Estudio: la grasa beige protege contra el sobrepeso y la diabetes

Investigadores de la University of California - San Francisco han descubierto una nueva función de la grasa beige que protege contra el sobrepeso y la diabetes.

Grasa marrón y grasa beige

Cuando tu cuerpo se enfría, el temblor de los músculos puede ser una forma de generar calor. Cuando el frío persiste, el cuerpo entra en acción de otras maneras para producir calor adicional. Por ejemplo, desde hace varias décadas se sabe que células grasas especializadas queman energía bajo la influencia de temperaturas frías para generar calor.

Primero se descubrió la existencia de la "grasa marrón". Mientras que la "grasa blanca" es una forma de almacenamiento de energía, la grasa marrón hace precisamente que la energía almacenada se queme para producir calor. Los bebés tienen proporcionalmente mucha grasa marrón como defensa contra el frío. También los mamíferos que hibernan, como algunos osos, disponen de mucha grasa marrón. Sin embargo, en los seres humanos adultos esta cantidad es considerablemente menor. La grasa marrón contiene muchas mitocondrias, las centrales energéticas de las células. Estas contienen mucho hierro, lo que explica su color oxidado. No obstante, desde hace unos 20 años se sabe que, en condiciones de frío, ciertas células del tejido graso normal empiezan a comportarse como grasa marrón.

En 2012 se estableció que se trata de otro tipo de grasa que muestra este comportamiento, la "grasa beige"[1]. La grasa beige se encuentra dentro del tejido graso y, en cuanto a función, puede cambiar de grasa blanca a grasa marrón como respuesta al frío. En estudios posteriores se demostró que los ratones con más grasa marrón estaban mejor protegidos contra la diabetes tipo 2 y el sobrepeso. Al quemar más calorías para producir calor, los ratones podían deshacerse mejor de cantidades poco saludables de grasa blanca. Sin embargo, el proceso mediante el cual se lleva a cabo esta conversión de energía en calor aún no se conocía por completo.

Quema de grasa mediante UCP1

Lo que los investigadores ya sabían era el papel y funcionamiento de una proteína llamada uncoupling protein 1 (UCP1). Esta proteína se encuentra solo en el tejido graso marrón y beige. UCP1 se sitúa en las mitocondrias de las células grasas marrones y ofrece una ruta alternativa a la generación de energía (en forma de ATP) para producir calor. Por esta razón también se la llama termogenina.  La actividad de UCP1 aumenta cuando hace frío, pero también cuando se come demasiado. Con ello, en los mamíferos es el actor más conocido en la producción de calor distinta al temblor. Sin embargo, se conocen algunas especies de mamíferos, como los cerdos, que no tienen UCP1 funcional. Aun así son capaces de regular su calor en temperaturas frías. Los investigadores del laboratorio Kajimura se preguntaron cómo era posible sin UCP1.

En investigaciones anteriores, los investigadores habían eliminado UCP1 de ratones que sí disponían de mucha grasa marrón y beige. A pesar de la falta de UCP1, los ratones seguían estando mejor protegidos contra el sobrepeso y la diabetes tipo 2 gracias a la cantidad de tejido graso marrón y beige. Esto les sorprendió, porque UCP1 había sido durante más de 20 años la única proteína termogénica conocida.

¿Podría existir entonces una segunda forma mediante la cual las células grasas marrones y beige sean capaces de elevar la temperatura?

Descubiertas nuevas proteínas termogénicas

Los investigadores encontraron esta ruta alternativa y dos proteínas responsables de ella: SERCA2b y ryanodine receptor 2 (RyR2). Un descubrimiento importante, y no solo como pieza que faltaba del rompecabezas. La forma en que estas proteínas generan calor es muy interesante como posible vía contra la obesidad y la diabetes tipo 2. Sus hallazgos se publicaron la semana pasada en Nature Medicine [2].

Estas proteínas, con nombres que parecen venir de Star Wars, normalmente son responsables de la disponibilidad de calcio en las células grasas. Cuando la cantidad de calcio es demasiado alta, SERCA2b puede usar energía para transportar calcio extra hacia lugares de almacenamiento en la célula grasa. Cuando hay justo un déficit, RyR2 hace que el calcio de esos depósitos se libere. Sin embargo, el equipo de Kajimura descubrió que, en condiciones de frío, ambas proteínas se activan al mismo tiempo. Como comparación, puedes pensar en pisar a la vez el acelerador y el freno de un coche con el único objetivo de generar calor en el motor. En lugar de gasolina, aquí se quema glucosa.

En este proceso se quema tanta glucosa que reducir la actividad de SERCA2b en ratones influyó en el nivel de azúcar en sangre. Por eso estas proteínas parecen ser un posible actor interesante en la lucha contra la diabetes. Uno de los usual suspects en la diabetes es precisamente un nivel de azúcar en sangre elevado durante mucho tiempo.

Ahora que hemos descubierto que la grasa beige quema glucosa usando SERCA2b, se explican muchas cosas. Por eso los ratones se vuelven diabéticos cuando reducimos la grasa beige, pero alterar UCP1 no causa diabetes, y por eso los ratones están protegidos contra la diabetes en presencia de más grasa beige.

-Shingo Kajimura, University of California - San Francisco

Experimentos con células grasas aisladas de humanos y cerdos muestran que este funcionamiento de SERCA2b no se aplica solo en ratones. Lo que no está claro es qué proceso de generación de calor es dominante, UPC1 o SERCA2b + RyR2.

Que la grasa beige tenga varias posibilidades para generar calor no parece extraño desde el punto de vista evolutivo. Regular la temperatura corporal es tan importante que se necesitan varios mecanismos, como demuestran los cerdos que no tienen UCP1 funcional.

Medicamentos o suplementos para la grasa beige

Los investigadores están especialmente entusiasmados por los resultados, porque apuntan a la posibilidad de desarrollar medicamentos o incluso suplementos para activar SERCA2b en la grasa beige. Con ello esperan que el azúcar en sangre pueda regularse mejor y que se reduzca el riesgo de sobrepeso y diabetes tipo 2.

Un ejemplo es el jengibre. Desde hace tiempo se sabe que comer jengibre aumenta la temperatura corporal. Sin embargo, no está claro cómo ocurre exactamente. Hay indicios de que el componente activo del jengibre, el gingerol, activa las proteínas SERCA. Esto convierte al jengibre, y específicamente al gingerol, en actores interesantes para seguir investigando su efecto en la activación de la grasa beige y, así, quemar más calorías.

Referencias

1. Wu J, Bostrom P, Sparks LM, Ye L, Choi JH, Giang AH, Khandekar M, Virtanen KA,Nuutila P, Schaart G, et al. 2012. Beige adipocytes are a distinct type of thermogenic fat cell in mouse and human. Cell 150: 366-376
2. Kenji Ikeda, Qianqian Kang, Takeshi Yoneshiro, Joao Paulo Camporez, Hiroko Maki, Mayu Homma, Kosaku Shinoda, Yong Chen, Xiaodan Lu, Pema Maretich, Kazuki Tajima, Kolapo M Ajuwon, Tomoyoshi Soga, Shingo Kajimura. UCP1-independent signaling involving SERCA2b-mediated calcium cycling regulates beige fat thermogenesis and systemic glucose homeostasis. Nature Medicine, 2017; DOI: 10.1038/nm.4429