Способы и устройствоа для активации бурой жировой ткани с использованием электрической энергии

Способы и устройствоа для активации бурой жировой ткани с использованием электрической энергии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА СВЯЗАННЫЕ ЗАЯВКИ

По настоящей заявке испрашивается приоритет предварительной заявки США с серийным № 61/297405, поданной 22 января 2010 года, которая озаглавлена «Methods And Devices For Activating Brown Adipose Tissue», которая, таким образом, включена в качестве ссылки в полном объеме.

Настоящая заявка подана одновременно с заявкой США с серийным № 12/980635 (номер патентного реестра 100873-446 (END6733USNP/MGH20597), озаглавленной «Diagnostic Methods And Combination Therapies Involving MC4R», по которой испрашивают приоритет предварительной заявки США с серийным № 61/297483, озаглавленной «Diagnostic Methods And Combination Therapies Involving MC4R», которые включены, таким образом, в качестве ссылки в настоящем документе во всей их полноте.

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к способам и устройствам для того, чтобы вызывать потерю массы, и в частности к способам и устройствам для активации бурой жировой ткани с использованием электрической энергии.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ожирение является возрастающей проблемой, в частности, в Соединенных Штатах, поскольку число людей с ожирением продолжает увеличиваться и увеличивается объем знаний об отрицательном влиянии ожирения на здоровье. Тяжелое ожирение, при котором человек на 100 фунтов или более превышает идеальную массу тела, в частности, представляет значительный риск тяжелых проблем со здоровьем. Соответственно, большое внимание сфокусировано на лечении пациентов с ожирением.

Хирургические процедуры для лечения тяжелого ожирения включают различные формы шунтирования желудка и кишечника (сшивание желудка скобками), билиопанкреатическое отведение, регулируемое бандажирование желудка, вертикальную бандажированную гастропластику, формирование складок желудка и рукавную гастрэктомию (удаление всего или части желудка). Такие хирургические процедуры все чаще выполняют лапароскопически. Уменьшенное время восстановления после операции, заметно уменьшенная послеоперационная боль и инфицирование раны, а также улучшенный косметический результат представляют собой точно установленные преимущества лапароскопической операции, которые происходят преимущественно из способности лапароскопических хирургов выполнять операции с использованием надрезов стенки полости тела меньших размеров. Однако такие хирургические процедуры имеют риск различных осложнений во время операции, представляют нежелательные послеоперационные последствия, такие как боль и косметический рубец, и часто требуют длительных периодов восстановления пациента. Таким образом, пациенты с ожирением редко просят или принимают хирургическое вмешательство, причем только приблизительно 1% пациентов с ожирением подвергаются хирургическому лечению этого нарушения. Кроме того, даже если имеет место успешное выполнение и начальная потеря массы, хирургическое вмешательство для лечения ожирения может не привести к длительной потере массы, тем самым обозначая, что пациенту необходимо дополнительное отличающееся лечение ожирения.

Также разработаны нехирургические процедуры для лечения ожирения. Однако эффективная терапия для увеличения потребления энергии и/или изменения метаболизма пациента, например уровня основного метаболизма, ведущего к улучшению метаболических результатов, например к потере массы, сфокусированы на фармацевтических подходах, которые обладают различными техническими и физиологическими ограничениями.

Например, в патенте США № 6645229, поданном 20 декабря 2000 года и озаглавленном «Slimming Device», показано, что бурая жировая ткань (БЖТ) играет роль в регулировании потребления энергии и что стимуляция БЖТ может привести к похудению пациента. Активацию БЖТ регулируют с помощью симпатической нервной системы и других физиологических, например гормональных и метаболических, воздействий. После активации БЖТ удаляет свободные жирные кислоты (СЖК) и кислород из кровоснабжения для генерации тепла. Цикл окислительного фосфорилирования, которое происходит в митохондриях активированной БЖТ, представлено на фиг. 1 и 2.

