Identificat un sistema dʼautocontrol molecular que evitaria un excés dʼactivitat del teixit adipós marró

El equip dirigit pel catedràtic Francesc Villarroya, de la Facultat de Biologia, l'IBUB i el CIBERobn.
El equip dirigit pel catedràtic Francesc Villarroya, de la Facultat de Biologia, l'IBUB i el CIBERobn.
Recerca
(07/05/2020)

Un equip científic acaba de descobrir un nou mecanisme de regulació del metabolisme del teixit adipós marró mitjançant el sistema hormonal cal·licreïna-cinina, fins ara associat a la fisiologia del sistema renal i cardiovascular i a processos d’inflamació i dolor. Aquest sistema d’autocontrol molecular del metabolisme lipídic, desconegut fins ara, podria ajudar a evitar els efectes perjudicials derivats d’un excés d’activació del teixit adipós marró.


El nou treball, publicat a la revista Nature Communications, està dirigit pel catedràtic Francesc Villarroya, de la Facultat de Biologia i de l’Institut de Biomedicina de la Universitat de Barcelona (IBUB), i membre del CIBER de Fisiopatologia de l'Obesitat i la Nutrició (CIBERobn) de l’Institut de Salut Carlos III. També hi participen experts de la Universitat de Santiago de Compostel·la, la Universitat de Maastricht (Països Baixos), i la Universitat de Humboldt, el Centre per a la Recerca Cardiovascular (CCR) i l’Institut de Salut de Berlín (Alemanya).


El equip dirigit pel catedràtic Francesc Villarroya, de la Facultat de Biologia, l'IBUB i el CIBERobn.
El equip dirigit pel catedràtic Francesc Villarroya, de la Facultat de Biologia, l'IBUB i el CIBERobn.
Recerca
07/05/2020

Un equip científic acaba de descobrir un nou mecanisme de regulació del metabolisme del teixit adipós marró mitjançant el sistema hormonal cal·licreïna-cinina, fins ara associat a la fisiologia del sistema renal i cardiovascular i a processos d’inflamació i dolor. Aquest sistema d’autocontrol molecular del metabolisme lipídic, desconegut fins ara, podria ajudar a evitar els efectes perjudicials derivats d’un excés d’activació del teixit adipós marró.


El nou treball, publicat a la revista Nature Communications, està dirigit pel catedràtic Francesc Villarroya, de la Facultat de Biologia i de l’Institut de Biomedicina de la Universitat de Barcelona (IBUB), i membre del CIBER de Fisiopatologia de l'Obesitat i la Nutrició (CIBERobn) de l’Institut de Salut Carlos III. També hi participen experts de la Universitat de Santiago de Compostel·la, la Universitat de Maastricht (Països Baixos), i la Universitat de Humboldt, el Centre per a la Recerca Cardiovascular (CCR) i l’Institut de Salut de Berlín (Alemanya).


Teixit adipós marró: com s’autocontrola la seva activitat?

El teixit adipós marró té com a funció principal cremar calories i produir calor corporal a partir dels greixos (termogènesi). També actua com un òrgan endocrí capaç de secretar factors que activen el metabolisme dels greixos i els carbohidrats i ajuden a prevenir patologies com ara l’obesitat o la diabetis. No obstant això, una activitat excessiva i descontrolada d’aquest teixit podria causar efectes perjudicials com ara la caquèxia, una excessiva pèrdua de massa corporal present en alguns tipus de càncer.


El nou article descriu per primer cop la relació del sistema cal·licreïna-cinina amb els processos de regulació metabòlica al teixit adipós marró. Aquest teixit s’activa com a reacció a estímuls ambientals (temperatura, dieta, etc.) i la seva resposta es canalitza a través del sistema nerviós simpàtic i de factors hormonals. Tradicionalment, es pensava que la interrupció d’aquests factors inductors era l’autèntica raó que limitava l’activitat termogènica del greix.


«Ara sabem que alguns mecanismes actius poden actuar com a fre i que els mateixos inductors positius poden posar en marxa el sistema cal·licreïna-cinina, que actua com a mecanisme d’autocontrol per suprimir l’activitat del greix marró», detalla Francesc Villarroya, que és cap del Grup de Recerca de Genètica i Biologia Molecular de Proteïnes Mitocondrials i Patologies Associades de la UB.


«Tot i que sembla contradictori —els mateixos senyals activadors determinen l’autocontrol del sistema—, això s’explicaria si considerem com és d’important la regulació fina de la termogènesi per evitar que massa metabòlits siguin cremats sense cap finalitat fisiològica per a l’organisme», apunta l’expert.


Termogènesi: més enllà d’aportar energia a les cèl·lules

El mecanisme bioquímic per cremar calories i produir calor corporal a partir dels greixos —conegut com a desacoblament mitocondrial— és un procés que altera completament la bioenergètica del mitocondri, l’orgànul cel·lular responsable d’obtenir energia. En aquest mecanisme particular, l’activitat del mitocondri no és l’habitual —que és oxidar substrats per obtenir molècules d’ATP i aportar energia a les cèl·lules—, sinó que deriva en la dissipació de l’energia metabòlica en forma de calor.


Una activitat excessiva del teixit adipós marró origina quadres patològics associats a una despesa energètica descontrolada i un aprimament accelerat (caquèxia, etc.) en pacients afectats per tumors. Encara hi ha moltes incògnites sobre un procés que, encara dins l’àmbit clínic, dificulta també la recuperació dels afectats per grans cremades quan es dispara la despesa energètica i l’activitat del teixit adipós marró.


Molt abans de conèixer la fisiologia del teixit adipós marró, el desacoblament mitocondrial va ser el mecanisme alterat per la intoxicació de treballadors de fàbriques d’armament durant la I Guerra Mundial. A causa de l’exposició al compost dinitrofenol —un tòxic que genera desacoblament mitocondrial de manera incontrolada a tots els teixits del cos—, la temperatura dels treballadors intoxicats es disparava i la pèrdua de pes en els afectats era dramàtica. En la dècada dels setanta del segle XX, la comunitat científica va poder identificar que el desacoblament mitocondrial és un procés que, d’una manera específica, té lloc controladament en els mitocondris del teixit adipós marró mitjançant la proteïna UCP1.


«És evident que un mecanisme així ha d’estar altament controlat per no generar problemes per activitat descontrolada. De fet, és possible que l’evolució hagi confinat aquest mecanisme dins els mitocondris d’una cèl·lula especialitzada —l’adipòcit marró— i no a tots els teixits de l’organisme com a mecanisme de seguretat», apunta Villarroya.


El nou estudi podria aportar noves perspectives a les estratègies per moderar l’activitat termogènica en situacions patològiques com càncers. En aquest context, la descoberta de l’acció local del sistema d’autocontrol endogen cal·licreïna-cinina sobre el teixit adipós marró obre ara nous horitzons a futures eines farmacològiques per a la lluita i el control de les malalties metabòliques.