Una nuova classe di cellule adipose rende le persone più sane. Le cellule consumano energia e producono calore attraverso reazioni biochimiche apparentemente inutili.
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In breve
- Un tipo di cellula grassa beige appena descritto consuma energia e genera calore eseguendo processi biochimici avanti e indietro apparentemente senza scopo.
- Quasi tutte le persone hanno questo tipo di cellule. Più ne ha, più tende a essere magra e a migliorare la sua salute metabolica.
- Le nuove scoperte potrebbero aiutare a sviluppare terapie contro l'obesità e i disturbi metabolici come il diabete.
Bianco, marrone, beige. Questi sono i colori delle cellule adipose. Le cellule grasse bianche immagazzinano il grasso nel nostro corpo come riserva di energia. Abbiamo bisogno di queste cellule. Ma non ne vogliamo troppe per motivi di salute. Le cellule di grasso bruno sono particolarmente attive nei bambini. Producono calore e quindi mantengono la temperatura corporea del bambino. Tuttavia, il tessuto adiposo bruno diminuisce nel corso della vita: gli adulti ne hanno pochissimo. Infine, anche le cellule adipose beige possono produrre calore, anche se in modo meno efficace rispetto alle cellule adipose brune. Si trovano anche nell'adulto, intercalate al tessuto adiposo bianco, soprattutto nella zona del collo e delle spalle. Contribuiscono a consumare l'energia in eccesso.
Un team di ricerca internazionale ha scoperto e descritto un nuovo tipo di cellule di grasso beige. Queste differiscono dalle cellule di grasso beige precedentemente conosciute. "Il nuovo tipo di cellule grasse beige svolge un ruolo importante nel metabolismo energetico del corpo umano. Hanno un effetto positivo contro le malattie metaboliche e l'obesità", afferma Anand Sharma, postdoc nel gruppo del professor Christian Wolfrum dell'ETH e coautore dello studio. "Lo studio è stato condotto dall'ETH di Zurigo, dall'Università di Basilea, dall'Ospedale universitario di Lipsia e dal Dana-Farber Cancer Institute di Boston.
Indipendente dalle proteine conosciute
Le cellule grasse beige già note generano calore allo stesso modo delle cellule grasse brune: attraverso la proteina UCP1. Essa si trova nella parte interna delle due membrane che circondano i mitocondri. I mitocondri sono unità strutturali delle cellule e sono noti anche come le centrali elettriche delle cellule. Come parte della loro normale funzione, pompano protoni nello spazio tra le due membrane. I protoni sono particelle elementari caricate elettricamente che in genere svolgono un ruolo importante nei processi di conversione energetica delle cellule. Le cellule adipose brune e le classiche cellule adipose beige descritte in precedenza contengono la proteina UCP1. Essa forma un canale molto stretto nella membrana interna attraverso il quale i protoni ritornano all'interno dei mitocondri. Questo genera calore per attrito.
"Convertendo l'energia in calore, le cellule adipose del beige umwelt und Geomatik eliminano il grasso in eccesso".Tongtong Wang
Negli ultimi anni gli scienziati si sono resi conto che esistono anche cellule adipose beige prive della proteina UCP1, che consumano energia e producono quindi calore. Il team di ricerca dell'ETH di Zurigo e delle istituzioni partecipanti ha ora caratterizzato con precisione la nuova classe di cellule grasse beige e ha dimostrato come esse agiscono: Attraverso un meccanismo di Sisifo.
Funziona così: Tutti i processi biochimici che avvengono nelle cellule generano sempre un po' di calore. La nuova classe di cellule adipose beige ne approfitta e permette ai singoli processi di andare avanti e indietro apparentemente senza scopo. Le cellule utilizzano in particolare due processi di conversione: Convertono a tutta velocità i grassi nei loro componenti, gli acidi grassi, e ne costruiscono di nuovi con la stessa rapidità. Procedono in modo analogo con la molecola della creatina. Con l'aiuto di un enzima, la convertono nella molecola correlata creatina fosfato, per poi riconvertirla immediatamente in creatina. Gli scienziati chiamano questi processi "cicli futili", cioè cicli metabolici inutili. In ambito biochimico, non portano a nulla, ma consumano energia e generano calore.
Prevenzione del diabete e dell'obesità
Il team di ricerca ha innanzitutto caratterizzato il nuovo tipo di cellule grasse beige nei topi. Poi ha analizzato il tessuto adiposo umano e ha potuto dimostrare che queste cellule grasse sono presenti anche nell'uomo. Mentre solo meno della metà degli esseri umani presenta le cellule di grasso beige precedentemente conosciute, le nuove cellule di grasso a ciclo futile sono presenti in quasi tutte le persone. Tuttavia, non tutte le persone ne hanno lo stesso numero.
Come hanno potuto dimostrare i ricercatori, le persone con molte cellule adipose beige sono più snelle e tendono ad avere una migliore salute metabolica: sono meno soggette all'obesità e a disturbi metabolici come il diabete. Questo vale sia per la forma familiare che per quella nuova di cellule di grasso beige. "Convertendo l'energia in calore, le cellule di grasso beige abbattono il grasso in eccesso", spiega Tongtong Wang, dottoranda del gruppo del professor Wolfrum all'ETH e primo autore dello studio.
I ricercatori spiegano anche come le nuove scoperte potrebbero essere utilizzate in futuro in campo medico: Sarebbe ipotizzabile, ad esempio, trapiantare le cellule di grasso beige nelle persone che ne hanno poche e che soffrono di malattie metaboliche o di problemi di peso. Sarebbe anche possibile sviluppare farmaci che attivino le cellule di grasso beige, che spesso sono inattive. Questo potrebbe essere usato per trattare persone con alti livelli di zucchero nel sangue o persone alumni che hanno ridotto il loro peso attraverso interventi chirurgici o altri mezzi. "Attivare le cellule di grasso beige potrebbe aiutarle a mantenere il loro peso corporeo ridotto a lungo termine", spiega Sharma.
In questo studio sono stati coinvolti numerosi altri ospedali e istituti di ricerca in tutto il mondo, tra cui l'Ospedale Cantonale di Baden.
Riferimento alla letteratura
Wang T, Sharma AK, Wu C et al: Single Nucleus Transcriptomics Identifies Separate Classes of UCP1 and Futile Cycle Beige Cells. Cell Metabolism, 30 luglio 2024, doi: pagina esterna10.1016/j.cmet.2024.07.005