Na izlaganje niskim temperaturama ljudsko tijelo reagira pojačanim stvaranje vlastite, unutrašnje topline dvama procesima koji se nazivaju zajedničkim imenom termogeneza.

Drhtanje i smeđa mast

Jedan tip termogeneze je drhtanje, tjelesna reakcija koju smo svi iskusili: počet ćemo drhtati kada smo izloženi hladnoći ili tijekom bolesti dobijemo vrućicu. Drhtanje je istovremeno angažiranje velikog broja mišića koji se visokom frekvencijom stišću i opuštaju, a taj pojačani mišićni rad podiže tjelesnu temperaturu i zagrijava nas. Problem je što su nam tada mišići smanjeno upotrebljivi jer su zauzeti drhtanjem, pa pri drhtanju baš nismo sposobni za tjelesne aktivnosti: postajemo motorički nespretni i slabo pokretni.

Drugi tip termogeneze uključuje BAT (brown adipose tissue, smeđe masno tkivo), u kojem je moguće generirati toplinu putem aktiviranja tjelesnog metabolizma: BAT-stanice razgrađuju tjelesne šećere i molekule masti kako bi proizvele toplinu. Takva „termogeneza bez drhtanja“ započinje odmah nakon izlaganja hladnoći, ali kod ljudi (za razliku od nekih životinja) nije ni brza ni učinkovita, pa ne može proizvesti toliko topline kao drhtanje, posebice ne u slučaju ekstremno niskih temperatura.

Bioinženjer Jerzy Szablowski sa Sveučilišta Rice je sebi i svojem timu istraživača dao u zadatak identificirati lijekove koji bi mogli poboljšati otpornost ljudskog tijela na izlaganje ekstremnoj hladnoći. Osnovne teorijske postavke su da takav lijek ne bi trebao zadirati u genetiku (mijenjati način kodiranja proteina koji kontroliraju metaboličke procese u ljudskom tijelu), ali bi trebao djelovati brzo i imati reverzibilni učinak: kada se lijek prestane uzimati, organizam bi se morao ubrzo vratiti „na tvorničke postavke“ bez nuspojava i trajnih posljedica.

Adaptacija u roku od par sati

Ideja istraživanja je pronalaženje lijeka koji bi omogućio da se vrijeme koje je ljudskom tijelo potrebno da bi se adaptiralo na konstantnu izloženost hladnoći skrati s tjedana na sate. Lijek bi u teoriji trebao brzo i učinkovito pojačati tjelesne kemijske reakcije koje proizvode energiju i toplinu, a da pritom ne ometa normalne metaboličke procese.

S obzirom na spomenute probleme s drhtanjem, posve je logično da se Szablowski posvetio radu na aktivaciji BAT-a, smeđeg masnog tkiva. „Ako bismo imali lijek koji čini smeđu masnoću aktivnijom, tada bi bilo moguće umjesto čekanja na tjedne i tjedne prilagođavanja hladnoći postići adaptaciju na niske temperature već unutar nekoliko sati“, napisao je Szablowski u priopćenju za javnost.

Szablowski planira svoj projekt traganja za termodinamički aktivnim lijekom raditi u suradnji s Miao-Hsueh Chen s Baylor College of Medicine, profesoricom specijaliziranom za  pedijatrijsku prehranu, svjetski priznatom stručnjakinjom za dječji BAT. Djeca, naime, imaju posebno građeno smeđe masno tkivo koje je metabolički znatno aktivnije nego kod odraslih osoba: novorođenče od 3 kg udvostruči svoju težinu za 6 mjeseci, a utrostruči za godinu dana; baš kao što bucmasti debeljuškasti desetogodišnjak u godinu dana izgubi svo „dječje“ smeđe masno tkivo i izraste u vitkog koščatog pubertetliju. Odrasli ljudi nisu sposobni za takve drastične metaboličke promjene – osim ako im u tome ne pomogne neki novi lijek koji bi značajno poboljšao termogenezu aktivacijom BAT-a.

Samo neka je vojska na toplom!

Svaki takav lijek koji pojačava metaboličku aktivnost BAT-a mogao bi biti od koristi službama koje prve reagiraju u spašavanju i liječenju žrtava pothlađivanja (hipotermije) u planinama ili nakon oceanskih havarija ili bi mogao drastično smanjiti troškove istraživanja Arktika. Szablowski predviđa i uporabnu vrijednost takvoga lijeka u pojačavanju metabolizma osoba koje boluju od iscrpljujućih bolesti i infekcija.

Međutim, nije trebalo puno da se za istraživanje zainteresira i Pentagon, Ministarstvo obrane SAD-a, koji ne želi na potencijalnim ledenim ratištima diljem svijeta ostavljati američke vojnike predugo izložene hladnoći. Stoga je nakon kratkog upoznavanja s planovima za traženje lijeka koji podiže toleranciju na niske temperature, Pentagonova Agencija za napredne obrambene istraživačke projekte (Defense Advanced Research Projects Agency , DARPA) dodijelila izdašnu potporu Szablowskom i njegovom istraživačkom timu.

Preostaje nam popratiti daljnji razvoj istraživanja i rezultate koje će ono donijeti, u nadi da će u slučaju otkrivanja takvog termogenetičkog lijeka američka vojska ostaviti barem poneku tabletu u slobodnoj prodaji i za nas, zimogrožljive civile.