Obezite tedavisinde , aşırı metabolik depoları dağıtma kabiliyetleri nedeniyle, gen transfer terapisi yoluyla UCP1’in hücrelere iletilmesi yöntemleri veya bunun yukarıda düzenlenmesine yönelik yöntemler kullanılır.
Obezitenin gelişmesini önlemek için enerji dengesi enerji harcamasına bağlıdır. Fiziksel aktivite aşırı enerjiyi dağıtmanın baskın mekanizması olsa da, vücudu hipotermiden korumak için evrimleşmiş bir termojenez sistemi, mitokondriyal ayrıştırma proteini (UCP1) tarafından kahverengi yağ hücrelerindeki oksidatif fosforilasyonun ayrıştırılmasına dayanır. UCP1’in genetik manipülasyonlar veya farmakolojik ajanlar tarafından yukarı düzenlenmesinin obeziteyi azaltabileceği ve insülin duyarlılığını artırabileceği gösterilmiştir.
Son kanıtlar, kahverengi yağ hücreleri için iki kaynağın varlığını göstermiştir.
Birincisi, fetal gelişim sırasında ayrı kahverengi yağ depoları olarak görünürken, diğeri doğum sonrası gelişim sırasında geleneksel beyaz yağ depolarında dağınık popülasyonlar olarak ortaya çıkar.
İkincisi, hayvanların genetik geçmişine ve beslenme ortamına bağlı olarak adrenerjik uyarımla indüklenebilir.
Bu iki kahverengi yağ hücresi popülasyonunun ifadesini kontrol eden biyolojik ve çevresel faktörleri anlamak, gelişmiş termojenezin obeziteyi azaltmak için kullanılabileceği yeni stratejiler sağlamayı vaat ediyor.
Ucp1 ekspresyonunun manipüle edilmesiyle ortaya çıkan fenotipleri anlamak için , kahverengi yağ hücresine yüksek verimlilikle ısı üretme ve daha sonra ısıyı vücudun hayati organlarına dağıtma konusunda eşsiz bir kapasite kazandıran UCP1’in özelliklerini vurgulamak gerekir.
- Kahverengi yağ hücresi, termojenezi sağlayan proton itici gücünü oluşturmak için elektron taşıma kapasitesini en üst düzeye çıkarmak amacıyla vücuttaki diğer hücrelerden daha yüksek yoğunlukta mitokondriye sahiptir.
- Ayrışma proteini-1, mitokondriyal zar proteininin yaklaşık %10’unu oluştururken, UCP1’in ifade edildiği hücrelerde zar proteininin yaklaşık %0,01-0,1’ini oluşturan UCP2 ve UCP3’e kıyasla.
- Kahverengi yağ mitokondrisinin ATP sentaz içeriği baskılanarak, ATP sentezi yerine ayrışmaya yönelik membran potansiyeli oranı artırılır.
- Kahverengi yağ hücresi, yağ asidi oksidasyonu ve TCA aktivitesi için çok yüksek bir kapasiteye sahiptir ve ayrıca glikozdan gliserol fosfat üretme ve ardından mitokondride oksidasyonu için en yüksek kapasiteye sahiptir. Substrat oksidasyonu için tüm bu kapasite, beyinden sinyaller alındığında solunumu en üst düzeye çıkarmaya yöneliktir.
- Ayrışan mitokondrilerdeki ayrışan protein-1 aktivitesi, kahverengi yağ hücresinin lipid veziküllerindeki trigliseridlerin adrenerjik uyarıyla parçalanması sonucu yağ asitleri tarafından salınan ATP’nin purin nükleotid düzeyinin inhibe edici etkisiyle mükemmel bir şekilde düzenlenir.
- Kahverengi yağ, sempatik sinir sistemi tarafından kontrol edilen, yüksek oranda sinirlendirilmiş ve damarlandırılmış bir yapıya sahiptir. Bu sayede termojenez hızla aktive olur ve kahverengi yağdan salınan ısı, hayati organlara iletilmek üzere etkin bir şekilde dağıtılır.
Kahverengi yağ hücresinin termojenez için bu varlıklarını ve güçlü yönlerini vurgulamak, farenin Ucp1 gen hedeflemesiyle etkisizleştirildiğinde nasıl tepki verdiğini anlamamıza yardımcı olmak için gereklidir. 37 °C vücut sıcaklığını koruyabilme yeteneği yaşam için elzem olduğundan, UCP1 yokluğunda normal vücut sıcaklığını korumak için alternatif termojenik mekanizmalar kullanılmalıdır.
İnsanlarda kahverengi yağ seviyesinin düşük olduğu ve muhtemelen genetik olarak eksik farelerin seviyesine yaklaştığı göz önüne alındığında, farelerde UCP1’den bağımsız termojenik mekanizmaların tanımlanması, insanlarda termojenez ve vücut ağırlığı düzenlemesi sorununa uygulanabilir olabilir.