In tempi recenti, la termogenesi adattativa è stata definitivamente riconosciuta come sistema di controllo nella regolazione del peso corporeo dei mammiferi, in base a numerosi studi sperimentali sulla denutrizione e sulla rialimentazione e sovralimentazione, in cui si è capito che questo processo ha un importante ruolo come mediatore dello squilibrio energetico. Durante un regime alimentare altamente ipocalorico (VLCD, "Very Low Calorie Diet"), la perdita di peso ponderale è in buona parte da attribuire alla perdita di massa magra (rappresentata in gran parte dal muscolo scheletrico), e lo stallo raggiunto ad un certo livello di tale strategia dietetica è dato proprio dalla riduzione di questa componente. In realtà non è il regime ipocalorico di per sé il fattore determinante, quanto il deficit complessivo sul fabbisogno energetico. È stato stabilito che un deficit calorico totale superiore a 1000 kcal giornaliere sul fabbisogno normocalorico sembra essere la soglia per abbassare il metabolismo. Per tanto, sono le assunzioni caloriche eccessivamente basse a determinare una riduzione del metabolismo basale causando una riduzione o un arresto della perdita di grasso. Questa riduzione può andare dal 5 al 36%, in base all'entità della restrizione calorica. Gli studi hanno dimostrato che la restrizione energetica acuta porta ad una riduzione dell'attività simpaticoadrenergica, risultando in una ridotta risposta termogenica. Mentre la sovralimentazione aumenta l'attività del sistema nervoso simpatico (SNS), disperdendo il surplus di energia accelerando il metabolismo. Effettivamente il muscolo scheletrico gioca un importante ruolo nella perdita del grasso corporeo per le sue caratteristiche di tessuto metabolicamente attivo, con la proprietà di aumentare il metabolismo basale (MB) e quindi il consumo energetico a riposo. La preservazione o l'aumento della massa magra infine ha importanti implicazioni grazie al ruolo del muscolo scheletrico nel contribuire a mantenere elevato il metabolismo basale (maggior dispendio calorico a riposo), a favorire il controllo glicemico (miglioramento della tolleranza al glucosio e della sensibilità insulinica) e contribuendo direttamente all'ossidazione di lipidi. In realtà, il muscolo scheletrico ha una spesa energetica per kg molto inferiore rispetto ad altri tessuti. Gli apparati che impiegano più energia per kg sono il cuore, il fegato, i reni e il cervello, ma di fatto il muscolo scheletrico, essendo molto più esteso rispetto agli organi citati, porta ad una spesa energetica tra le più elevate nel corpo assieme al fegato e al cervello. Per tanto, un'atrofia del muscolo può creare una riduzione dell'impiego di lipidi a scopo energetico, anche solo in condizioni basali. In altri termini il consumo energetico a riposo (anche a carico dei grassi) è largamente condizionato dalla quantità di massa muscolare. In realtà, oltre a questo meccanismo diretto di riduzione del MB dovuto alla perdita di massa magra, viene implicata anche la termogenesi adattativa: nello stato di restrizione energetica tipico delle diete ipocaloriche, l'organismo si adatta riducendo i processi termogenici (la produzione di calore), riducendo o inibendo il surplus del dispendio energetico da questi rappresentato che favorirebbe la perdita di grasso corporeo, e imponendo uno stallo a livello metabolico con il blocco della perdita di peso. Ancora una volta, questa riduzione dei processi termogenici è da attribuire in parte al muscolo scheletrico, che oltre a subire un'atrofia, inibisce parte di questi meccanismi per poter ridurre il dispendio energetico e la dispersione di calore a favore del deposito energetico a carico del tessuto adiposo. Bisogna tenere conto che il muscolo è responsabile di circa il 50% della termogenesi adattativa. Questo meccanismo, dipendente dal livello di riserve di grasso (per tale motivo "adiposo-specifico"), rimane soppresso fino a quando queste stesse riserve non sono state recuperate al 100% durante la fase di rialimentazione. Solo dopo questo periodo sarà possibile ricostituire il muscolo scheletrico e riattivare completamente i processi termogenici, quindi la dispersione di calore, l'aumento del metabolismo basale, e la combustione di grasso. Analizzando gli aspetti energetici della denutrizione e rialimentazione, è stato ipotizzato che esistono due distinti sistemi di controllo alla base della termogenesi adattativa: