Importance of adipose tissue metabolism for whole-body energy balance

Abstract

Adipose tissue plays a crucial role in nutrient and energy homeostasis. At the time of worldwide pandemy of obesity and consequent metabolic syndrome, a great effort is made to find new treatments with potential to preserve insulin sensitivity, or even counteract development of obesity and type 2 diabetes. There are three principal possibilities how the adipose tissue biology can contribute to this goal: 1) induction of UCP1-dependent energy dissipation in brown adipose tissue; 2) conversion of white adipose depots to brown-like tissue (i.e. "browning"); and 3) stimulation of UCP1-independent thermogenesis in white adipose tissue. This thesis is based on two published works and one article under preparation. Generaly, it is focused on three different approaches targeting the above mentioned processes in adipose tissue of laboratory mouse: 1) diet supplementation with bile acids; 2) combination treatment of ω-3 polyunsaturated fatty acids and calorie restriction; and 3) cold exposure. In the experiments with administration of bile (specifically chenodeoxycholic) acid to mice, we confirm specific induction of UCP1 in both brown and subcutaneous white adipose tissue, as well as reversion of obesity in the response to the treatment. Nevertheless, most of the acute beneficial effects are mediated by...

(in Czech) Tuková tkáň hraje klíčovou roli v udržování homeostázi živin a energie. V současnosti nabývá Rozšíření obezity a s ní souvisejících metabolických poruch nabývá v současnosti rozměrů pandemie, a nemalé úsilí je proto věnováno vývoji nových léčebných postupů, které by tento stav mohly zvrátit. Při plnění tohoto cíle se přitom zvažuje i možná modulace aktivity tukové tkáně, a to trojím možným způsobem: 1) indukcí spalování energie v hnědé tukové tkáni závislého na odpřahovacím proteinu UCP1; 2) "hnědnutím", tj. konverzí bílé tukové tkáně na "hnědou"; a 3) stimulací termogeneze v bílé tukové tkáni bez zapojení UCP1. Tato práce je založena na dvou publikovaných studiích a jednom článku v přípravě. Na modelu laboratorní myši zkoumá možné ovlivňování všech třech výše zmíněných procesů a to pomocí: 1) suplementace diety žlučovými kyselinami; 2) kombinovaného působení ω-3 vícenenasycených mastných kyselin a kalorické restrikce; a 3) chladové expozice. V pokusech s podáváním žlučových kyselin (konkrétně kyseliny chenodeoxycholové) jsme potvrdili indukci proteinu UCP1 jak v hnědé, tak v podkožní bílé tukové tkáni, což bylo spojeno s reverzí obezity. Většina příznivých účinků byla nicméně způsobena přechodným poklesem spotřeby potravy, zatímco aktivace termogeneze v hnědém tuku patrně může hrát...