Соответственно, существует необходимость в усовершенствованных способах и устройствах для лечения ожирения и, в частности, для активации БЖТ.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение по существу предоставляет способы и устройства для активации бурой жировой ткани с использованием электрической энергии. В одном из вариантов осуществления предоставлен медицинский способ, который включает размещение устройства в контакте с тканью пациента близко к депо бурой жировой ткани и активацию устройства для доставки электрического сигнала пациенту для активации бурой жировой ткани и увеличения потребления энергии бурой жировой тканью. Электрический сигнал содержит модулирующий сигнал и несущий сигнал. Несущий сигнал может иметь любую несущую частоту, такую как несущая частота в диапазоне приблизительно от 10 до 400 кГц, например, в диапазоне приблизительно от 200 до 250 кГц. Модулирующий сигнал может иметь любую частоту активации, такую как частота активации в диапазоне приблизительно от 0,1 до 100 Гц, например приблизительно менее чем 10 Гц.

Электрический сигнал может иметь множество характеристик. Например, электрический сигнал может иметь ширину импульса в диапазоне приблизительно от 10 мкс до 10 мс, напряжение, имеющее амплитуду в диапазоне приблизительно от 1 до 20 В, и/или ток, имеющий амплитуду в диапазоне приблизительно от 2 до 6 мА. Электрический сигнал можно доставлять пациенту непрерывно в течение предварительно определенного количества времени, например, по меньшей мере четыре недели. Устройство можно выполнять с возможностью нахождения в непрерывном непосредственном контакте с тканью пациента в течение по меньшей мере одного дня с устройством, генерирующим электрический сигнал и непрерывно доставляющим электрический сигнал пациенту в течение по меньшей мере одного дня.

Депо бурой жировой ткани может быть расположено в любом месте в пациенте, например в надключичной области пациента.

Устройство может иметь множество конфигураций. В некоторых вариантах осуществления устройство может содержать корпус, выполненный с возможностью размещения в непосредственном контакте с тканью пациента близко к депо бурой жировой ткани, и генератор сигнала, соединенный с корпусом и выполненный с возможностью генерации электрического сигнала и для доставки электрического сигнала пациенту. Генератор сигнала может быть расположен в корпусе. Корпус может содержать корпус накладки, прикрепляемой к пациенту. Устройство также может включать в себя контроллер, выполненный с возможностью включения генератора сигнала, чтобы генератор сигнала начал генерировать электрический сигнал, выключения генератора сигнала, чтобы генератор сигнала закончил генерировать электрический сигнал, или того и другого. Контроллер можно выполнять с возможностью размещения удаленно от пациента и нахождения в электронной связи с генератором сигнала и/или контроллер можно выполнять с возможностью имплантации целиком внутрь пациента.

Устройство можно расположить в контакте с тканью пациента различными способами. Например, устройство можно расположить в контакте с тканью пациента посредством чрескожного наложения устройства на внешнюю поверхность кожи пациента. В качестве другого примера, устройство можно расположить в контакте с тканью пациента посредством подкожного размещения по меньшей мере части устройства внутри пациента. В некоторых вариантах осуществления устройство можно имплантировать целиком внутрь пациента. В качестве еще одного другого примера, устройство можно расположить близко к по меньшей мере одной из надключичных областей, затылочной области шеи, лопатке, позвоночнику, проксимальным ветвям симпатической нервной системы, которые заканчиваются в депо БЖТ, и почке.

Медицинский способ также может включать удаление устройства от пациента, изменение положения устройства в контакте с тканью пациента близко к другому депо бурой жировой ткани и активацию устройства для доставки другого электрического сигнала пациенту для активации другого депо бурой жировой ткани и увеличения потребления энергии другого депо бурой жировой ткани. Депо бурой жировой ткани может находиться в надключичной области на одной из левой и правой сторон относительно сагиттальной плоскости пациента, и другое депо бурой жировой ткани может находиться в надключичной области на другой из левой и правой сторон сагиттальной плоскости пациента. Устройство можно удалять и изменять его положения в любое время, например после доставки электрического сигнала в депо бурой жировой ткани в течение порогового количества времени, например по меньшей мере семи дней. Устройство может непрерывно доставлять электрический сигнал пациенту в течение порогового количества времени. В некоторых вариантах осуществления в ответ на триггерное событие устройство можно удалять из контакта с тканью пациента и изменять положение, чтобы быть в контакте с другой области ткани пациента близко к другому депо бурой жировой ткани. Триггерное событие может включать по меньшей мере одно из приема пищи пациентом, отдыха пациента, пороговой температуры пациента, направленной ориентации пациента, изменения массы пациента, изменения импеданса ткани пациента, ручной активации пациентом или другим человеком, изменения химического состава крови пациента и сигнала от контроллера в электронной связи с устройством.

