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0 TRABAJO DE FIN DE GRADO FACULTAD DE FARMACIA UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID MECANISMOS MOLECULARES ASOCIADOS A LAS ALTERACIONES DE LA FUNCIONALIDAD DEL TEJIDO ADIPOSO MARRÓN DURANTE LA OBESIDAD Alumno: Víctor Martínez Toledo Tutora: Ángela María Martínez Valverde Convocatoria: Febrero 2020

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TRABAJO DE FIN DE GRADO

FACULTAD DE FARMACIA

UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID

MECANISMOS MOLECULARES ASOCIADOS A LAS ALTERACIONES DE LA FUNCIONALIDAD DEL TEJIDO

ADIPOSO MARRÓN DURANTE LA OBESIDAD Alumno: Víctor Martínez Toledo Tutora: Ángela María Martínez Valverde Convocatoria: Febrero 2020

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Índice

1. Resumen……………………………………………………………………...................................2

2. Objetivo……………………………………………………………………………………………………….2

3. Introducción………………………………………………………………………………………………..3a. Etiopatologíadelaobesidad……………………………………………………………3b. Adipocitosblancos,pardosybeige………………………………………………….3c. Mecanismosimplicadoseneldesarrollodelaobesidadycomorbilidades

asociadas………………………………………………………………………………………..4i. Hiperplasiaehipertrofiadelosadipocitos………………………..5ii. Inflamaciónyfibrosisdeltejidoadiposo…………………………..5

d. Tejidoadiposomarrón:origenycaracterísticas…………..………………….7

4. Materialymétodos…………………………………………………………………………………….8

5. Resultadosydiscusión………………………………………………………………………………..9a. Tejidoadiposobeigevstejidoadiposomarrón……………………………….9b. Origendelosadipocitosbeige………………………………………………………..9c. Precursoresbeige………………………………………………………………………….10d. Factoresdelpardeamiento………………………………………………...…………11

i. Exposiciónalfrío……………………………………………………………..11ii. PPARγ………………………………………………………………………………11iii. Ejerciciofísico………………………………………………………………….12iv. Musclina………………………………………………………………………….12v. Irisina………………………………………………………………………………13vi. GABAyBAIBA………………………………………………………………….13

e. Relevanciaclínica…………………………………………………………………………..15

6. Conclusiones……………………………………………………………………………………………..16

7. Bibliografía………………………………………………………………………………………………..18

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1. RESUMENLaobesidadesunaenfermedadmetabólicaconunaaltaprevalencia,consideradacomounapandemiaporlaOrganizaciónMundialdelaSalud.Estaenfermedadesprovocadaporundesequilibrioentrelaenergíaprovenientedeladietaylaenergíagastada,locualproduceunaacumulaciónexageradadetejidoadiposo,elcualsevuelvedisfuncionalyterminadesencadenandonumerosascomorbilidades.Enlosúltimostiempossehapuestoelfocodeltratamientodelaobesidadeneltejidoadiposo marrón y aún más recientemente en el tejido adiposo beige, el cual esresultantedeunprocesodepardeamientodeltejidoadiposoblanco.En esta revisión se abordarán las características distintivas de los 3 tipos de tejidoadiposo, se profundizará en el origen, precursores y factores inductores del tejidoadiposo beige y si su inducción y desarrollo resultan o no beneficiosos para eltratamientodeunaenfermedadtancomplejacomolaobesidad.ABSTRACTObesityisametabolicdiseasewithahighprevalence,consideredasapandemicbytheWorldHealthOrganization.Thisdiseaseiscausedbyanimbalancebetweentheenergyintake by the diet and energy expenditure, which produces an exaggeratedaccumulation of adipose tissue, that becomes dysfunctional and ends up triggeringnumerouscomorbidities.Recently, the treatment of obesity has been focused on brown adipose tissue andparticularly on beige adipose tissue, which is the result of a process of white fatbrowning.In this review, the distinctive characteristics of the 3 types of adipose tissuewill beachieved, the origin, precursors and inducing factors of beige adipose tissuewill bedeepened andwhether its induction and development are beneficial or not for thetreatmentofacomplexdiseaseasobesity.2. OBJETIVO:Elobjetivodeeste trabajoeshaceruna revisiónde labibliografíaexistente sobreelorigenylosmecanismosdedesarrollodeltejidoadiposobeigeysobretododesuposiblerelevanciaclínicaeneltratamientodelaobesidad.

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3. INTRODUCCIÓNa.ETIOPATOLOGÍADELAOBESIDADLaobesidadesunaenfermedadcrónicadeorigenmultifactorialcaracterizadaporunexceso de adiposidad subcutánea, visceral e intramuscular. Se trata de unametabolopatía causada por un exceso calórico crónico que se relaciona con eldesarrolloderesistenciaalainsulina,enfermedadescardiovasculares,apneadelsueño,artritisydiversostiposdecáncer,entreotraspatologías.LaherramientaclínicamásempleadaparasuestratificacióneslamedidadelÍndicedeMasaCorporal,quesedefinecomo:IMC=!"#"%&'(&'")(+,)

."))"/(0/).Segúnlospuntosdecorte

delaOrganizaciónMundialdelaSalud,elnormopesosedefinecomounIMCentre18,5-24,9kg/m2,elsobrepesocomounIMCentre25,0y29,9kg/m2ylaobesidadcomounIMC ≥ 30.0 kg/m2. La ventaja de esta herramienta es la simpleza de sumedida y elprincipalinconvenienteesquenoesdeltodopredictiva.Otrasherramientascomolamedidadelratiocintura/caderaomedidasindirectasdelporcentajedegrasacorporalatravésdeplicometríaobioimpedanciapodríanresultarmásútilesenelcontrolytratamientoindividualizadodellospacientes.Enfuncióndelporcentajedegrasacorporal,lospuntosdecortedesobrepesosedefinencomo≥20,1%para hombres y ≥30,1% paramujeres,mientras que la obesidad se define como unporcentaje de grasa corporal ≥25,1% para hombres y ≥35,1% paramujeres. Estedimorfismo sexual se debe a la mayor acumulación de grasa de las mujeres en lasglándulasmamariasyregiónglúteo-femoral.b.ADIPOCITOSBLANCOS,PARDOSYBEIGEEl tejido adiposo constituye un órgano endocrino muy dinámico capaz de secretarfactores bioactivos conocidos como adipoquinas que regulan una gran variedad defuncionesbiológicas.Tradicionalmentesehandistinguidodostiposdetejidoadiposoenfuncióndesuscaracterísticasmorfológicasyfuncionales:eltejidoadiposoblanco(TAB)ymarrón/pardo(TAM).ElTABsecomponedeadipocitosquesemantienenunidosporun tejido conectivo laxo que está adecuadamente vascularizado e inervado. Losadipocitosblancos soncélulas redondeadasgrandes (25-200mm)caracterizadasporuna gran gota lipídica unilocular rodeada por una fina capa de citoplasma, pocasmitocondriasyunnúcleoplanoydesplazadoalaperiferia(Figura1).

