|
|
|
Inf. Científica
|
|
|
|
Inf. Comercial
|
|
|
|
|
Inf. del Sector
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Sumario
Nº 3
> Obesidad
|
|
|
|
Bases genético-moleculares en el desarrollo de
la obesidad
(4ª Parte)
|
|
|
REGULACIÓN ADRENÉRGICA DEL
METABOLISMO DEL TEJIDO ADIPOSO |
|
El tejido adiposo no es un órgano totalmente
homogéneo (140). Por el contrario, existen notables diferencias
metabólicas entre los diferentes depósitos. Estas diferencias
provienen de una respuesta diferencial a hormonas y neurotransmisores
(141,142).
La principal función del tejido adiposo blanco
es el almacenamiento y liberación de las reservas energéticas
en forma de triacilglicéridos, lo que le otorga un papel central
en la regulación de la homeostasis energética en los mamíferos.
De manera que la regulación del metabolismo del tejido adiposo
blanco está dirigida hacia un eficiente almacenamiento y liberación
de los lípidos dependiendo de las necesidades del organismo (143).
Por el contrario, en el tejido adiposo marrón, la regulación del
metabolismo lipídico va encaminado hacia la producción de calor
o termogénesis (144).
El balance entre la movilización lipídica, proceso
controlado por la actividad de la lipasa sensible a hormonas (LSH),
y el almacenamiento de ácidos grasos procedentes de la hidrólisis
de los triacilglicéridos de las lipoproteínas circulantes (quilomicrones
y VLDL), que viene regulado por la acción de la lipoproteína lipasa
(LPL), constituye la diana clave para el control coordinado del
metabolismo lipídico de los depósitos adiposos, en respuesta a
diferentes situaciones fisiológicas (145) y depende tanto de la
localización anatómica del tejido adiposo como del entorno honnonal
(146,147).
Las actividades de la LSH y de la LPL dependen
de forma directa e indirecta, respectivamente, de la concentración
de AMPc, que a su vez viene condicionado
por el balance entre las actividades de las enzimas adenilato
ciclasa (AC) y la fosfosdiesterasa (PE). El incremento de los
niveles de AMPc, provoca la activación
de la proteína quinasa A (PKA), que es la responsable de la modulación
opuesta de las actividades de LSH y la LPL. De esta manera, las
hormonas que modulan la actividad de estas enzimas, entre ellas
las catecolaminas (a través de los receptores adrenérgicos) inciden
tanto en la respuesta lipolítica como en la incorporación de ácidos
grasos.
Además, un incremento en los niveles intracelulares
de AMP, provoca también la activación de otras enzimas implicadas
en el metabolismo lipídico y glucídico como la fosforilasa quinasa,
la glucógeno sintasa, la acil-coA carboxilasa, la fosfodiesterasa
de AMPc, de baja Km inhibida por
GMPc, (cGi-PDE), el transportador
de glucosa (GLUT4) y los propios receptores adrenérgicos (beta1
Y beta2 (148) así como de varios factores de transcripción
como el C/EBPbeta y el C/EBPalfa (149) y proteínas
nucleares relacionadas con regulación de la proliferación y la
diferenciación celular como las CREB, proteínas implicadas en
la modulación de la expresión del gen de la UCP1 en el tejido
adiposo marrón (150,151) -ver figura 3-.
Ver
Figura 3
|
| |
|
|
|
Receptores
adrenérgicos en el control de los tejidos adiposos |
| |
Las proteínas clave implicadas en el metabolismo
de los tejidos adiposos están bajo el control de las catecolaminas
(adrenalina y noradrenalina).
La transmisión de la señal de estas hormonas
en los tejidos adiposos se realiza a través de los receptores
adrenérgicos. En el adipocito se encuentran al menos cuatro subtipos
de receptores adrenérgicos diferentes implicados en el control
de la lipolisis; tres receptores beta-adrenérgicos (beta-AR),
(beta1, beta2, beta3), que activan la adenilato
ciclasa (AC) mediante la interacción con proteínas G estimuladoras
y un receptor a-adrenérgico alfa2A-AR,
que la inhibe mediante la interacción con proteínas G inhibidoras
(152). Además, estos receptores, comparten los mismos agonistas
fisiológicos (adrenalina y noradrenalina) que son liberados por
la activación del sistema nervioso simpático (SNS), pero presentan
distintos grados de afinidad por la noradrenalina: alfa2>beta1>=beta2>beta3
(153).
El receptor alfa2-AR es el predominante
en los adipocitos de ciertos depósitos adiposos en humanos y primates,
presenta una afinidad por la noradrenalina superior a la de los
beta-AR. En condiciones de reposo, cuando las concentraciones
de catecolaminas son bajas, los receptores alfa2-AR***
se encuentran activados, con lo que se encuentra inhibida la lipólisis.