В некоторых вариантах осуществления способ может включать остановку применения электрического сигнала, ожидание в течение предварительно определенного количества времени и активацию устройства для доставки другого электрического сигнала пациенту для активации депо бурой жировой ткани и увеличение потребления энергии бурой жировой тканью. Остановку, ожидание и активацию можно повторять до наступления порогового события. Пороговое событие может включать, например, по меньшей мере одно из предварительно определенного количества времени и предварительно определенного физиологического эффекта.

Устройство можно активировать для доставки электрического сигнала пациенту для активации бурой жировой ткани без охлаждения пациента или бурой жировой ткани и/или без какого-либо фармацевтического средства, вводимого пациенту для активации бурой жировой ткани.

Способ может необязательно включать размещение второго устройства в контакте с тканью пациента близко к другому депо бурой жировой ткани и активацию второго устройства для доставки второго электрического сигнала пациенту для активации другого депо бурой жировой ткани и увеличения потребления энергии другим депо бурой жировой ткани. Второе устройство может доставлять второй электрический сигнал пациенту одновременно с устройством, доставляющим электрический сигнал пациенту.

Способ может иметь любое число вариаций. Например, способ может включать снижение мощности электрического сигнала до наступления первого предварительно определенного порогового события и впоследствии увеличение мощности электрического сигнала до наступления второго предварительно определенного порогового события. В качестве другого примера, устройство можно активировать в ответ на триггерное событие, включающее по меньшей мере одно из приема пищи пациентом, отдыха пациента, пороговой температуры пациента, направленной ориентации пациента, изменения массы пациента, изменения импеданса ткани пациента, ручной активации пациентом или другим человеком, изменения химического состава крови пациента и сигнала от контроллера в электронной связи с устройством. В качестве еще одного другого примера, способ может включать визуализацию пациента для определения местоположения депо бурой жировой ткани перед размещением устройства в контакте с тканью пациента близко к депо бурой жировой ткани.

В другом варианте осуществления предоставлен медицинский способ, который включает размещение устройства в контакте с тканью пациента близко к первому депо бурой жировой ткани, активацию устройства для доставки первого электрического сигнала пациенту для активации первого депо и увеличения потребления энергии первым депо, доставку первого электрического сигнала пациенту до наступления первого порогового события, когда первое пороговое событие наступает, остановку доставки первого электрического сигнала пациенту, доставку второго электрического сигнала пациенту для активации второго депо бурой жировой ткани и увеличения потребления энергии вторым депо, доставку второго электрического сигнала пациенту до наступления второго порогового события, и когда второе пороговое событие наступает, остановку доставки второго электрического сигнала.

Первый и второй электрические сигналы могут иметь различные характеристики. Например, каждый из первого и второго электрических сигналов может иметь модулирующий сигнал и несущий сигнал. Модулирующий сигнал может иметь частоту активации в диапазоне приблизительно от 0,1 до 100 герц и несущий сигнал могут иметь несущую частоту в диапазоне приблизительно от 10 до 400 кГц. В качестве другого примера, первый и второй электрические сигналы можно одновременно доставлять пациенту. В качестве еще одного другого примера, первый и второй электрические сигналы можно последовательно доставлять пациенту так, что пациент принимает только один из первого и второго электрических сигналов в один момент времени. Когда второе пороговое событие наступает, устройство в контакте с тканью пациента близко к первому депо можно активировать для доставки третьего электрического сигнала пациенту для активации первого депо и увеличения потребления энергии первым депо.