Las principales funciones del TAB son la acumulación de energía en forma detriacilgliceroles, el aislamiento térmico y la secreción de adipoquinas que regulandiversosprocesosbiológicosdeformaautocrina,paracrinayendocrina.Los adipocitos de la grasa parda o TAM son células más pequeñas (15-60 mm) ypresentanunaformapoligonal,gotaslipídicasmultiloculares,múltiplesmitocondriasyunnúcleo central. La termogénesis adaptativamediante la activaciónde la proteínadesacoplante UCP1 constituye la principal función biológica de la grasa parda, que

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tambiénpuedeactuarcomodepósitodetriacilglicerolesysecretaradipoquinas,aunqueenmenormedidaqueelTAB(Figura1).En 2010 se describió la existencia de un tercer tipo de adopocitos denominadosadipocitosbeige[1]conmorfologíadeadipocitospardosenelinteriordelTAB(Figura1).Laadquisicióndeestefenotiposimilaralosadipocitospardos(presenciadegotaslipídicasmultilocularesyungrannúmerodemitocondrias)seproducetraslaexposiciónalfrío,estimulacióndereceptoresß-adrenérgicosoporeltratamientoconagonistasdelreceptor gamma activado por el factor proliferador de peroxisomas (PPARγ), en unprocesodenominadopardeamientodeltejidoadiposo(“fatbrowning”eninglés).Trasla inducción, los adipocitos beige expresan genes termogénicos clásicos (UCP1,PPARGC1A,DIO2yADRB3),perotambiénexpresanmarcadoresgéneticosdiferencialescomoCD137,TMEM26,TBX1oSHOX2.

Figura 1. Tejido adiposo blanco, pardo y beige. Secciones histológicas representativas de tejidos deroedores.Tinciónhema-toxilina-eosina,aumento100X[1].c.MECANISMOSIMPLICADOSENELDESARROLLODEOBESIDADYCOMORBILIDADESASOCIADASLaenergíaesalmacenadaenlosadipocitosenformadetriglicéridos.Laprincipalfuentede triglicéridos procede de los quilomicrones y las proteínas demuy baja densidad(VLDL)circulantes.Enloshumanos,elalmacenamientodelosácidosgrasoseneltejidoadiposodependeprácticamentedelaliberacióndelosmismosdesdelaslipoproteínasporaccióndelalipoproteínalipasa(LPL).TaleselprotagonismodeestaenzimaenelmetabolismolipídicoquesedescribeunaacciónproaterogénicadelaLPLexpresadaporlosmacrófagos,yunaacciónantiaterogénica,expresadaeneltejidoadiposoymúsculoesquelético.Portanto,estaenzimaestaríaimplicadaenlasalteracioneslipídicasdelaobesidad.Suactividadaumentaenelperíodopostprandialyseinhibeenelayunoyestáincrementada en el tejido adiposo tanto de humanos como de animales deexperimentaciónobesos.Sinembargo,lacapacidadderespuestadelaLPLalainsulinayalaalimentaciónenpacientesobesosestádisminuidaporpresentarresistenciaalainsulina.

Otrodelosprocesosmetabólicosqueseproduceneneltejidoadiposoesla lipólisis,dondelostriglicéridosalmacenadossonhidrolizadosaácidosgrasosyglicerol.Elpasolimitantedelalipólisisestácontroladoporlalipasasensibleahormonas(HSL).Dichaenzima presenta una regulación muy fina. Así, la activación de los receptores β-

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adrenérgicosproduceunaumentodelosnivelesintracelularesdeAMPcqueactivanalaproteínaquinasaactivadaporAMPc(PKA)yéstaasuvezestimula la fosforilaciónactivadora (P-Ser 552) de la HSL. Sin embargo, la activación de los receptores α2-adrenérgicos,favorecelareduccióndelosnivelesintracelularesdeAMPc,produciendounamenoractivacióndePKAyportanto,deHSL.Así,lascatecolaminastienenunefectodualsobrelalipólisis,ysuefectonetodependedelbalanceentrelosreceptoresα2yβadrenérgicos.

Otradelashormonasinhibidorasdelalipólisis,eslainsulina,queinducelaactivaciónde la fosfodiesterasa III, que a su vez produce la inactivación deAMPcmediante suconversiónaAMP.

