Biologia celulară a depozitării grăsimilor Biologia moleculară a celulei
Laboratorul de metabolizare moleculară, Universitatea Rockefeller, New York, NY 10065
Dana-Farber Cancer Institute și Departamentul de biologie celulară, Harvard Medical School, Boston, MA 02115
Abstract
Epidemia mondială de obezitate și diabetul de tip 2 a crescut foarte mult interesul pentru biologia și fiziologia țesuturilor adipoase. Celulele adipoase (grase) sunt specializate pentru stocarea energiei sub formă de trigliceride, însă cercetările din ultimele decenii au arătat că celulele adipoase joacă, de asemenea, un rol critic în detectarea și răspunsul la schimbările de echilibru energetic sistemic. Celulele grase albe secretă molecule importante de tip hormonal, cum ar fi leptina, adiponectina și adipsina, pentru a influența procesele precum consumul de alimente, sensibilitatea la insulină și secreția de insulină. Grăsimile brune, pe de altă parte, disipă energia chimică sub formă de căldură, apărându-se astfel împotriva hipotermiei, obezității și diabetului. Acum se apreciază că există două tipuri distincte de celule grase termogene, denumite adipocite maro și bej. În plus față de aceste proprietăți distincte ale celulelor adipoase, adipocitele există în țesutul adipos, unde se află în comunicare dinamică cu celulele imune și sunt strâns influențate de inervație și de aportul de sânge. Această revizuire este destinată să servească drept introducere în biologia celulelor adipoase și să familiarizeze cititorul cu modul în care aceste tipuri de celule joacă un rol în bolile metabolice și, probabil, ca ținte pentru dezvoltarea terapeutică.
INTRODUCERE
TIPURI DE GRASIME
Până de curând, termenul „grăsime brună” era folosit pentru a se referi la celulele UCP1 + în două locații anatomice distincte: 1) depozite formate în dezvoltare în regiunile interscapulare și perirenale, compuse în principal din adipocite UCP1 +, care au multe picături lipidice mici (denumite multiloculare) și mitocondrii dense, conferind țesutului culoarea maronie caracteristică; și 2) celulele UCP1 +, care sunt intercalate în multe depozite de grăsime albă, în special în regiunile subcutanate ale rozătoarelor și ale oamenilor. Aceste două tipuri de „grăsime brună” nu sunt doar tipuri de celule distincte (Wu și colab., 2012), dar provin și din linii celulare complet diferite (Seale și colab., 2008). Celulele grase brune formate în curs de dezvoltare, denumite acum „celule grase brune clasice”, derivă dintr-o linie asemănătoare mușchilor scheletici, așa cum este marcată de Myf5 sau Pax7 (Seale și colab., 2008; Lepper și Fan, 2010). Celulele bej sunt derivate, cel puțin parțial, dintr-o linie vasculară asemănătoare mușchiului neted, așa cum este marcat de promotorul Myh11 (Long și colab., 2014; Berry și colab., 2016).
Majoritatea studiilor nu au făcut distincția între rolurile funcționale ale acestor două tipuri de celule grase UCP1 +, deoarece expunerea la frig sau stimularea β-adrenergică activează ambele tipuri de celule. Recent, a fost dezvoltat un model murin care nu are celule de grăsime bej, dar are grăsimi brune complet funcționale (Cohen și colab., 2014). Acești șoareci dezvoltă obezitate ușoară pe o dietă bogată în grăsimi, comparativ cu martorii. Mai mult, această obezitate apare exclusiv printr-un exces de grăsime subcutanată, o constatare destul de neobișnuită. Aceste animale au rezistență severă la insulină hepatică și steatoză hepatică, sugerând că grăsimea bej protejează ficatul; nu se cunoaște dacă acest lucru se produce prin oxidarea lipidelor circulante de către celulele bej sau prin producerea unui hormon secretat care protejează ficatul de acumularea de grăsimi. S-au identificat un număr tot mai mare de factori care duc la creșterea („rumenirea”) sau scăderea („albirea”) activității grăsimii bej (Figura 1).
FIGURA 1: Reprezentarea țesutului adipos bej, care constă dintr-un amestec de adipocite albe și bej. O schemă a stimulilor care duc la creșterea („rumenirea”) sau scăderea („albirea”) activității grăsimii bej, împreună cu consecințele fiziologice.