Первое и второе пороговые события могут варьировать, и они могут быть аналогичными или отличаться друг от друга. В некоторых вариантах осуществления первое пороговое событие может включать прохождение первого предварительно определенного количества времени, и второе пороговое событие может включать прохождение второго предварительно определенного количества времени. Первое и второе предварительно определенное количество времени также может варьировать, и они также могут быть аналогичными или отличаться друг от друга. Например, каждое из первого и второго предварительно определенного количества времени могут составлять по меньшей мере приблизительно по 24 ч, например, могут составлять по меньшей мере приблизительно по семь дней.

Первое и второе депо бурой жировой ткани могут быть расположены в любом месте в пациенте, например первое депо расположено на одной из левой и правой стороны относительно сагиттальной плоскости пациента, а второе депо расположено на другой из левой и правой сторон относительно сагиттальной плоскости пациента.

Способ может варьировать любым числом образов. Например, перед доставкой второго электрического сигнала пациенту может быть изменено положение устройства, чтобы оно находилось в контакте с тканью пациента близко ко второму депо, и устройство использовано для доставки второго электрического сигнала пациенту. В качестве другого примера, второе устройство можно расположить в контакте с тканью пациента близко ко второму депо, и второе устройство можно использовать для доставки второго электрического сигнала пациенту.

В другом аспекте предоставлено медицинское устройство, содержащее корпус, выполненный с возможностью расположения в непосредственном контакте с организмом пациента близко к бурой жировой ткани, и генератор сигнала, расположенный внутри корпуса и выполненный с возможностью генерации электрического сигнала и для доставки электрического сигнала в организм пациента, чтобы электрически стимулировать бурую жировую ткань. Электрический сигнал может иметь различные конфигурации, например иметь напряжение, имеющее амплитуду приблизительно вплоть до 20 В, иметь частоту активации в диапазоне приблизительно от 5 до 10 Гц и иметь несущую частоту в диапазоне приблизительно от 200 до 250 кГц.

Корпус, например корпус накладки, прикрепляемой к пациенту, может иметь множество размеров, форм и конфигураций. Корпус можно выполнять с возможностью наложения на внешнюю поверхность кожи пациента для чрескожной доставки электрического сигнала, например, с использованием электрода в непосредственном контакте с внешней поверхностью кожи. В другом варианте осуществления корпус можно выполнять с возможностью по меньшей мере частичной имплантации внутри пациента, например имплантации целиком внутри пациента, чтобы подкожно применять электрический сигнал к пациенту. Корпус можно выполнять с возможностью нахождения в непрерывном непосредственном контакте с организмом пациента в течение по меньшей мере одного дня, при котором генератор сигнала генерирует электрический сигнал и доставляет электрический сигнал в организм пациента.

В некоторых вариантах осуществления медицинское устройство также может включать контроллер, выполненный с возможностью включения генератора сигнала, чтобы генератор сигнала начал генерировать электрический сигнал, и/или выключения генератора сигнала, чтобы генератор сигнала закончил генерировать электрический сигнал. Контроллер можно выполнять с возможностью размещения удаленно от пациента и нахождения в электронной связи с генератором сигнала. Контроллер можно выполнять с возможностью имплантации целиком внутрь пациента.

В другом аспекте предоставлен медицинский способ, который включает размещение устройства в контакте с тканью пациента близко к депо бурой жировой ткани и активацию устройства для доставки электрического сигнала пациенту для активации бурой жировой ткани, например, через стимуляцию симпатических нервов и/или стимулируя непосредственно бурые адипоциты, и увеличения потребления энергии бурой жировой тканью. Размещение устройства в контакте с тканью пациента может включать чрескожное наложение устройства на внешнюю поверхность кожи пациента или подкожное размещение устройства внутри пациента. В некоторых вариантах осуществления пациента можно визуализировать для определения местоположения депо бурой жировой ткани перед размещения устройства в контакте с тканью пациента. Устройство можно расположить близко к по меньшей мере одному из затылочной области шеи, лопатки, позвоночника, проксимальных ветвей симпатической нервной системы, которые заканчиваются в депо БЖТ, и почки. В некоторых вариантах осуществления размещение устройства в контакте с тканью пациента близко к депо бурой жировой ткани может включать размещение устройства близко к нерву, который при деполяризации ведет к активации бурой жировой ткани. Электрический сигнал может иметь различные конфигурации, например иметь напряжение, имеющее амплитуду приблизительно 20 вольт, иметь частоту импульсов сигнала активации в диапазоне приблизительно от 5 до 10 герц и иметь несущую частоту в диапазоне приблизительно от 200 до 250 кГц.