A concentraciones bajas de noradrenalina los receptores O-AR no
son activados por las catecolaminas, al tener una menor afinidad
que los alfa2-AR. Sin embargo, bajo condiciones que provoquen
una activación del sistema nervioso simpático, en que las concentraciones
de noradrenalina estan incrementadas, se produce la activación
de los receptores de baja afinidad, beta1-AR, beta2-AR
y beta3-AR. En tales condiciones, la activación de los
beta-AR es capaz de contrarrestar y superar la inhibición
provocada por la estimulación específica de los alfa2-AR,
promoviéndose así la movilización lipídica (153,154).
De esta forma el balance entre los distintos
receptores adrenérgicos beta1, beta2, beta3
y alfa2 en los adipocitos, así como la afinidad de las
catecolaminas por los diferentes tipos de receptores adrenérgicos
constituyen puntos clave en la regulación del metabolismo lipídico.
|
| |
|
|
|
Receptores
adrenérgicos y lipólisis en individuos obesos |
| |
La actividad lipolítica de las células adiposas
varía según la localización anatómica de los depósitos adiposos
(155,156). Tanto en humanos como en ratas, se ha observado que
los adipocitos de regiones viscerales exhiben una mayor respuesta
lipolítica a las catecolaminas que los adipocitos subcutáneos
(157-162). Aunque los mecanismos moleculares implicados no son
muy conocidos, se postula que las diferencias en la densidad de
los receptores alfa2-AR y beta-AR son factores clave
(146,161,163-166).
La obesidad está asociada con un incremento
en la morbilidad y en la mortalidad. La distribución de la grasa
corporal y las diferencias regionales en cuanto a la lipólisis
mediada por catecolaminas son de gran importancia respecto a las
repercusiones metabólicas que genera la acumulación de grasa.
El desencadenante más probable para las complicaciones que se
relacionan con esta patología es la liberación de acidos grasos
al torrente sanguíneo (167). Está completamente aceptado que la
respuesta lipolítica in vivo es superior en los depósitos
abdominales (viscerales) que en el depósito gluteofemoral (subcutáneo)
(156), manteniéndose esta diferencia en el estado obeso. Las diferencias
interregionales en los depósitos de grasa pueden deberse a una
distinta capacidad para acumular la grasa, condicionada por la
actividad de la LPL, diferencias en la dotación de receptores
adrenérgicos del tipo alfa2-AR y beta-AR (161),
o en la eficacia de los sistemas de transducción de la adenilato
ciclasa, o en la actividad de la LSH (167).
Dentro de los receptores beta-adrenérgicos
(betaARs), se ha demostrado la existencia de una mutación
(Trp64ArgB3AR) que afecta el gen del receptor beta3-adrenérgico,
que se presenta con elevada incidencia en la población de indios
Pima (168,169) -población caracterizada por su elevada proporción
de obesos- estando también presente en otras poblaciones humanas
(168,170,171), y asociándose significativamente con cierta predisposición
a la obesidad o a sus complicaciones. Esta mutación se asocia,
en concreto, a tasas metabólicas más bajas y a diferentes características
del síndrome de resistencia a la insulina: aumento del BMI, adiposidad
abdominal, hiperinsulinemia, aumento de la presión sanguínea y
aparición más temprana de diabetes. Sin embargo, estos resultados
no se repiten en todas las poblaciones estudiadas (172), y se
acepta que no puede ser un condicionante mayor de la predisposición
a la obesidad. El polimorfismo del receptor beta2-adrenérgico
se asocia a la obesidad particularmente en mujeres (173).
En cualquier caso, el hecho de que las asociaciones
entre estos polimorfismos y la obesidad o sus complicaciones no
se repitan en las diferentes poblaciones, sugiere que su importancia
es sólo parcial, y que el fenotipo obeso depende de la interacción
de muchos factores.
|
| |
|
|
|
Dimorfismo
sexual en el control adrenérgico de la lipólisis y en incorporación
de ácidos grasos |
| |
Existen numerosas evidencias que sugieren al
género, junto a la obesidad, cómo uno de los factores que influencian
las diferencias regionales encontradas en la lipólisis de los
distintos depósitos adiposos. En hombres, los adipocitos de la
región visceral son más sensibles a la estimulación beta-adrenérgica
que los adipocitos de la región subcutánea (146,147,161) al contrario
de lo que ocurre en mujeres premenopausicas (147). En mujeres,
las diferencias en la respuesta catecolaminérgica entre adipocitos
de la región subcutánea y la visceral son atribuidas al mayor
número de receptores alfa2 presentes en los depósitos de
la región inferior, principalmente de naturaleza subcutánea (161,174-178).
