Wie slank wil zijn, moet kou lijden

Geneeskunde Afvallen kan misschien met behulp van bruin vet. En hoe krijg je dat? Zorg dat je het koud hebt.

Sander Voormolen

Een warme trui minder aantrekken in de winter en de thermostaat in huis en op het werk een graadje lager zetten. Zo onwaarschijnlijk simpel kan het misschien zijn om af te vallen en op gewicht te blijven. En daardoor verbetert ook nog eens de gezondheid – minder kans op suikerziekte, nierfalen en hart- en vaatziekten, aandoeningen die samenhangen met overgewicht. Het geheim? Bruin vet.

Lichaamsvet is vooral bekend van de witte vetcellen, die zich in ‘vette jaren’ volzuigen met vet, evolutionair gevormd als reservevoorraad voor ‘magere jaren’ die mogelijk volgen. Witte vetcellen zijn min of meer passieve opslagzakjes voor overtollige energie. Bruine vetcellen slaan ook vet op maar kunnen dat, anders dan witte vetcellen, ook actief verbranden en direct omzetten in warmte (zie kader Kachelcellen). Een opslagplaats die zichzelf kan legen, èn die energie van wit vet kan gebruiken.

Toen drie jaar geleden duidelijk werd dat ook volwassen mensen nog significante hoeveelheden bruin vet hebben (zie kader Het vergeten vet), buitelden de onderzoekers wereldwijd over elkaar heen. Dit zou namelijk wel eens de oplossing kunnen zijn voor het toenemende probleem van ernstig overgewicht, obesitas. In de moderne samenleving bestaan alleen nog maar vette jaren, waardoor het lichaam van veel mensen te veel reserves opbouwt. Maar als je het lichaam nu eens zo ver kon krijgen dat het die reserves ging verstoken?

De doorbraken op dit gebied volgen elkaar snel op. Begin dit jaar ontdekten Amerikaanse onderzoekers een nieuw hormoon, afkomstig uit de spieren, dat de vorming van bruin vet bevordert. En onderzoekers in Maastricht lieten onlangs zien dat mensen die flink afvallen als reactie daarop extra bruin vet produceren.

Bruin vet komt in actie in de kou. Als de kerntemperatuur van het lichaam dreigt te dalen, sturen de hersenen via het (onbewuste) sympathische zenuwstelsel de opdracht aan bruine vetcellen om de kachel wat verder op te stoken. Het is de basis van de zogeheten nonshivering thermogenesis, de warmteproductie van het lichaam zonder te rillen. Rillen, waarbij de spieren in het lichaam voortdurend samentrekken, is een efficiënte manier om warmte op te wekken – maar het is alles behalve comfortabel. Warmteproductie in bruin vet gaat ongemerkt en kan bovendien worden opgevoerd als de omstandigheden daar om vragen.

Hoe effectief dat kan zijn, blijkt bij muizen – die overigens relatief twintig tot vijftig keer zoveel bruin vet hebben als mensen. Muizen die van 30 graden in de kou worden gezet (5 graden), gaan dood, ontdekte bioloog Martin Klingenspor van de technische universiteit in München (American Journal of Physiology, september 2010). Maar als muizen eerst wennen aan een gematigde temperatuur (18 graden) en dan in de kou gaan, overleven ze zonder problemen. Warme muizen hadden een maximale warmteproductiecapaciteit van 750 milliWatt, gematigde muizen konden wel 1.000 milliWatt produceren. En muizen die geleidelijk mochten wennen aan leven in 5 graden produceerden wel 1.200 milliWatt. Deze koude muizen rilden niet eens. Het verschil zit hem in geactiveerd bruin vet, concludeert Klingenspor.

Koude muizen

Een van de weinige indicaties van hoe groot het effect van bruin vet in de mens kan zijn, komt van een nogal ingrijpend experiment uit 1980 waarbij alle skeletspieren van proefpersonen met behulp van het pijlgif curare waren stilgelegd. Deze mensen moesten tijdens de proef aan de beademing omdat ook hun ademhalingsspieren het niet meer deden. Maar daarnaast – en daar ging het om – was op deze manier hun vermogen tot rillen uitgeschakeld. Toen zij vervolgens in de kou werden gelegd, bleek hun lichaam in staat de stofwisseling met een kwart op te schroeven om warm te blijven. Met de kennis van nu moet dat worden toegeschreven aan de activiteit van bruin vet.

Recent toonde de Canadese endocrinoloog André Carpentier aan dat bruin vet al bij blootstelling aan milde kou (18 graden) actief wordt en vervolgens vetzuren uit het bloed opneemt die het in hoog tempo verbrandt (Journal of Clinical Investigation, februari). Op de scans zag de Canadees de typische bruinvetstructuren in de hals van zes jonge mannen oplichten. Hoewel de proefpersonen onderling sterk verschilden in de hoeveelheid bruin vet die zij hadden, kwam het bij allemaal in actie.

Maagverkleining

Uit diverse onderzoeken komt naar voren dat bruin vet vooral voorkomt bij slanke mensen en dat de hoeveelheid ervan afneemt naarmate mensen ouder worden. Maar geen nood, bruin vet kan terugkomen, mits het voldoende gestimuleerd wordt. Dat blijkt uit recent onderzoek van humaan bioloog Wouter van Marken Lichtenbelt van de Universiteit Maastricht en zijn promovendus Guy Vijgen (Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism, 24 april online). De Maastrichtenaren bestudeerden tien mensen met ernstig overgewicht voordat zij een maagverkleiningsoperatie ondergingen. Slechts twee van de tien patiënten bleek toen actief bruin vet te hebben. Maar een jaar na de operatie bleek tijdens eenzelfde scan dat vijf van de tien actief bruin vet hadden. Door de operatie waren de patiënten flink afgevallen: ze waren gemiddeld meer dan een kwart van hun lichaamsgewicht kwijt. Alle deelnemers klaagden dat ze het vaker koud hadden dan voor de operatie.