Способ может варьировать любым числом образов. Например, устройство можно активировать в ответ на триггерное событие, включающее по меньшей мере одно из приема пищи пациентом, отдыха пациента, пороговой температуры пациента, направленной ориентации пациента, изменения массы пациента, изменения импеданса ткани пациента, ручной активации пациентом или другим человеком, изменения химического состава крови пациента и сигнала от контроллера в электронной связи с устройством. В качестве другого примера, устройство можно активировать для доставки электрического сигнала пациенту для активации бурой жировой ткани без охлаждения пациента или бурой жировой ткань и/или без какого-либо фармацевтического средства, вводимого пациенту для активации бурой жировой ткани. В качестве еще одного другого примера, электрический сигнал можно непрерывно доставлять пациенту в течение предварительно определенного количества времени, например, по меньшей мере четырех недель. В качестве другого примера, способ может включать остановку применения электрического сигнала, ожидание в течение предварительно определенного количества времени и активацию устройства для доставки другого электрического сигнала пациенту для активации депо бурой жировой ткани и увеличения потребления энергии бурой жировой ткани. Остановку, ожидание и активацию можно повторять до наступления порогового события, например, по меньшей мере одного из предварительно определенного количества времени и предварительно определенного физиологического эффекта, такого как предварительно определенное количество веса, потерянного пациентом. В качестве другого примера, способ может включать снижение мощности электрического сигнала до наступления первого предварительно определенного порогового события (например, пока не пройдет первый предварительно определенный период времени) и впоследствии увеличение мощности электрического сигнала до наступления второго предварительно определенного порогового события (например, пока не пройдет второй предварительно определенный период времени, который может быть аналогичным или отличающимся от первого предварительно определенного периода времени). В качестве еще одного другого примера, второе устройство можно расположить в контакте с тканью пациента близко к другому депо бурой жировой ткани, и второе устройство можно активировать для доставки второго электрического сигнала пациенту для активации другого депо бурой жировой ткани и увеличения потребления энергии другим депо бурой жировой ткани. Второе устройство может доставлять второй электрический сигнал пациенту одновременно с устройством, доставляющим электрический сигнал пациенту.

В некоторых вариантах осуществления способ также может включать удаление устройства у пациента, изменение положения устройства в контакте с тканью пациента близко к другому депо бурой жировой ткани и активацию устройства для доставки другого электрического сигнала пациенту для активации другого депо бурой жировой ткани, например, через стимуляцию симпатических нервов и/или непосредственную стимуляцию бурых адипоцитов и увеличение потребления энергии другим депо бурой жировой ткани. Устройство можно удалять и изменять его положение после доставки электрического сигнала в депо бурой жировой ткани в течение порогового количества времени, например, по меньшей мере семи дней. Альтернативно или дополнительно, устройство можно удалять и изменять его положение в ответ на триггерное событие, включающее по меньшей мере одно из приема пищи пациентом, отдыха пациента, пороговой температуры пациента, направленной ориентации пациента, изменения массы пациента, изменения импеданса ткани пациента, ручной активации пациентом или другим человеком, изменения химического состава крови пациента и сигнала от контроллера в электронной связи с устройством.

В другом варианте осуществления предоставлен медицинский способ, который включает размещение устройства на организме пациента, например на коже пациента, генерацию электрического сигнала с использованием устройства и нацеливание электрического сигнала, чтобы стимулировать ткань, которая регулирует потребление энергии, внутри пациента. По меньшей мере часть электрического сигнала может быть периодической. По меньшей мере часть устройства можно расположить подкожно внутри пациента.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РИСУНКОВ

Изобретение будет понято более полно из следующего подробного описания, взятого в сочетании с сопроводительными рисунками, на которых:

На фиг. 1 представлен схематический вид цикла окислительного фосфорилирования, которое протекает в митохондриях в клетках БЖТ;