Lagananciaponderalduranteeldesarrollodeobesidadseasociaadiversoscambiosbiológicosymorfológicoseneltejidoadiposo,talescomolahipertrofiaehiperplasiadelosadipocitos,inflamaciónyfibrosis,asícomoaunasecreciónalteradadeadipoquinas.El descubrimiento relativamente reciente de depósitos grasos pardos y beige enhumanos ha abierto un nuevo campo de investigación centrado en estos depósitosgrasoscomoposiblesdianasterapéuticasanti-obesidad.i.HiperplasiaehipertrofiadelosadipocitosElcrecimientodelTABesunprocesoestrictamenteregulado,yaquetantosuexceso(sobrepesouobesidad), comosuausencia totaloparcial (lipodistrofias congénitasoadquiridas), se asocian a graves trastornos metabólicos. Los precursores de losadipocitos se originan en el períodoprenatal. Durante la infancia y adolescencia, elnúmero de adipocitos aumenta, existiendo dos picos de crecimiento del TAB porhiperplasia:elprimero,traselnacimiento,yelsegundoenlapre-pubertadentrelos9y13años.En laadolescencia, la tasadeproliferaciónde losadipocitosdisminuyeysemantienerelativamenteconstanteenelperíodoadulto,etapaenlaqueelTABcreceporunaumentodeltamañodelosadipocitos.¿Es la obesidad, por tanto, el resultado de una hiperplasia o una hipertrofia de losadipocitos?Losindividuosconsobrepesoinicialmentepresentanunahipertrofiadelosadipocitos, sin cambios relevantes en el número de células grasas. Sin embargo, elbalance energético positivo perpetuado en el tiempo condiciona un aumento delnúmeroytamañodelosadipocitos,siendolahiperplasiamásevidenteamedidaqueaumenta el grado de severidad de la obesidad. La hipertrofia de los adipocitos enpacientesobesos seasociaaalteracionesen la funciónmitocondrial, cambiosen lasproteínas de membrana, mayor grado de apoptosis e inflamación del TAB, quecontribuyen al desarrollo de patologías asociadas a la obesidad. Estas alteracionesasociadasa lahipertrofiade losadipocitos sonaúnmásevidentesen individuosconobesidadvisceral.ii.InflamaciónyfibrosisdeltejidoadiposoLaobesidadesreconocidaadíadehoycomounestadodeinflamacióncrónicadebajogrado.Enestesentido,laexpansiónpatológicadelTABenlaobesidadseacompañadeunaumentoenelreclutamientodemacrófagosyotrascélulasdelsistemainmune,unamayorsecrecióndeadipoquinasycitoquinasproinflamatorias,asícomoalteracionesenloscomponentesdelamatrizextracelular,queagravanlainflamaciónsistémicadelos

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individuosobesos.Encondicionesfisiológicas,loseosinófilosylinfocitosTh2yTregCD4+residentesenelTAB suprimen la inflamaciónmediante la secreción de citoquinas anti-inflamatorias,tales como IL-4, IL-10 o IL-13, las cuales activan el fenotipo anti-inflamatorio de losmacrófagos M2. Sin embargo, elexceso de adiposidad favorece la infiltración demacrófagos, neutrófilos, células espumosas, linfocitos T y B, mastocitos y célulasdendríticasenelTAB.Además,unrasgocaracterísticodelainflamaciónasociadaalaobesidadeslapolarizacióndemacrófagosresidentesenelTABenestadoM2haciaunperfil proinflamatorio M1, particularmente en la grasa visceral. Otra característicahistológicadelainflamacióndelTABeselaumentodeapoptosisdelosadipocitos,queson rodeados por macrófagos M1 de intensa actividad fagocítica, formando unasestructuras en forma de corona (“crown-like structures” en inglés). Los propiosadipocitos favorecen este microambiente inflamatorio mediante la secreción deadipoquinasproinflamatorias,quimioquinasyalarminasgenerándoseasíunbuclederetroalimentaciónentrelosmacrófagosylosadipocitos(Figura2).

Figura2.InfiltracióndemacrófagosM1enelTAB(‘’crown-likestructures’’)[2].Lossujetosobesospresentanunamenorproduccióndeelastinayunaumentoen lasíntesisdecolágenotipoI,III,VyVI,fibronectinaylamininaenelTAB,quefavorecenlaaparición de zonas fibróticas, siendomás abundantes en la grasa visceral que en lasubcutánea. Esta alteración en el remodeladode lamatriz extracelular disminuye laflexibilidaddelTAB,contribuyendoasudisfunciónmetabólicaeinflamación.Asimismo,lafibrosislimitasucapacidaddeexpansión,hechoquefavorecelaacumulaciónectópicadelípidosenotrostejidosperiféricos,talescomohígado,páncreasmúsculoesqueléticoocorazón,generandounfenómenollamadolipotoxicidad.Enestesentido,laobesidadse asocia a una mayor lipólisis, especialmente en el depósito graso visceral. Lasobrecargahepáticaconunexcesodeácidosgrasosinhibeladegradacióndeinsulinayapoliproteína B y aumenta la gluconeogénesis hepática y el metabolismo delipoproteínas en los hepatocitos. Por tanto, la fibrosis del TAB contribuye de formaindirecta al desarrollo de hiperinsulinemia, hiperglucemia y dislipemia asociada alaobesidadvisceral.Además,larigidezdelTABseasociaaunaumentodemarcadoresdedañohepatocelular,asícomodeunmayordesarrollodeesteatosisyfibrosishepática.

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d.TEJIDOADIPOSOMARRÓN:ORIGENYCARACTERÍSTICAS

Originalmente,sepensóqueelTAMestabapresenteenlossereshumanossóloduranteel período perinatal. Sin embargo, datos recientes han demostrado que los adultosconservanalgunosdepósitosmetabólicamenteactivosdeTAMquerespondenalfríoya laactivaciónsimpáticadelsistemanervioso.DichosdepósitossonUCP1positivosyson detectados por tomografía por emisión de positrones (PET). Actualmente, enhumanos,elTAMsehadescritoqueestálocalizadoendepósitosdelaregióncervical,supraclavicular,paravertebral,mediastinal,para-aórticaysuprarrenal[3].

En humanos, elevados niveles de actividad de los adipocitos marrones o beige seasocian a unmenor nivel de grasa corporal, sugiriendo que podrían tener un papelimportanteenelmetabolismo.Aligualqueocurreconlaexposiciónalfrío,elTAMolaactividad de del tejido adiposo beige pueden verse incrementados por la acción deagonistasß3-adrenérgicos.LaevidenciagenéticatambiénsugierequeelTAMinfluyeenelmetabolismoenergéticoyenlasusceptibilidadalaobesidad.Porejemplo,variantesen el locus FTO, que están fuertemente asociadas a la obesidad, reprimen las víastermogénicasenlosadipocitosmarrones.

ElTAMprocededecélulasprecursorasquecompartenelmismolinajegenéticoquelascélulasdeltejidomuscularesqueléticoysonMyf5positivas.Alcontrarioquelascélulasmusculares, los progenitores del TAM expresan los marcadores PRDM16 y BMP7durantesudesarrollo,lodeterminasuconversiónenadipocitosmarronesmaduros[4].

