Brown adipose tissue (BAT) is a functional and metabolically active
tissue found in humans. Instead of storing energy like white adipose
tissue (WAT), BAT dissipates energy in the form of heat in a process
called thermogenesis. Enhanced BAT metabolism can increase metabolic
rate and help regulate systemic glucose and lipid levels, hence
stimulating BAT could provide a potential approach for the treatment and
prevention of obesity, type 2 diabetes and metabolic disease in humans.
It is well known that human BAT can be activated by cold exposure, and
BAT function is also controlled by many endogenous factors, which
currently are poorly understood. Pre-clinical studies have provided
important insights about BAT regulation, but human studies are also
essential to translate novel findings into innovative treatments for
improving human health and metabolism.



The aim of this thesis was to investigate endogenous factors that
regulate human BAT function by using positron emission tomography (PET).
This work focused on three endogenous systems, thyroid hormones, the
adenosinergic system, and the endocannabinoid system.



The results showed that thyroid hormones modulate human BAT
function. Patients with hyperthyroidism exhibit increased metabolism of
BAT, which can be restored to a normal level after treatment of the
condition. This work showed for the first time in humans that adenosine
A2A receptors and cannabinoid type 1 receptors regulate the cold-induced
activation of BAT. Furthermore, overweight subjects have blunted cold
activation of BAT and impaired regulation of the endocannabinoid system.
These endogenous mechanisms of BAT regulation provide potential new
therapeutic targets for human BAT activation and management of obesity.

Ihmisen ruskean rasvan endogeeninen säätely



Ihmisellä on elimistössään aineenvaihdunnallisesti aktiivista
ruskeaa rasvaa.Toisin kuin energiaa varastoiva valkoinen rasva, ruskea
rasva aktivoituu kylmässä ympäristössä ja kuluttaa energiaa lämmön
muodossa. Aktiivinen ruskea rasva lisää perusaineenvaihduntaa ja voi
parantaa elimistön sokeri- ja rasva-arvoja. Ruskean rasvan toimintaa
voitaisiinkin hyödyntää lihavuuden ja sen oheissairauksien kuten tyypin 2
diabeteksen ennaltaehkäisyssä ja hoidossa. Kudoksen toiminnan säätelyyn
osallistuvat useat tekijät, joita tunnetaan vielä huonosti.
Koe-eläimillä tehdyt tutkimukset ovat tuottaneet paljon tietoa ruskean
rasvan säätelystä, mutta alalla tarvitaan myös tutkimuksia ihmisillä,
jotta innovatiiviset löydökset voidaan soveltaa ihmisen terveyden ja
aineenvaihdunnan parantamiseksi.



Tämän väitöskirjatyön tavoitteena oli tutkia
positroniemissiotomografiaa eli PETkuvantamista käyttäen elimistön
endogeenisiä eli sisäisiä tekijöitä, jotka säätelevät ruskean rasvan
toimintaa. Tutkimuksessa tarkasteltiin kolmea endogeenistä
säätelytekijää: kilpirauhashormoneita, adenosiinijärjestelmää ja
endokannabinoidijärjestelmää. Tulokset osoittavat että
kilpirauhashormonit säätelevät ruskean rasvan toimintaa. Kudoksen
aktiivisuus oli lisääntynyttä potilailla, joilla oli diagnosoitu
kilpirauhasen liikatoiminta, ja aktiivisuus palautui terveiden
verrokkien tasolle liikatoiminnan hoidon jälkeen. Lisäksi todettiin
ensimmäistä kertaa ihmisillä, että adenosiini A2A-reseptorit sekä tyypin
1 kannabinoidireseptorit (CB1-reseptorit) säätelevät ruskean rasvan
toimintaa kylmäaltistuksen aikana. Ruskean rasvan toiminta on
heikentynyttä ylipainoisilla tutkittavilla ja heillä
endokannabinoidijärjestelmän säätely on häiriintynyttä. Näitä
endogeenisiä säätelymekanismeja voitaisiin hyödyntää uusien ruskean
rasvan toimintaa lisäävien lääkkeiden kehittämiseksi ja tulevaisuudessa
lihavuuden hoitoon.