на фиг. 2 представлен схематический вид митохондрий БЖТ, показывающий цикл окислительного фосфорилирования, которое протекает в митохондриях;

на фиг. 3 представлен схематический вид ПЭТ-КТ изображений, показывающих местоположения депо БЖТ у субъекта-пациента в холодной окружающей среде и у пациента в нормальной теплой окружающей среде;

на фиг. 4 представлен прозрачный вид части области шеи, грудной клетки и плеча человека с оттененной надключичной областью;

на фиг. 5 представлен график, показывающий зависимость напряжения от времени для базового электрического сигнала;

на фиг. 6 представлен график, показывающий зависимость общего потребления энергии в зависимости от времени для экспериментального, непрерывного, прямого электрического сигнала, доставляемого в депо БЖТ в группе субъектов, и показывающий зависимость общего потребления энергии в зависимости от времени для группы нестимулированных контрольных субъектов;

на фиг. 7 представлена диаграмма, показывающая первый график зависимости потребления кислорода от времени для экспериментального непрерывного прямого электрического сигнала, доставляемого в депо БЖТ в группе субъектов с фиг. 6, и показывающая зависимость потребления кислорода от времени для группы нестимулированных контрольных субъектов на фиг. 6, и показывающая второй график зависимости кумулятивного потребления пищи от времени для экспериментального непрерывного прямого электрического сигнала, доставляемого в депо БЖТ в группе субъектов с фиг. 6, и показывающая зависимость кумулятивного потребления пищи в от времени для группы нестимулированных контрольных субъектов с фиг. 6;

на фиг. 8 представлен график, показывающий зависимость массы тела от времени для экспериментального непрерывного прямого электрического сигнала, доставляемого в депо БЖТ в группе субъектов с фиг. 6, и показывающий зависимость массы тела от времени для группы нестимулированных контрольных субъектов с фиг. 6;

на фиг. 9 представлен график, показывающий зависимость температуры БЖТ от времени для экспериментального прерывающегося прямого электрического сигнала, доставляемого в депо БЖТ у одного субъекта;

на фиг. 10 представлен график, показывающий зависимость температуры БЖТ и внутренней температуры от времени для экспериментального прерывающегося прямого электрического сигнала, доставляемого в депо БЖТ у одного субъекта;

на фиг. 11 представлен график, показывающий зависимость напряжения от времени для базового электрического сигнала, включающего низкочастотный модулирующий сигнал и высокочастотный несущий сигнал;

на фиг. 12 представлен вид спереди организма, показывающий один из вариантов осуществления устройства электрической стимуляции, расположенного на противоположных сторонах сагиттальной плоскости организма;

на фиг. 13 представлен схематический вид одного из вариантов осуществления чрескожного устройства для стимуляции БЖТ;

на фиг. 14 представлено множество графиков, показывающих образцовые формы волн, генерируемых чрескожным устройством с фиг. 13;

на фиг. 15 представлен схематический вид одного из вариантов осуществления имплантируемого устройства для стимуляции БЖТ; и

на фиг. 16 представлено множество графиков, показывающих образцовые формы волн, генерируемых имплантируемым устройством с фиг. 15.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее описаны определенные образцовые варианты осуществления, чтобы обеспечить полное понимание принципов структуры, функции, изготовления и использования устройств и способов, описанных в настоящем документе. Один или несколько примеров этих вариантов осуществления проиллюстрированы на сопроводительных рисунках. Специалисты в данной области поймут, что устройства и способы, конкретно описанные в настоящем документе и проиллюстрированные на сопроводительных рисунках, представляют собой неограничивающие образцовые варианты осуществления, и что объем настоящего изобретения определяет только формула изобретения. Признаки, проиллюстрированные или описанные применительно к одному образцовому варианту осуществления, можно комбинировать с признаками других вариантов осуществления. Такие модификации и вариации предназначены для того, чтобы быть включенными в объем настоящего изобретения.