LosadipocitosmarronestambiénestánmarcadosporMyf5yPax7deformapreviaaldesarrollo, que codifican dos factores de transcripción que marcan las célulasprecursorasmiogénicasydesempeñanfuncionescríticasenlamiogénesisesquelética.LaexpresióntempranadePax7marcalascélulaspreferentementedestinadasalagrasamarrón, mientras que la expresión tardía de Pax7 marca las células que estánpredominantemente restringidas al linaje delmúsculo esquelético. Curiosamente, laseñalización de Wnt en la población de En1 multipotente (posterior) impulsa laespecificación dérmica a expensas del compromiso de las células musculares yadipocitosmarrones,loquesugierequelaseñalizacióndeWntregulaladivergenciadelas células dérmicas entre las células que tienen potencialmiogénico y adipogénicomarrón.Losestudiosdeexpresióngénicamostraronquelascélulasprecursorasdegrasamarrón expresan muchos genes específicos del músculo esquelético. Además, elproteomamitocondrialdelascélulasdegrasamarrónesmássimilaraldelascélulasmuscularesquea losadipocitosblancos.Finalmente, sehademostradoquemuchosfactores, incluidos PRDM16, EHMT1, EWS-FLI1, ZFP516, miR133 y miR-193b-365,regulanunadecisióndeldestinocelularentreelmúsculoylascélulasdegrasamarrón(Figura3)[5].

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Figura3.Esquemadediferenciacióndedistintascélulasadiposasymiocitos,apartirdecélulasmadre,ylasprincipalesmoléculasimplicadas[6].4. MATERIALYMÉTODOS Parallevaracabolaelaboracióndeltrabajoserealizóunabúsquedadeartículosenunade las principales bases de datos bibliográficas en Internet, concretamente enPubMed/Sciencedirect.ParaacotarlabúsquedaseutilizarondescriptoresMESHcomo:browning,beiging,obesity, review. También seha llevadoa cabobúsquedas con losmismostérminosenotrasbasesdedatoscomo:LaSociedadEspañoladeBioquímicayBiología Molecular (SEBBM). Por último, la metodología empleada para citar labibliografíahasidoVancouver.

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5. RESULTADOSYDISCUSIÓNa.TEJIDOADIPOSOBEIGEVERSUSMARRÓNLos adipocitos marrones y beige comparten muchas características morfológicas ybioquímicas:

- Contienen multitud de gotículas de lípidos tal como se ha indicado sedenominan multiloculares en comparación con los adipocitos blancosuniloculares.

- Contienenmitocondriasdensamenteempaquetadas- Expresan genes termogénicos clave (UCP1, Cidea, Pparα, Pgc1α) y tienen la

capacidadtermogénicaenrespuestaavariosestímulos(comoelfrío).Sinembargo,apesardesussimilitudes,losadipocitosmarronesybeigetambiéntienencaracterísticasfenotípicasyfuncionalesdistintivas:

- Obviamente, en condiciones de no estimulación (basales), los adipocitosmarronestienenabundantesmitocondriasyexpresannivelesrelativamentemásaltosdeUCP1yotroscomponentestermogénicos,mientrasquelosadipocitosbeigesoloexpresanlosmarcadorestermogénicostraslaestimulaciónyenestascondiciones lo hacen en niveles comparables a los adipocitosmarrones. Porejemplo,losprecursoresadipogénicosaisladosdelTAMinducenlaexpresióndeUCP1durantesuconversiónaadipocitosencultivo.LosprecursoresselectivosdegrasabeigeolascélulasprecursorasadipogénicasdeTABnoactivanlasvíasde señalización de la termogénesis en cultivo a menos que se traten coninductores adicionales, como tiazolidindionas (PPARγ) o agonistas β-adrenérgicos. Por lo tanto, los adipocitos beige tienen un fenotipo flexible ypuedenllevaracaboelalmacenamientooladisipacióndeenergíadependiendodelascircunstanciasambientalesofisiológicas[5].

- Además, los adipocitos beige expresan de manera única un mecanismotermogénico adicional separado de la función de UCP1, que afecta lahomeostasis de la energía sistémica. Tanto en ratones como en humanospuedenejecutarunciclodecreatinaquedisipa laenergíayproducecalorenrespuestaalfríoolaactivaciónβ-adrenérgica.ElbloqueodeestecicloreducelacapacidadtermogénicadelTABinguinal(yposiblementedeotrosdepósitosdeTAB) y conduce a una disminución del consumo de oxígeno en animales. Laexistencia de esta vía independiente de UCP1 para la termogénesis en losadipocitos beige probablemente también explica, al menos en parte, lacapacidaddelosanimalescondeficienciadeUCP1parasobrevivirenelfríoatravésdelaaclimatacióngradual.

b.ORIGENDELOSADIPOCITOSBEIGELosadipocitosmultilocularesbeigequeexpresanUCP1emergenendepósitosdeTABenrespuestaalfríoyotrosestímuloscitados.LaexposiciónprolongadaalfríoconducealaaparicióndeadipocitosUCP1+enlamayoríadelosdepósitosdeTABenratones.Sin

