. Hoewel het gebruik van urinemonsters om SNS-activering te evalueren nog steeds controversieel is in klinisch onderzoek, is het gevalideerd bij gestresste knaagdieren. “Orale toediening van FL’s activeert waarschijnlijk de SNS omdat ze in deze modellen als stressoren worden beschouwd”, legt Osakabe uit.

Het team gebruikte vervolgens het verkregen vetweefsel om de effecten van langdurige FL-behandeling te onderzoeken. Ze waren opgetogen toen ze ontdekten dat het witte vet van muizen die gedurende 14 dagen FL’s kregen, uiteindelijk bruin werd. Sommige van deze cellen hadden ook opmerkelijke structurele veranderingen, zoals “multiloculair fenotype”, en leken kleiner dan normale cellen. Verandert het FL-verbruik op lange termijn de hoeveelheden warmtegerelateerde eiwitten, aangezien BBT warmte-energie dissipeert? Om deze vraag te beantwoorden, toonden de wetenschappers aan dat Ucp-1-niveaus, evenals andere aan hoge temperatuur gekoppelde eiwitten, toenamen bij muizen die herhaalde doses FL’s kregen. Browning-markers, in deze studie “beige markers” genoemd, waren ook overvloedig in deze muizen. “Al deze eiwitten werken samen om de ontwikkeling van het BAT-fenotype te induceren”, roept Osakabe uit.

Het team is van mening dat de resultaten van hun onderzoek kunnen bijdragen aan de preventie van leefstijlgerelateerde ziekten. Dit is niet de eerste keer dat FL’s wonderen hebben verricht. Verbeteringen in glucose- en insulinetolerantie zijn waargenomen na slechts één dosis FL-rijke voedseltoediening. Deze bevindingen samen benadrukken de noodzaak van het bespreken van zowel de acute als chronische aspecten van de metabole reacties die worden gegenereerd door de consumptie van FL’s.

Uit dit onderzoek blijkt dat de SNS-activiteit als reactie op de inname van FL’s de waargenomen veranderingen in het vet van muizen veroorzaakte. “Hoewel het mechanisme van het bruin worden van vet niet volledig wordt begrepen, is het mogelijk dat herhaalde toediening van FL’s bruin worden via catecholamines en zijn receptoren,” uitleggen Osakabe. “Verdere studies zullen nodig zijn om te begrijpen hoe dit proces wordt veroorzaakt door FL-rijk voedsel”, concludeert ze.

– Dit persbericht is oorspronkelijk gepubliceerd op de Shibaura Institute of Technology website