Además se ha demostrado la existencia de un
patrón de expresión característico de LPL en diferentes depósitos
adiposos en función del sexo (179,180) que coincide con las regiones
de mayor acumulación lipídica que caracteriza a hombres y mujeres
(181-183).
En el estado obeso se han demostrado importantes
diferencias sexuales respecto a la sensibilidad lipolítica de
los depósitos viscerales, siendo notablemente superior en hombres
que en mujeres, debido parcialmente a un incremento en la función
de los receptores beta3 y una disminución de la función
antilipolftica de los receptores alfa2 (176).
Paralelamente, en ratas sometidas a una dieta
hipercalórica durante un breve periodo de tiempo se observan sobrepesos
mayores en hembras que en los machos, a la vez que una notable
disminución en éstas de la respuesta lipolítica en los depósitos
de naturaleza visceral (85).
Así, la dotación de receptores adrenérgicos
(diferencias intertisulares y diferencias entre sexos), y en consecuencia
la diferente respuesta a las catecolaminas, podría jugar un papel
en el desarrollo de ciertos fenotipos obesos como la obesidad
androide o abdominal y la obesidad ginoide o gluteofemoral (167).
Numerosos estudios han demostrado la existencia
de receptores de hormonas sexuales en células adiposas. Concretamente
en adipocitos humanos, así como en adipocitos de roedores, se
ha demostrado la presencia de receptores para estrógenos, andrógenos
y progesterona (184-187), sugiriendo que el efecto de las hormonas
sexuales podría implicar una acción directa sobre los tejidos
adiposos en lo referente al control del propio metabolismo lipídico
(188). Análogamente, también se ha demostrado la existencia de
receptores de estrógenos en tejido adiposo marrón de rata (189,190).
Tanto en humanos como en roedores se han encontrado
diferencias en ambos sexos en la densidad de dichos receptores
en función del origen anatómico de los adipocitos (191-195), información
que abogaría por una actuación diferencial de las hormonas sexuales
en los distintos depósitos adiposos. De hecho se ha demostrado
la existencia de una asociación ente diversos polimorfismos del
subtipo alfa del receptor de estrógenos y el BMI en mujeres postmenopáusicas
(196).
En resumen, puede afirmarse que las diferencias
en la densidad de los receptores de hormonas sexuales existentes
en los diversos depósitos de tejido adiposo, que pueden variar
en respuesta a la edad o a la obesidad (192,193), condicionan
la sensibilidad hormonal de los mismos y, por extensión las diferencias
en su metabolismo. Esto confiere a los receptores de andrógenos
y estrógenos un papel central en el estudio de las diferencias
sexuales existentes en el metabolismo lipídico.
Efecto
de las hormonas sexuales sobre la cascada adrenérgica
Las hormonas sexuales, junto a hormonas tiroideas, glueocorticoides,
insulina, y otras horinonas, constituyen una de las claves más
importantes en la regulación heteróloga de los receptores adrenérgicos,
modulando el balance de los receptores alfa/beta-AR,
y por extensión, las diferencias en la distribución de los depósitos
grasos.
En resumen, puede aseverarse que, en el hombre,
la testosterona (hormona sexual masculina por excelencia) a través
del receptor de andrógenos (AR) estimula la lipólisis y limita
la incorporación de ácidos grasos en los depósitos (182, 197-200),
siendo este efecto más pronunciado en las regiones viscerales,
donde predominan los receptores de andrógenos respecto a otras
regiones. Sin embargo, la presencia de una mayor actividad LPL
en la región visceral, en comparación con los depósitos adiposos
subcutáneos, contrarrestaría la acción lipolítica, determinando
que estos depósitos almacenen más ácidos grasos que el resto.
Por otro lado, la ovariotomia ha sido ampliamente
estudiada como modelo de acumulación adiposa (201) y se ha caracterizado
por una disminución de la actividad lipolítica (202,203). El tratamiento
con estradiol revierte totalmente este efecto (203-208).
Parece que los estrógenos en mujeres, al igual
que ocurría con la testosterona en hombres, también ejercen una
función lipolítica en los depósitos grasos. Sin embargo, los estrógenos
inducen la síntesis de la LPL al menos en la región glúteo-femoral,
que se caracteriza además por contener un elevado número de receptores
alfa2, lo que implicaría una acumulación preferencial de
ácidos grasos en la zona glútea, contrariamente a lo que ocurre
en el sexo masculino (174,177,178).
Todos estos resultados están a favor de que
el perfil hormonal ejerce un efecto dual sobre la lipólisis, modulando
el balance entre receptores adrenérgicos alfa y beta
que se convierten en importantes electores de las diferencias
relacionadas con el sexo en cuanto a la distribución de la grasa
corporal.
|
| |
|
| |
|
| |
|
| |
|
|