Предоставлены различные образцовые способы и устройства для активации бурой жировой ткани (БЖТ) с использованием электрической энергии. В целом, способы и устройства могут активировать БЖТ для увеличения термогенеза, например увеличения образования тепла и потребления энергии пациентом, что с течением времени может вести к одному или нескольким из потери массы, изменения метаболизма пациента, например увеличения уровня основного метаболизма пациента и положительной динамики сопутствующих заболеваний, ассоциированных с ожирением, таких как диабет II типа, высокое кровяное давление и т.д. В образцовом варианте осуществления предоставлено медицинское устройство, которое активирует БЖТ посредством электрической стимуляции нервов, которая активирует БЖТ, и/или электрической стимуляции непосредственно бурых адипоцитов, тем самым увеличивая термогенез в БЖТ и вызывая потерю массы через потребление энергии. Таким образом, потерю массы можно индуцировать без осуществления основной хирургической процедуры, не полагаясь на введение одного или нескольких фармацевтических средств, не полагаясь на охлаждение пациента и без хирургического изменения желудка пациента и/или других органов пищеварения.

После хирургической процедуры для лечения ожирения, такой как шунтирование желудка с гастроеюноанастомозом по Ру (RYGB), пациент может потерять вес вследствие увеличения потребления энергии, как показано в модели на грызунах, например, в Stylopoulos et al., «Roux-en-Y Gastric Bypass Enhances Energy Expenditure And Extends Lifespan In Diet-Induced Obese Rats», Obesity 17 (1 октября 2009 года), 1839-47. Дополнительные данные из Stylopoulos et al. (не опубликованные в предыдущей статье или где-либо еще на дату подачи настоящей не являющейся предварительной заявки) показывают, что RYGB также ассоциировано с повышенными уровнями разобщающего белка 1 (UCP1), который представляет собой разобщающий белок в митохондриях БЖТ, а также со значительным уменьшением размера запасов жира в БЖТ и увеличенным объемом БЖТ. Таким образом, похоже, что RYGB вызывает активацию БЖТ несмотря на то, что, как рассмотрено выше, хирургические процедуры для лечения ожирения, такие как желудочное шунтирование, имеют риск, если не неизбежно, вызвать различные нежелательные результаты. Следовательно, предоставлены устройства и способы для активации БЖТ без основной хирургической процедуры, подобной RYGB, но вместо этого с использованием электрической стимуляции нервов для увеличения потребления энергии.

Одна характеристика BAT, которая отличает ее от запасов белой жировой ткани (WAT), состоит в высоком числе митохондрий в одной клетке BAT. Эта характеристика делает BAT превосходным источником для сжигания энергии. Другая отличающая характеристика BAT состоит в том, что при активации используется UCP1, чтобы ввести неэффективность в процесс образования аденозинтрифосфата (АТФ), который ведет к образованию тепла. Следовательно, повышающая регуляции UCP1 является маркером активации BAT.

Активация бурых адипоцитов ведет к мобилизации запасов жира в самих этих клетках. Она также увеличивает транспорт СЖК в эти клетки из внеклеточного пространства и кровотока. В первую очередь СЖК в крови являются производными жиров, метаболизируемых и высвобождаемых из адипоцитов в WAT, а также из усваиваемых жиров. Стимуляция симпатической нервной системы является основным средством физиологической активации BAT. Стимуляция симпатических нервов также индуцирует липолиз в WAT и высвобождение СЖК из WAT в кровоток для поддержания уровней СЖК. Таким образом, симпатическая стимуляция ведет в конечном счете к переносу липидов из WAT в BAT с последующим окислением этих липидов в качестве части теплообразующей способности BAT.

Контролируемую активацию BAT можно оптимизировать, что ведет к потере массы, посредством снижения запасов триглицеридов в WAT. Специалист в данной области примет во внимание, что воздействие низкой температуры ведет к активации BAT, чтобы помочь регулировать температуру организма. Это знание позволит легко определить местоположение BAT с использованием визуализации позитронно-эмиссионной томографии - компьютерной томографии (ПЭТ-КТ). На фиг. 3 представлены изображения сканирования пациента, подвергавшегося воздействию холодной окружающей среды (два левые изображения), и того же пациента, сканированного в нормальной теплой окружающей среде (два правые изображения). Черным показаны области интенсивного захвата глюкозы, а именно головной мозг, сердце, мочевой пузырь и в холодной окружающей среде BAT. Однако эти изображения показывают местоположения депо BAT, а именно затылочную область шеи, надключичную область, над лопаткой, вдоль позвоночника и вокруг почек, как указано, например, в источниках Rothwell et al., «A Role For Brown Adipose Tissue In Diet-Induced Thermogenesis», Nature, Vol. 281, 6 сентября 1979 года, и Virtanen et al., «Functional Brown Adipose Tissue in Healthy Adults», The New England Journal of Medicine. Vol. 360, № 15, 9 апреля 2009 года, 1518-1525.