Volgens Van Marken Lichtenbelt is het effect te verklaren doordat de deelnemers door hun forse gewichtsverlies een deel van hun lichamelijke isolatie zijn kwijtgeraakt: “Slanke mensen reageren op de kou met een verhoogde stofwisseling, ze stoken hun kacheltje nog wat verder op. Maar mensen met overgewicht zijn door hun vetlagen beter geïsoleerd en die reageren isolatoir. Ze trekken figuurlijk de gordijnen dicht. Door de onderliggende vetlaag is het effect van samentrekkende bloedvaten groter. ”

Door flink afvallen kunnen mensen dus de vorming van extra bruin vet stimuleren, wat hen wellicht kan helpen op gewicht te blijven. De grote vraag is: kan het ook andersom? Kun je door bruin vet te stimuleren overgewicht bestrijden? Daar zijn aanwijzingen voor. Het blijkt namelijk dat bruin vet ook in actie komt na een maaltijd, bekend als de zogeheten diet induced thermogenesis. Er komt warmte vrij als gevolg van de vertering, maar bruin vet blijkt ook actief. Het idee is dat er zo meteen korte metten gemaakt wordt met overtollige calorieën. Maar dan moet er natuurlijk wel bruin vet zijn, want in onderzoek met muizen waarbij de warmteproductie van bruin vet kunstmatig was uitgeschakeld bleek dat ze zelfs op een dieet dik worden.

Langdurige inspanning

Recent ontdekten onderzoekers dat er onder invloed van kou ook bruine vetcellen in het witte vetweefsel van muizen kunnen ontstaan. Dat wil zeggen: die nieuwe cellen lijken op bruine vetcellen, en bevatten eveneens het belangrijke molecuul UCP1, maar zijn toch niet helemaal hetzelfde. Onderzoekers duiden ze aan als brite of ‘beige vetcellen’. Een Amerikaans team onder leiding van celbioloog Bruce Spiegelman van Harvard Medical School ontdekte onlangs een nieuw hormoon dat de vorming van beige vetcellen stimuleert: irisine (Nature, 26 januari). Irisine, een eiwit van 112 aminozuren, komt vrij uit de spieren na langdurige inspanning (drie weken in de tredmolen voor muizen, tien weken work-out voor mensen). Muizen die er dagelijks mee werden ingespoten, vielen zonder inspanning snel af.

‘Is beige het nieuwe bruin?’ vroeg een commentator in Nature Medicine zich prompt af. Spiegelman is er stellig van overtuigd. hij heeft inmiddels een bedrijfje opgericht om medicijnen te ontwikkelen op basis van irisine en BMP7, een andere stof die de vorming van bruin vet stimuleert. Het bedrijfje verwacht een goudmijn aan te boren, schrijft het in zijn persberichten. Nu heeft een op de tien Amerikanen suikerziekte, maar als de trend van toenemend overgewicht doorzet, kan het aandeel suikerzieken stijgen tot een op de drie in 2050. De toekomstige bruinvetpil is dus verzekerd van een omvangrijke markt. Ook grotere farmabedrijven, waaronder Genentech en Eli Lily, werken aan soortgelijke middelen.

Maar het is eigenlijk nog te vroeg om te juichen. Leptine, ook al een nieuw hormoon dat een aantal jaar geleden veelbelovend leek als een middel om overgewicht te bestrijden, bleek een sof. Leptine vermindert de eetlust en zou dus kunnen helpen de calorie-inname te beperken; een vermageringspil leek in zicht. Maar al snel bleek dat mensen met overgewicht juist al hoge concentraties leptine in hun bloed hebben. Dikke mensen zijn leptine-resistent, net zoals zij ook vaak insuline-resistent zijn; extra leptine neemt hun eetlust niet weg.

Los van toekomstige geneesmiddelen werpen de nieuwe inzichten misschien ook een nieuw licht op de mogelijke oorzaken van overgewicht. Door centrale verwarming en airconditioning leeft de moderne mens in een omgeving waar een constante temperatuur heerst. Het bruine vet wordt daardoor wellicht te weinig aangesproken. Als het niet wordt ‘onderhouden’ door regelmatige blootstelling aan koude, kan bruin vet ook weer snel verdwijnen, zo blijkt bij ratten.

Luchtig gekleed

Onderzoeker Van Marken Lichtenbelt denkt daarom dat het voordelig kan zijn het binnenklimaat in gebouwen te laten meebewegen met het klimaat buiten. Als het buiten warm is, laat de temperatuur dan ook binnen maar oplopen, en als het buiten vriest, kan de thermostaat in het gebouw wel iets lager. “In de zomer zijn mensen vaak luchtig gekleed en hoeft de airconditioning eigenlijk niet op volle kracht te draaien. In de winter dragen mensen dikke truien waardoor de verwarming wel een graadje lager zou kunnen worden gezet.” Volgens de Maastrichtse bioloog zou dit energie besparen en de gezondheid ten goede komen. “Het leidt tot een minder obesogene omgeving”, zegt hij.