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embargo,ciertosdepósitos,comoelTABinguinal(undepósitosubcutáneoimportanteenroedores)sonaltamentesusceptiblesalpardeamientoinclusoconestimulaciónleve,mientras que otros depósitos, como el TAB epididimal (perigonadal) son bastanteresistentesalpardeamiento.Porestarazón,lamayoríadelosestudiosqueexaminanenratoneslosmecanismosdeldesarrolloylafuncióndelagrasabeigesehancentradoeneldepósitoinguinal.En humanos, ha habido un importante debate sobre si los depósitos de TAMidentificados son análogos al TAM clásico o la grasa beige de roedores. Dos gruposreportaron que el depósito de TAM más grande en adultos, ubicado en la regiónsupraclavicular,tieneunperfilmolecularmássimilaraldelagrasabeigequealagrasamarrónderoedores[7][8].Encontraste,Jespersenetal.[9]descubrieronqueeltejidoadipososupraclavicularexpresanivelesenriquecidosdegenesselectivosdegrasabeigeymarrónenrelaciónconelTAB,loquesugierelapresenciadeambostiposdecélulas.Wuetal[8]compararonlosnivelesdegenesmarcadoresenbiopsiasdeTAMpositivasenelanálisisFDG-PETconlasderegionesadyacentesdeTABsubcutáneodelosmismosindividuos sanos. Sus resultados sugieren que gran parte del TAM humano adultoidentificadoporFDG-PETesprobablementegrasabeige.Enapoyoaestosresultados,elTAMhumanotieneunamorfologíasimilaralagrasabeigederatonesenelsentidodequecontienegrupos(islas)decélulasqueexpresanUCP1multilocularintercaladasentreadipocitosunilocularesgrandesdecolorblanco.Los depósitos tradicionales de TAB en humanos, incluidos el depósito subcutáneoabdominal y el omental, albergan células madre mesenquimales, llamadas célulasmadre derivadas de tejido adiposo (ADSC), que tienen la capacidad de activar unprogramade diferenciación similar a la grasamarrón. Estos adipocitos derivados deADSCsoncompletamentecompetentesparaactivar la termogénesisdependientedeUCP1cuandosediferencianencultivo.Sinembargo,elgradoenquelosadipocitosbeigeestánpresentesopuedenserinducidosadesarrollarsedentrodelosdepósitosdeTABhumanosnoestáclaroyplanteaunapreguntaclaveparaestudiosfuturos[5].c.PRECURSORESBEIGELaspoblacionesheterogéneasdeprecursoresadipogénicosaisladosdeTABactivanunprogramadediferenciaciónsimilaralagrasamarrónenrespuestaavariosinductoresexvivo.Porejemplo,Schulzetal.[10]mostraronqueunasubpoblacióndelafraccióndel estromavascular (Sca1+CD45−Mac1−) aisladade la grasablanca ydelmúsculopuedediferenciarseenadipocitosqueexpresanUCP1despuésdelaexposiciónalfactorBMP7. Las tiazolidindionas, agonistas sintéticos de PPARγ, también inducen unprogramasimilara lagrasamarrónencélulasprecursorasadipogénicasderivadasdeTABderatonesyhumanos.Sinembargo,estosestudiosnoabordaronsihaypoblacionesseparadas de células precursoras adipogénicas ya predeterminadas a convertirse enadipocitosblancosoenadipocitosbeigeenelTAB.Cabe destacar que CD137 y TMEM26 se identificaron como nuevos marcadores desuperficie específicos de adipocitos beige. En estudios separados, Ussar et al.[11]identificaronPAT2yP2RX5comomarcadoresdelasuperficiecelulardecélulasdegrasamarrónybeigederatónyhumano.Destacarquelosanticuerposquereaccionanconlas

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regionesextracelularesdeunaomásdeestasproteínaspermitiránalosinvestigadoresidentificarypurificarlascélulasgrasasmarronesybeigedediferentesdepósitosyendiversascondiciones.El marcador de preadipocitomarrón Ebf2 se expresa en un subconjunto de célulasprecursorasadipogénicasdelTAB inguinalde ratón. Laexposiciónal fríoaumenta laproporcióndecélulasprecursorasEbf2+en la fraccióndelestromavascular.Aunquetanto las células precursoras Ebf2+ como Ebf2− experimentan diferenciación aadipocitos,solo lascélulasEbf2+activanunprogramatermogénicoenrespuestaa larosiglitazona (agonistaPPARγ), loque sugiereque laexpresióndeEbf2 identifica losprecursoresespecíficosdegrasabeigeenelTAB.Sinembargo,quedapordeterminarsilas células Ebf2+ tambiénpuedendar lugar a adipocitos blancos in vivo bajo ciertascondiciones,comoelenvejecimientoylaalimentaciónricaengrasas.Esposiblequelamayoríade losprecursoresadipogénicosenelTAB inguinal seanEbf2+y tenganundestino beige intrínseco. La expresión irregular de UCP1 y otras característicastermogénicasdependeríatantodefactoresmicroambientales,comodelaproximidaddelascélulasalasfibrasnerviosas.EsimportanteseñalarqueelTABdeficienteenEbf2ylascélulasprecursorasaisladastienenunacapacidaddrásticamentedeterioradaparasufrirpardeamiento,loquedemuestraqueEbf2,ademásdemarcarlascélulasgrasasbeige,desempeñaunafuncióncríticasudesarrollo[5].d.FACTORESDELPARDEAMIENTOO‘’BEIGING’’/‘’BROWNING’’DELTABi.ExposiciónalfríoEl frío es detectado por los termorreceptores, lo que conduce a una activación delsistema nervioso simpático (SNS) y una liberación de noradrenalina (NA) de losterminalesnerviosossimpáticosqueactivaelprogramatermogénicoenelTAMatravésdelaseñalizaciónmediadaporlaPKAyp38MAPKyconducealalipólisisyliberacióndeácidosgrasoslibresparalaactivacióndelaUCP1.Estudiosrecienteshanevidenciadounavíadediferenciacióntermogénicaalternativadegrasabeige.LaexposiciónalfríoinducelaproduccióndelascitoquinasIL-4/13porparte de los eosinófilos y esto conduce a la activación de losmacrófagos en estadopolarizadoM2que inducen laexpresiónde la tirosinahidroxilasay laproduccióndecatecolaminas, lo que conduce al pardeamiento del TAB subcutáneo. La cascada deseñalizaciónesiniciadaporMeteorin-like(Metrnl),queesunahormonareguladaporPGC-1αqueseinduceconelejercicioylaexposiciónalfríoypromuevepardeamientoalinducirlaliberacióndeIL-4/13ylaactivacióndemacrófagosM2queserequiereparaadaptacionesalargoplazoalfrío[12].ii.PPARγLaimportanciadelreceptornuclearPPARγesevidenteporlasimplicacionesclínicasdesusagonistasqueconducenaunamayorexpresióndeadiponectina,especialmenteenel tratamiento de la resistencia a la insulina y la diabetes tipo 2 (DM2). Además lospacientes con unamutación dominante negativa en el gen que codifica para PPARγtienenunacondicióndiabéticamuygravequeindicaunacorrelaciónentreDM2yestamoléculadeseñalización.PPARγ,además,tieneunpapelclaveeinsustituibleenlaregulacióndeladiferenciación

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deadipocitosbeigeenelTABy laactivacióndelTAM.Ohnoetal. (2012) [13]ensuestudiomostraronqueagonistasdePPARγcomolarosiglitazonaseunenyestabilizanla hélice 12 del dominio de unión al ligando (LBD) de PPARγ, lo que conduce a unaacumulación prolongada de PRDM16, el cual tiene un papel fundamental en eldesarrollodecélulasbeigeenelTABsubcutáneo.Porotraparte,losagonistasparcialesdePPARγ,loscualesseunenenmayormedidaalahélice3ylaregióndelaláminaßdePPARγ(conunainfluenciamínimaenlahélice12)tienenunefectodepardeamientomuydébilonulo(Ohnoetal.,2012)[13][4].Enlaactualidad,laactivacióndelTAMylabúsquedadeprogenitoresbeigeenelTABhumano seha convertidoenun temade investigaciónprioritarioenel campode laobesidad.Portanto,eldesarrollodefármacosagonistasdeestereceptorquepresentenunabajatoxicidadpodríasuponerunavanceenlasterapiasanti-obesidad.iii.EjercicioDiversos estudios han demostrado que el entrenamiento físico puede aumentar laexpresióndeciertasproteínas implicadasenelmetabolismocomoGLUT4yPGC-1α.Muchasdeestasadaptacionesmetabólicasalejerciciofísicoporpartedeltejidoadiposopueden ocurrir independientemente de cambios significativos en el peso corporal.Tambiénsedemostróqueduranteelejercicio,elSNSsepuedeactivar,loquepromuevelaliberacióndecatecolaminas.Porlotanto,laestimulacióndelreceptorß-adrenérgicodesencadena una estimulación crónica (biogénesis mitocondrial, reclutamiento deadipocitosbeigeenTAB)yaguda(lipólisis)delaUCP1.ElentrenamientofísicoproducecambiosprofundosenelTAB,queincluyenunamayorexpresióndegenesinvolucradosen la biogénesis mitocondrial, una mayor actividad mitocondrial, un mayorpardeamiento del TAB subcutáneo y un perfil antiinflmatorio de adipoquinas. Otrosestudiosmostraronquevariasmioquinasliberadasdelmúsculoesqueléticoduranteelejerciciopuedenestarinvolucradasenelpardeamiento,comolameteorinaI,musclina,irisinayácidoß-aminoisobutírico(BAIBA)enroedoresyenhumanos[4].iv.MusclinaTambiénconocidacomo“Factordeejercicio”u“hormonadelejercicio”,lamusclinaesunpéptidoproducidoporelmúsculoesqueléticoenrespuestaalejercicioysepuedeencontrareneltorrentesanguíneo.EnunestudiorealizadoporSubbotinaetal.(2015)[14], se demostró que la musclina como factor sensible al ejercicio promueve labiogénesismitocondrialdelmúsculoesqueléticoylaresistenciaalafatiga.Aunquelosestudiossobremusclinasonescasos,supapelparecesermuyprometedor.Liuetal.[15]tuvieronalgunoshallazgos interesantes,donde informaronque lamusclina redujo laabsorcióndeglucosaenelmúsculoesqueléticoderataa travésdemecanismosqueimplicanlainhibicióndeAKT/PKB.Además,proponenqueelPPARγyelreceptornuclearhepáticoXRalfa(LXRα)tienenunpapelenlareduccióndelacaptacióndeglucosaenelmúsculo esquelético expuesto a lamusclina [15]. Hallazgosmuy similares fueronreportadosporNishizawaetal.(2004)[16].DetodosestosyotrosestudiossededuceelposiblepapeldelamusclinaenlabiogénesismitocondrialycaptacióndeglucosapormediodePPARγindicandoqueestepéptidoprobablementetieneefectosenelprocesodepardeamiento.Enel futuro, sedeben realizarmásestudiosenel tejidomuscularesqueléticoponiendoelfocoespecialmenteenpacientesconDM2[4].

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v.IrisinaEnlosúltimosaños,sehaprestadoespecialatenciónalairisina(unproductodeescisióndelgenFndc5)comounode los factoresquepuedencontribuiralpardeamientodelTAB. La irisina se libera en el torrente sanguíneodurante el ejercicio y promueveelpardeamientode la grasa estimulando la expresiónde laUCP1. Seobservauna altaexpresióndeUCP1causadaporlairisinacuandoseinyectaenpartículasadenoviralesaratonesy,finalmente,esteprocesoconduceaunaumentoenelgastodeenergíayunamejora en la obesidad y la homeostasis de la glucosa [17]. Sin embargo, existe unacontroversiasobreelorigen,laregulaciónylafuncióndelairisinaenhumanos.Kurdiovaycol.[18]exploróelgenFndc5ylaproteínairisinaendosestudiosclínicos:unestudiotransversal(efectosdelaDM2enhombressinfármacos)yunestudiodeintervención(efectosdelejercicioenindividuossedentarios,consobrepeso/obesos).Concluyeronlo siguiente: primero, los estudios clínicos complejos combinados con el trabajo decultivocelularrevelaronqueelratioFndc5/irisinadisminuyóenindividuosconDM2invivo,peronoencélulasmuscularesinvitro,loqueindicaquelosfactoresrelacionadosconladiabetesregulanlaFndc5/irisinainvivo.Ensegundolugar,variosefectosdelaDM2 como la hiperglucemia, trigliceridemia, adiposidad visceral y mioesteatosis, seasociaronnegativamenteconelARNmdeFndc5deltejidoadiposoylairisinacirculante.Además, imitandoelestadodiabético invitromedianteel tratamientode lascélulasmuscularesconpalmitatoyglucosa,sedisminuyóelARNmdeFndc5.Sinembargo,lairisina se relacionópositivamente con lamasamuscular, la fuerza yelmetabolismo,señalando factores reguladores comunesy/o supotencialparamodificarel fenotipomuscular [18]. También se ha demostrado que la miostatina y la leptina regulannegativamenteelpardeamientodelagrasainducidoporlairisina[4].vi.GABAyBAIBAAlgomuynovedosoenlaliteraturaeselefectodelácidogammaaminobutírico(GABA)enelprocesodepardeamiento.ElGABAtieneunalargahistoriaensuusocomercialcomosuplementoalimenticio..EstudiosrecientesmuestranqueelGABAesunpotencialantioxidanteypuederegularlahiperglucemia,perodesafortunadamenteelmecanismoexactoaúnnoestáclaro.Alparecer,puedequeseamediantelaregulacióndelestadoredox de los aminoácidos libres enmúsculo y plasma (pFAA). Además, según estoshallazgos,Xieetal.[19]RealizóalgunosexperimentoscondiferentessuplementosdeGABAentresdosisdiferentesenratonesconunadietaaltaengrasas.SushallazgosmostraronqueeltratamientoconGABArestauróelestadoredoxenlostrastornosdepFAAinducidosporladietaendiferentesgrados,loquepodríaserresponsabledeladisminucióndelosnivelesdeglucosaensangreenayunas.Anteriormente,Braunetal.(2004) [20]mostraronqueelGABAmediante la activaciónde los receptoresGABAbinhibelasecrecióndeinsulinasuprimiendolaexocitosis.LasubunidadGABABRIpuedeserunanuevadianaparaeltratamientodemuchasenfermedadesprovocadasporelestilodevidaactual,locualhasidodemostradoporunestudiodeNakamuraetal.[21]En sus experimentos, demostraron que la subunidad GABABRI se expresaconstitutivamenteenlosadipocitospararegularprincipalmentelaexpresióndeleptinaaniveltranscripcional.EstoexplicaelposiblepapelfuncionaldelGABAenlosadipocitos[21].Unadelasvíasdeinvestigaciónmasfrecuentesenlosúltimostiempossonlosefectos