A специалист в данной области примет во внимание, что взрослый человек имеет значительные депо BAT, как указано, например, в J. M. Heaton, «The Distribution Of Brown Adipose Tissue In The Human», J Anat. май 1972, 112(Pt 1): 35-39, и W.D. van Marken Lichtenbelt et al., «Cold-Activated Brown Adipose Tissue in Healthy Men», N. Engl. J. Med., 2009 April, 360, 1500-1508. Специалист в данной области также примет во внимание, что BAT обильно иннервируется симпатической нервной системой, как указано, например, в Lever et al., «Demonstration Of A Catecholaminergic Innervation In Human Perirenal Brown Adipose Tissue At Various Ages In The Adult», Anat Rec. июль 1986, 215(3): 251-5, 227-9. Кроме того, тонкие немиелинизированные волокна, которые содержат норэпинефрин (и не NPY), являются теми, которые фактически иннервируют сами бурые адипоциты. Они образуют плотную сеть в ткани, находятся в контакте с каждым бурым адипоцитом (bouton-en-passant), и их высвобождение норэпинефрина остро стимулирует образование тепла и хронически ведет к все большему задействованию бурой жировой ткани». B. Cannon and J. Nedergaard, « Brown Adipose Tissue: Function And Physiological Significance», Physiol Rev. 2004: 84: 277-359.

Нервы, иннервирующие BAT, можно стимулировать для активации UCP1 и, таким образом, увеличивать потребление энергии через рассеивание тепла через чрескожную и/или непосредственную стимуляцию нервов, иннервирующих BAT. Чрескожная и непосредственная стимуляция более подробно рассмотрены ниже.

В некоторых вариантах осуществления чрескожную и/или непосредственную стимуляцию нервов, иннервирующих BAT, можно комбинировать с одним или несколькими воздействиями, до и/или после чрескожной и/или непосредственной стимуляции BAT, что может помочь вызвать стимуляцию BAT и/или увеличить количество BAT у пациента. В качестве неограничивающего примера, фармацевтическое средство можно вводить пациенту, пациента можно охлаждать, пациента можно нагревать, можно нацеливать магнитное поле на область пациента, у пациента можно осуществлять процедуру стимуляции BAT, направленную на депо BAT и/или на нерв, иннервирующий BAT, пациента можно вовлечь в терапию для потери массы и/или у пациента можно осуществлять хирургическую процедуру, такую как процедура для того, чтобы индуцировать потерю массы и/или улучшить метаболическую функцию, например гомеостаз глюкозы, липидный метаболизм, иммунную функцию, баланс воспалительных/противовоспалительных факторов и т.д. Неограничивающий пример охлаждения пациента включает наложение холодного компресса на кожу пациента в течение некоторого периода времени. Холодный компресс можно накладывать на область кожи с высокой концентрацией холодовых рецепторов, например рядом с запястьями, щиколотками, и/или области, обладающие термочувствительными каналами с транзиторным рецепторным потенциалом (TRP) (например, TRPA1, TRPV1, TRPM8 и т.д.). Альтернативно или дополнительно, холодный компресс можно накладывать на кожу близко к депо BAT и/или к нервам, иннервирующим депо BAT. Обеспечение электрической стимуляции, например, с использованием имплантированного устройства электрической стимуляции, такой, что депо BAT можно одновременно активировать через механизм, ассоциированный со сниженной температурой тела, и электрическую стимуляцию, тем самым потенциально дополнительно вызывает аддитивную или синергическую активацию BAT. Неограничивающие примеры способа стимуляции н