Células de grasa beige con un "mecanismo de Sísifo"
Una nueva clase de células adiposas hace más sanas a las personas: las células consumen energía y producen calor mediante reacciones bioquímicas aparentemente inútiles.
Las células adiposas son de tres colores: blancas, marrones y beige. Las células adiposas blancas almacenan grasa en nuestro cuerpo como reserva de energía. Necesitamos estas células, pero tener demasiadas crea problemas de salud. Las células adiposas marrones son especialmente activas en los bebés. Producen calor y mantienen así la temperatura corporal del bebé. Sin embargo, la cantidad de tejido adiposo marrón disminuye a lo largo de la vida; los adultos tienen muy pocas. Por último, las células adiposas beige. Éstas también pueden producir calor, aunque algo menos que las células adiposas marrones. Las células adiposas beige también están presentes en los adultos: dispersas por el tejido adiposo blanco, sobre todo en la zona del cuello y los hombros, ayudan a consumir el exceso de energía.
Ahora, un equipo internacional de investigación ha descubierto y descrito un nuevo tipo de células adiposas de color beige, que difieren de las que ya se conocían. "Las células adiposas de este nuevo tipo beige desempeñan un papel importante en el metabolismo energético del cuerpo humano y tienen un efecto positivo en las enfermedades metabólicas y la obesidad", afirma Anand Sharma, postdoctorando en el grupo del profesor de la ETH Christian Wolfrum y coautor del estudio. "Por eso es tan importante comprender en detalle cómo funcionan". El estudio ha sido dirigido por la ETH de Zúrich, la Universidad de Basilea, el Centro Médico de la Universidad de Leipzig y el Instituto Oncológico Dana-Farber de Boston. En el proyecto participaron numerosos hospitales e instituciones de investigación de todo el mundo.
Independientes de una proteína conocida
Las células adiposas beige que los investigadores ya conocían generan calor del mismo modo que las células adiposas marrones: a través de una proteína denominada UCP1. Esta proteína se encuentra en el interior de las dos membranas que rodean las mitocondrias, las unidades estructurales a menudo denominadas la central eléctrica de la célula. Como parte de su función normal, las mitocondrias bombean protones al espacio entre las dos membranas. Los protones son partículas elementales cargadas eléctricamente que suelen desempeñar un papel importante en los procesos de conversión de energía en las células. Las células de grasa bown y las clásicas células de grasa beige descritas anteriormente tienen la proteína UCP1. Ésta forma un canal muy estrecho en la membrana interna a través del cual los protones fluyen de vuelta a la mitocondria, generando así calor por fricción.
En los últimos años, los científicos han descubierto que también existen células grasas beige sin la proteína UCP1, y que éstas también consumen energía y, por tanto, producen calor. El equipo de investigación de la ETH de Zúrich y las instituciones participantes ha caracterizado ahora con precisión la nueva clase de células adiposas beige y ha demostrado cómo lo hacen: mediante un "mecanismo de Sísifo".
Funciona así: Todos los procesos bioquímicos que tienen lugar en las células generan siempre algo de calor. La nueva clase de células adiposas de color beige se aprovecha de ello y permite que los procesos individuales vayan y vengan, aparentemente sin propósito. Se trata principalmente de dos procesos de conversión. En uno, las células descomponen las grasas en sus componentes (ácidos grasos) a toda velocidad y luego las ensamblan en nuevas grasas con la misma rapidez. En el otro, aplican una enzima para convertir moléculas de creatina en fosfato de creatina, una molécula relacionada, para volver a convertirla inmediatamente en creatina. Los científicos denominan "ciclos fútiles" a estos procesos de ida y vuelta. No añaden nada al presupuesto bioquímico global, pero consumen energía y generan calor.
Prevención de la diabetes y la obesidad
El equipo de investigadores describió primero el nuevo tipo de células adiposas beige en ratones. A continuación, examinaron el tejido adiposo humano y pudieron demostrar que estas células adiposas también se dan allí. Mientras que menos de la mitad de la población tiene el tipo conocido de células adiposas beige clásicas, casi todos los humanos tienen el nuevo tipo de ciclo fútil, aunque en cantidades diferentes.
Como han podido demostrar los investigadores, las personas con un elevado número de células adiposas de color beige -del tipo conocido hasta ahora o de este nuevo tipo- son más delgadas y tienden a tener una mejor salud metabólica. Esto las hace menos propensas a la obesidad y a trastornos metabólicos como la diabetes. "Como las células adiposas beige convierten la energía en calor, ayudan a descomponer el exceso de grasa", explica Tongtong Wang, estudiante de doctorado del grupo del profesor Wolfrum y autor principal del estudio.
Los investigadores también explican cómo podrían utilizarse los nuevos descubrimientos en medicina en el futuro. Por ejemplo, podría ser posible trasplantar células adiposas beige a personas que sólo tienen unas pocas y padecen enfermedades metabólicas o problemas de peso. También sería concebible desarrollar fármacos que activaran las células grasas beige, que suelen estar inactivas. Tales fármacos podrían utilizarse para tratar a personas con niveles elevados de azúcar en sangre o a personas con sobrepeso que hayan reducido su peso mediante cirugía u otros medios. "Activar sus células adiposas beige podría ayudarles a mantener su peso corporal a largo plazo", afirma Sharma.page10.1016/j.cmet.2024.07.005call_made
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Publicación original
Tongtong Wang, Anand Kumar Sharma, Chunyan Wu, Claudia Irene Maushart, Adhideb Ghosh, Wu Yang, Patrik Stefanicka, Zuzana Kovanicova, Jozef Ukropec, Jing Zhang, Myrtha Arnold, Manuel Klug, Katrien De Bock, Ulrich Schneider, Cristina Popescu, Bo Zheng, Lianggong Ding, Fen Long, Revati Sumukh Dewal, et al.; "Single-nucleus transcriptomics identifies separate classes of UCP1 and futile cycle adipocytes"; Cell Metabolism
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