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delácidoß-aminoisobutírico(BAIBA)enelprocesodepardeamientoy,porlotanto,supapel enel tratamientode laobesidady lasenfermedadesasociadas.Robertset al.(2014)[22]mostraronporprimeravezqueelBAIBApodríaserunanuevamioquina.Estegrupode científicosdemostróqueel BAIBAestá reguladopor PGC-1α y aumenta laexpresióndegenesespecíficosdeadipocitosmarrones.Deacuerdoconestoshallazgos,probaronunanuevahipótesisdesielBAIBAinduciríaunarespuestadepardeamientoen las células madre pluripotentes humanas (PSC) durante su diferenciación enadipocitosblancosmaduros.SusdatosindicaronqueelBAIBAactivaunprogramadegenes implicadosenelpardeamientoyqueaumenta laactividadmitocondrialde lasPSChumanasdiferenciadasenadipocitosblancos.Estoresultóenunmayorgradodepardeamiento y activación de la UCP1 en los adipocitos blancos que expresan laisoformaPPARγ2 tratados conBAIBAen comparación con las células no tratadas. Elanálisis de expresión del TAB inguinal reveló un aumento significativo en los genesespecíficosdeadipocitosmarronesUCP1yCIDEA.LaexpresióndePGC-1αycitocromoCtambiénaumentódespuésdeltratamientoconBAIBAysedemostróqueBAIBAinduceuna mayor expresión de genes específicos de adipocitos marrón/beige in vivo.Finalmente,podemosdecirqueBAIBAhasidoidentificadocomounanuevamioquinamolecularque representaelprimeroen su clasedeactivadoresnoadrenérgicosdelprogramatermogénicoenelTAB.LaidentificacióndelBAIBAcomounaseñalmediadaporPGC-1αyactivadaporelejercicio, tiene implicacionessignificativasnosoloparacomprender el ejercicio y su papel protector contra el desarrollo de enfermedadesmetabólicas,sinotambiéncomoposiblesterapiasparalaDM2yelsíndromemetabólico[22].UnpasomáscercadeldescubrimientodenuevoshechossobreelBAIBAysupapelenDM2provienedeXiangShietal.[23]ensuestudioexperimental.DemostraronquelaadministraciónoraldeBAIBAatenúaelestrés,laapoptosisyeltrastornometabólicodeglucosa/lípidosenelretículoendoplásmicohepáticoenratonesconDM2inducidaporunadietaaltaengrasas.LaseñalizacióndelaproteínaquinasaactivadaporAMP(AMPK)contribuyealpapeldeBAIBAenlaatenuacióndelestréssobreelRE.EstoshallazgosconrespectoaBAIBAproporcionaronnuevosconocimientossobreeldesarrollodeagentesterapéuticosdirigidosareducirefectivamenteelestréssobreelREdeloshepatocitosylaalteraciónmetabólicadeglucosa/lípidosenlaDM2uotrostrastornosmetabólicos[23]. Anteriormente, Jung et al. (2015) [24] informaron que el BAIBA atenúa laresistenciaalainsulina,suprimelainflamacióneinducelaoxidacióndeácidosgrasosatravésdelavíaAMPK-PPARϒenelmúsculoesquelético.

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Figura4.EsquemaexplicativodelosprocesosylasmoléculasinductorasdelpardeamientodelTAB[4].e.RELEVANCIACLÍNICANumerososestudiosdemuestranquelaactividaddelTAMestáinversamenteasociadaconelIMC.Además,latermogénesisinducidaporelfríotambiénessignificativamentemenorenindividuosconsobrepeso/obesidad.Afaltadeestudiosquemuestrenunaasociacióncausal, sepostulaqueelaumentode laadiposidad,especialmenteen lasregionessubcutáneas,proporcionaunmayoraislamientocontralapérdidadecaloryproteccióncontralaexposiciónalfrío.Portanto,esteaumentodeaislamientotérmicoporpartedelTABmejora laretencióndecalor, loqueenconsecuenciadisminuye lacapacidadderespuestadelasvíastermogénicasalfrío.Aunquelaexposiciónalfríodemanerarepetidapuedereducirlaadiposidadenindividuosdelgadossanos,esmenosprobablequeocurraenindividuosobesosconmayoraislamientoadiposo[25].Losdatosrecogidosenlosensayostienenimplicacionesparaloshumanos,sinembargo,muchos de los estudios han sido llevados a cabo en roedores, y existen diferenciassignificativasenlatermoneutralidadylatasametabólicaenreposoentrehumanosyratones.Esdestacable,además,quelosratonespuedenregularfácilmentelapérdidadecaloratravésdelacola.Porlotanto,sedebetenercuidadoalinterpretarlosdatosde ratones yextrapolar la investigaciónde roedoresahumanos, yaque la ropay latemperaturaambientalexternafacilitanlatermoneutralidadenhumanos.Apesardeestasdiferencias,lainvestigaciónrecientetienecomoobjetivodesarrollarestrategiaspara contrarrestar la obesidadmediante lamejora de la termogénesis y el gasto deenergíaatravésdel‘’beiging’’.El uso de agonistas PPARγ biodisponibles por vía oral y agonistas ß-adrenérgicos ha

