Tessuto adiposo Bruno e ruolo nel dispendio energetico nell’ uomo Elaborato facoltativo esame biologia di Pietro Mattia Martinelli matricola 719682 Articolo Brown Adipose Tissue: An Update on Recent Findings Kara L. Marlatt, Ph.D., MPH and Eric Ravussin, PhD Introduzione Data la sua capacità di aumentare il dispendio energetico, l'attivazione del tessuto adiposo bruno (BAT) è diventata un argomento di tendenza come trattamento anti-obesità.Ad oggi, esistono pochi studi sull'uomo che hanno testato l'effetto dell'esposizione al freddo sul BAT. Questi studi dimostrano che il BAT contribuisce in piccola parte al metabolismo energetico generale, il che difficilmente causerà la perdita di peso. Tuttavia, nell'uomo sono stati dimostrati miglioramenti nel metabolismo del glucosio.L'obesità ha raggiunto proporzioni epidemiche in tutto il mondo e rappresenta una grave minaccia per la salute pubblica globale.Di conseguenza, i nuovi approcci terapeutici per indurre la perdita di peso e migliorare il mantenimento della perdita di peso sono di crescente importanza. Il tessuto adiposo Bruno Gli adipociti che formano il tessuto adiposo bruno presentano all’interno del citoplasma numerose gocce di materiale lipidico (da qui il termine tessuto adiposo multiloculare), il nucleo si trova al centro della cellula, rotondo, il citoplasma presente in grandi quantità .La funzione del BAT è quella mantenere la temperatura corporea più alta della temperatura ambiente attraverso la produzione di calore principalmente attraverso la termogenesi senza brivido. Questo avviene Grazie alla proteina di disaccoppiamento(UCP1) all'interno dei abbondanti mitocondri presenti nel BAT, permettendo di dissipare il gradiente protonico tra la matrice e lo spazio intermembrana dei mitocondri formatosi dopo gli eventi della respirazione cellulare sotto forma di calore e non per la sintesi di atp .Gli adipociti bruni sono quindi in grado di ossidare rapidamente i propri depositi di grasso e substrati circolanti, producendo così calore e aumentando il tasso metabolico . La quantità esatta (volume) di BAT attivo negli esseri umani adulto é molto variabile ,come si può vedere dall’immagine ci sono molti fattori fisiologici e patologici che possono influenzare la quantità e l'attività delle BAT Attivazione del tessuto adiposo Bruno l'attivazione del tessuto adiposo Bruno può avvenire principalmente in due modi, ovvero tramite la termogenesi indotta dal freddo (CIT) e tramite la termogenesi indotta dalla dieta (DIT).. Grazie a recenti studi sulla CIT si è scoperto che la quantità e l'attività delle BAT sono 4 volte più elevate negli individui magri rispetto agli individui in sovrappeso/obesi . Questi studi hanno aumentato l’interesse verso il BAT e il suo ruolo nel controllo del peso e nell’ aumento del dispendio energetico . La massa del BAT é risultata inversamente proporzionale alla temperatura esterna, all'età e al BMI. Sembrerebbe inoltre che l'esposizione al freddo aumenta sia l'attività BAT che l'assorbimento del glucosio .Tuttavia, sebbene il ruolo del BAT nella CIT sia stato ampiamente studiato nei roditori, sono necessarie ricerche per capire la sua attività definitiva negli esseri umani.È stato dimostrato che la termogenesi indotta dalla dieta TEF risposta a un singolo pasto e la DIT in risposta alla sovralimentazione sono innescati dall'attivazione simpatica e dagli ormoni tiroidei e sembrano correlati a una dissipazione di l'apporto energetico in eccesso sotto forma di calore ,proteggendo quindi da un aumento di peso. Tuttavia, studi recenti sull'uomo indicano che, a differenza della CIT, la TEF non è probabilmente mediata dal bat Induzione del tessuto adiposo Bruno Negli ultimi anni, è emerso da numerosi di studi sui roditori che mostrno proteine disaccoppianti UCP1 nel WAT con proprietà molto simili a quelle presenti nel BAT. Imbrunimento del WAT in adipociti simili ai BAT, chiamate cellule beige ("brite"), è stata ulteriormente studiataper proteggere dall'obesità attraverso la riduzione del grasso corporeo. Simile agli adipociti BAT, gli adipociti beige hanno la capacità di assumere proprietà termogeniche simili al BAT in risposta agli stimoli del freddo, riportando un'elevata espressione di UCP1 e un aumento del consumo di energia simile agli adipociti bruni. Sebbene l’esposizione al freddo non abbiano dimostrato di portare alll'imbrunimento dei depositi di grasso bianco negli esseri umani, è stato sviato che l'attivazione simpatica cronicamente elevata porta la morfologia e la funzione del grasso bruno nel tessuto adiposo bianco umano. In particolare, l'esercizio fisico ha dimostrato di indurre l'imbrunimento del grasso sottocutaneo nei topi, tuttavia l'imbrunimento del WAT non è stato riproducibile anche nel grasso sottocutaneo umano Contributo del BAT al metabolismo energetico e al metabolismo del glucosio I risultati su studi sui topi dimostrano che le BAT attivate a freddo possono eliminare efficacemente i trigliceridi plasmatici e possono anche mitigare ipercolesterolemia e sopprimere la formazione di placca ateroscleroticaIl ruolo dell'attivazione del BAT e il suo contributo alla regolazione del metabolismo del glucosio nell'uomo ci hanno anche fornito ulteriori informazioni sul ruolo sottovalutato del BAT nella salute metabolica umana. Infatti, studi sull'uomo hanno dimostrato una migliore assorbimento del glucosio nella BAT attivato e l'attivazione delle BAT indotta dal freddo migliora sia l'assorbimento del glucosio sia il suo catabolismo ,ma anche una maggior sensibilità all'insulina. Uno studio condotto su esseri umani sani utilizzando calorimetria indiretta e ha dimostrato che l'esposizione al freddo ha provocato un aumento del tasso metabolico a riposo del 14% nei soggetti che presentavano alti livelli di BAT usando come substrato energetico sia glucosio(30%) che acidi grassi liberi(70%) Gli individui con obesità o diabete di tipo 2 hanno sperimentato un miglioramento della sensibilità all'insulina a seguito di un protocollo di stimolazione sequenziale a freddo. La mancanza di una perdita di peso osservabile nonostante l'aumento del dispendio energetico con l'attivazione del BAT è preoccupante. Negli esseri umani, mentre sono state osservate diminuzioni della massa grassa corporea, il peso corporeo totale è rimasto invariato negli individui obesi Attivazione del BAT tramite approcci farmacologici Tra gli agenti farmacologici esaminati finora, i recettori adrenergico Beta 3 sono ben noti per indurre l'espressione UCP1. Inoltre, recettori adrenergici Beta 3 hanno anche dimostrato che permettono di migliorare il glucosio attività metabolica delle BAT nei roditori. Gli studi sui roditori hanno anche dimostrato che gli analoghi della capsaicina non pungenti (capsinoidi) possono essere un potenziale approccio terapeutico alla gestione dell'obesità.I capsinoidi possono aumentare la termogenesi BAT attraverso l'attivazione di TRPV1 e del sistema nervoso simpatico e potenzialmente diminuire il grasso corporeo. Nell'uomo è stato osservato un effetto termogenico simile dei capsinoidi .Nello specifico, un trattamento di 6 settimane con capsinoidi orali ha aumentato il dispendio energetico a riposo in quegli individui con attività BAT precedentemente bassa o non rilevabile, ma non è stata osservata alcuna perdita di peso corporeo o massa grassa. In conclusione tutte queste terapie farmacologiche sembrano abbiano più rischi che benefici. Una maggiore attivazione BAT e di conseguenza una maggiore spesa energetica è riscontrata in alcuni studi sull'uomo ma i rischi cardiovascolari associati a tali trattamenti non possono essere ignorati. Conclusioni Nonostante gli effetti positivi dell’attivazione del BAT visti negli studi sui roditori ,c’è ancora molta ricerca da condurre sull’uomo per concludere con sicurezza quale sia l’impatto dell BAT sul dispendio energetico complessivo dell’uomo e sul controllo del peso. L’aspetto che ha riscosso maggior interesse dell'attivazione del BAT nell'uomo è il miglioramento del metabolismo del glucosio e dell'aumento dello smaltimento del colesterolo osservati negli studi fatti su soggetti in sovrappeso e obesi. l'attivazione del BAT tramite CIT nell'uomo non ha provocato alcuna diminuzione del peso corporeo nonostante piccoli aumenti del dispendio energetico e potenzialmente diminuzioni della massa grassa . In effetti, il contributo stimato della BAT al dispendio energetico totale negli adulti esposti al freddo è relativamente piccolo e sembrerebbe che sia irrilevante per la perdita di peso e quindi la gestione dell'obesità. La durata limitata di questi studi può però offrire una spiegazione alla mancanza di una perdita di peso osservabile. Un'altra spiegazione è che la massima attivazione del BAT per lunghi periodi di tempo non è un'impresa facile, specialmente negli esseri umani. esporre le persone al freddo grave per molto tempo può essere poco pratico rispetto ai classici studi sui roditori. È importante sottolineare che è probabilmente esporre per lunghi periodi al freddo possa suscitare un aumento compensatorio dell'appetito e dell'assunzione di cibo negli esseri umani, rendendo così inefficace l'uso dell'attivazione delle BAT nel trattamento . Sembrerebbe che un attivazione completa del BAT porti a circa 100 kcal/giorno di dispendio energetico. rendendolo poco efficace poiché è necessario un deficit caloric per indurre una significativa perdita di peso almeno di di 500 kcal/giorno. Tuttavia risulta essere un potenziale contributo per il mantenimento della perdita di peso contrastando parte dell'adattamento metabolico indotto dalla perdita di peso.
