Role of exercise, cold, and the biological clock on energy balance in humansThe ACTIBATE study

Resumen

La exposición a frío puede tener un gran potencial para combatir la obesidad, a través del incremento de la termogénesis inducida por frío (CIT, del inglés), la cual está mediada parcialmente por el tejido adiposo pardo (TAP). Sin embargo, hay poca evidencia científica en torno a cómo el CIT (y más concretamente su componente sin tiritona) y la actividad del BAT son regulados – así como cuales son las implicaciones incrementar ambos en humanos. Además, la mayor parte de las funciones fisiológicas de nuestro organismo están bajo el control del reloj biológico, que está estrechamente vinculado con la salud en humanos. Sin embargo, se desconoce si el CIT y el TAP presentan una ritmicidad diurna/circadiana. Si el ejercicio y la actividad física son estrategias eficientes para reclutar y activar el TAP también necesita ser estudiado en mayor profundidad. Por lo tanto, el objetivo general de la presente tesis doctoral es estudiar el rol del frío y el reloj biológico en el balance energético en humanos, así como en el TAP; e investigar si el ejercicio y la actividad física podrían ser estrategias potenciales para reclutar y activar el TAP. La exposición a frío moderado induce un incremento ligero en el CIT y promueve una mayor oxidación de grasas, especialmente durante el comienzo de la exposición a frío (Estudio I). Además, los participantes que se expusieron a temperaturas más frías durante su vida diaria tenían de 3 a 5 veces más volumen y actividad del TAP – medido como captación de 18F-Fluordeoxiglucosa (18F-FDG) – en comparación con aquellos que se expusieron a temperaturas más cálidas (Estudio II). El CIT y la captación de 18F-FDG por el BAT no parecen seguir variaciones diurnas (Estudio III), y la relación entre el patrón diario de la temperatura superficial distal – utilizada como un indicador general del funcionamiento del sistema circadiano – y la captación de 18F-FDG del TAP, está enmascarada por la temperatura ambiental (Estudio II). La duración y calidad del sueño tampoco parecen relacionarse con la actividad metabólica del TAP en humanos (Estudio IV). Además, encontramos que el ejercicio aeróbico agudo no induce cambios significativos en los niveles de la proteína UCP1 (y por lo tanto en la actividad del TAP) en ratones (Estudio VI). En línea con esto, los niveles de actividad física y el tiempo en sedentarismo no se relacionan con la captación de 18F-FDG del TAP en jóvenes adultos humanos (Estudio VII), ni a la regulación de marcadores de “amarronamiento”; esto sugiere que el ejercicio y la actividad física tienen un rol insignificante como estrategias potenciales para reclutar y activar el TAP. Los resultados de la presente tesis Doctoral extienden nuestro conocimiento sobre los efectos del frío sobre el metabolismo energético y del TAP en humanos, y sobre como el reloj biológico y factores relacionados al mismo podrían afectarles. Además, proporciona información valiosa sobre la búsqueda de estrategias para mejorar la función del BAT, e inducir el “amarronamiento” de depósitos específicos de tejido adiposo.