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proporcionadounbeneficioinmensoparacontrolarlahiperlipidemiaylaresistenciaalainsulinaasociadasalaobesidad.Sinembargo,tambiénexistenreaccionesadversassignificativas asociadas a dicha terapia. Por lo tanto, existe una clara necesidad deagonistas selectivos de PPARγ o ß3-adrenérgicos efectivos y potentes con efectossecundariosmínimos.Lanecesidaddeinvestigacióndedichosfármacostienelasiguientejustificación:elTABrepresentaunaproporciónmayoritariarespectoelTAMoalbeigeeneltejidoadiposocorporaltotal.AdiferenciadelTAM,queesfactordeprevenciónfrentealaobesidad,elTABseexpandesinesfuerzoconunaingestaexcesivadecalorías,loquehacequelatermogénesisporpartedelTAMquedeobsoletapornumerosasrazones.ElTAMpuedequemareficazmenteloslípidosy,cuandoseactivaconstantemente,puedereducirlaadiposidad.Sinembargo,laterapiainducidaporelfríonoesunaopciónfactiblepararevertirlaobesidad,debidoalaislamientotérmicodelosindividuosobesosquesehacomentado anteriormente. En cambio, la investigación demuestra que este mismosistema de oxidación de lípidos a través de UCP1, podría darse en condiciones determoneutralidadyusarelTABcomofuentedecombustible.El‘’beiging’’delTABtieneun granpotencial como tratamientopara la reversiónde laobesidad, peroestáporelucidaruntratamientoqueseaseguro,efectivoyespecífico[25].6. CONCLUSIONES

Para dar una respuesta sobre si es relevante o no el proceso del ‘’beiging’’ en eltratamientodelaobesidadhabríaquetenerencuentatresaspectos:

1. Lamayoríadeestudioshansidollevadosacaboenratonesyencondicionesdelaboratorio,asíquehabríaquesercautoalahoradeextrapolarlosresultadosaloshumanosymástodavíaalámbitoclínicoterapéutico.Sicomparamostasasmetabólicas,latasametabólicadelratónporcadagramodemasa corporal esmayor que la de los humanos. Esto es debido a queunanimalpequeñotienemássuperficiecorporalenrelaciónasuvolumendetejidometabólicamenteactivo,loquesetraduceenunamayordisipacióndecaloryunmayorgastocalóricoparamantenersimplementelatemperaturacorporal,loquesignificaquelacontribucióna latasametabólicaporpartedelTAMesmássignificativaenratonesqueenhumanos.

2. Si atendemosal balance calórico, y bajo lapremisadequeparaperderpeso(grasa corporal) hace falta generar un déficit calórico, es decir, gastar máscaloríasdelasqueconsumimosconladieta,noshacefaltatodavíaundatomásexactodeladiferenciadelelgastocalóricomedianteunainduccióndeltejidoadiposobeigeapartirdelTABenrelaciónconunamayoractivacióndelTAM.Paraquehayaunapérdidadegrasacorporalsignificativaharíafaltaundéficitcalóricomínimodeunas250kcal/día,queresultaríaenunapérdidade250gde

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pesocorporalalasemana(amayordéficit,mayorpérdidadepeso).Está comprobado que los humanos tenemos una tendencia a infraestimar elconsumodecaloríasyasobreestimarelgastocalórico.Además,enelcasodelaobesidad entran factores psicológicos de comportamiento alimentario yfisiológicosque,atravésdecircuitosderecompensadeladopamina,resultanenunasupercompensaciónyunamayoringestacalórica,inclusosedancasosdeatracones.Portanto,buscarunaumentodelgastocalóricoúnicamenteapartirdel ‘’beiging’’ o de la inducción del TAM sin una intervención nutricional ydeportivaprobablementenoacabetraduciéndoseenundéficitcalóricoyportantonosiendoclínicamenterelevante.Ahorabien,siaunaintervencióndietéticaydeportivabienprogramadasselesumaungasto calóricoextraapartirdel ‘’beiging’’, sí quepodría resultaruntratamientointeresantealaparquerelevante.Además,aúnsuponiendoquenohubieraundéficitcalóricomásgrande,esdecir,queesepequeñoaumentodelgasto calórico se compensara con unamayor ingesta de calorías de la dieta(resultandoobviamenteenelmismodéficitcalórico),podríasuponerunamayoradherenciaalaintervencióndietéticayarebajarlapercepcióndesacrificioporpartedelpaciente.

3. Comosehamencionadoenlaintroducción,laobesidadesunametabolopatíayhadesertratadacomotal.Noessimplementeuncasodeacumulacióndegrasay una cuestión de balance energético. El tratamiento de la obesidad podríaresultarexitosopara lasaluddelpacienteaúnsinhaberunapérdidadepesopero sí una mejora del perfil metabólico (i.e glucemia y lipemia). Utilizar el‘’beiging’’comopartedeltratamientodelaobesidadpodríaresultarbeneficiosomásalládelgastocalórico.Comosehavistoenlosestudiosysehamencionadoenesta revisión, tantoel TAMcomoel tejidoadiposobeigeno solo resultanbeneficiosos por la inducción de la termogénesis en sí, si no porque utilizanácidosgrasoslibresyglucosacomofuentesdeenergía,loquesetraduceenunareduccióndelaresistenciaalainsulinaydelahiperlipidemia.Portanto,lamejoradeestosdosparámetrosmejoraríaelestadometabólicoylasaluddelospacientes,habiendomenorriesgodecomorbilidadesasociadasalaobesidad.El‘’beiging’’seguiríasinbastarporsísolocomotratamientoanti-obesidad,perosíqueresultaríarelevanteeneltratamientodelaobesidaddesdeelpuntodevistadelasaludmetabólicadelpaciente.

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