Le Tissu Adipeux Brun est constitué d’adipocytes bruns distincts des adipocytes blancs du tissu adipeux blanc. Il est un organe thermogénique capable de brûler les acides gras, actif lors de l’exposition au froid, à la naissance, et aussi lors du réveil chez l’hibernant. Les dépôts bruns sont très vascularisés et innervés par des fibres ortho-sympathiques. Les adipocytes bruns sont caractérisés par un chondriome exceptionnellement développé. La production de chaleur par ces cellules est la conséquence d’une conductance aux protons anormalement élevée au sein de la membrane mitochondriale interne. Cette conductance court-circuite le lien entre les chaînes respiratoires et l’ATP-synthase devenue incapable de phosphoryler l’ADP: l’énergie respiratoire est alors dissipée sous forme de chaleur. La conductance aux protons est activée par les acides gras libres provenant de la lipolyse des triglycérides en réponse à la stimulation sympathique physiologique des cellules. La protéine, transporteur de protons dans la membrane interne des mitochondries des adipocytes bruns fut identifiée. Il s’agit d’une protéine de la membrane interne nommée protéine découplante ou uncoupling protein UCP1. UCP1, membre de la famille dite des « transporteurs d’anion mitochondriaux », et uniquement présente dans les adipocytes bruns.

Brown adipocytes are predominant cells in Brown Adipose Tissue deposits present in most mammals. These adipocytes differ from classical white adipocytes. This tissue is a thermogenic organ able to burn fatty acids and is activated during exposure to the cold, at birth, and during arousal in hibernators. Anatomic studies revealed a rich network of vessels and blood capillaries, as well as a rich orthosympathetic nerve supply. Typical brown adipocytes contain many small lipid droplets and an exceptionally high number of mitochondria. Bioenergetic studies of brown adipocyte mitochondria showed that their inner mitochondrial membrane exhibits an unusual very high proton conductance. This proton conductance works as a short-circuit between the respiratory chains and ATP-synthase making the system unable to convert respiratory energy into ATP: respiratory energy is dissipated as heat. The brown adipocyte proton conductance is activated by free fatty acids released from lipolysis of triglycerides upon the sympathetic activation of cells when thermogenesis activation is needed to maintain body temperature at a high level. The protein responsible for the high proton conductance in the inner membrane of brown adipocytes was identified. It is a protein referred to as UCP1 or uncoupling protein 1, a member of the family of the mitochondrial anion transporters. UCP1 is uniquely present in brown adipocyte mitochondria.