Dong H, Qin M, Wang P, Li S, Wang X. Regulatory effects and mechanisms of exercise on activation of brown adipose tissue (BAT) and browning of white adipose tissue (WAT). Adipocyte. 2023 Oct 5:2266147. doi: 10.1080/21623945.2023.2266147.
Este artículo discute los efectos reguladores del ejercicio en la activación del tejido adiposo pardo (BAT) y en la transformación del tejido adiposo blanco (WAT) en tejido adiposo pardo. Se enfatiza el potencial del ejercicio para promover la activación del BAT y la transformación del WAT en tejido pardo, lo que conduce a la pérdida de peso y a una mejora en la salud metabólica. El artículo también explora el papel del sistema nervioso simpático y de las exerquinas en la mediación de los efectos del ejercicio en el BAT y el WAT.
La ingesta y el consumo desiguales de energía pueden llevar a la acumulación de tejido adiposo, lo que resultará en obesidad. Estudios han encontrado que los precursores del mesodermo pueden diferenciarse en diferentes tipos de adipocitos o células musculares. La plasticidad de los órganos adiposos puede ocurrir a través de la proliferación y diferenciación de células madre. Además, bajo cierta estimulación, las células adiposas maduras pueden promover el cambio de fenotipo y función mediante la reprogramación del genoma, promoviendo así la plasticidad de las células adiposas.
El tejido adiposo en el cuerpo se puede dividir en tres tipos. El ATW (tejido adiposo blanco en adultos) se encuentra principalmente en el abdomen y partes subcutáneas, y su morfología está dominada por grandes células uniloculares, cuya función principal es almacenar el exceso de energía en el cuerpo. Hay una gran gota de grasa en las células, pero hay pocas mitocondrias. Los adipocitos de las personas obesas tienen anomalías funcionales y adquieren más características de células de grasa blanca, como gotas de lípidos agrandadas, retículo endoplasmático agrandado, cristales de colesterol y algunas mitocondrias degradadas, rodeadas de más y más fibras de colágeno, almacenando así grasa en exceso en el cuerpo.
Las células de BAT (tejido adiposo marrón) son adipocitos termogénicos que contienen una gran cantidad de mitocondrias y pequeñas gotas de grasa. En la infancia, el BAT se encuentra principalmente en la región interescapular, representando del 1% al 5% del peso corporal. Sin embargo, en la edad adulta, el BAT se encuentra principalmente en la clavícula, el cuello, espacio paravertebral, el mediastino y perirrenal. Hay una gran cantidad de fibras nerviosas simpáticas en la superficie de las células de BAT, y hay muchas mitocondrias, citocromos y múltiples pequeñas gotas de grasa dentro de las células. Además, también hay una gran cantidad de capilares alrededor de las células. Van Marken Lichtenbelt WD et al. confirmaron que el número de BAT en personas con sobrepeso y obesas era significativamente menor que en personas en normopeso, y la obesidad estaba estrechamente relacionada con la reducción del número de tejido de BAT. Se ha calculado que 0.05 kg de BAT activado puede aumentar el consumo de energía en reposo en un 5% al día y reducir la grasa en 4-4.7 kg al año. La activación de BAT puede reducir el almacenamiento de grasa y el peso corporal, e, inversamente, la reducción de la actividad de BAT conduce a un aumento en el contenido total de grasa y el índice de masa corporal.
El adipocito beige contiene pequeñas gotas de grasa con múltiples compartimentos. Además, el número de mitocondrias aumenta y el volumen de las mitocondrias es más grande, y las células también tienen la función termogénica similar a la de BAT. La proteína desacoplante 1 (UCP1) existe en el tejido adiposo beige y en el tejido adiposo blanco. La expresión de UCP1 es baja cuando no está estimulada, mientras que la expresión de UCP1 aumenta cuando está estimulada. UCP1 en el tejido adiposo beige puede mediar la producción de calor del tejido adiposo beige al desacoplar el ácido fosfórico oxidado para promover la lipólisis y reducir el peso corporal. Las células adiposas beige cambiarán gradualmente a células adiposas blancas después de la estimulación.
¿Cómo activa el ejercicio el tejido adiposo pardo y promueve la pérdida de peso?
El ejercicio puede afectar la transformación del tejido adiposo blanco (WAT) y del tejido adiposo pardo (BAT), promoviendo la conversión del WAT, que almacena energía, en tejido adiposo beige (BeAT), que consume energía y produce calor. Esto aumenta la producción de calor en el BAT y el BeAT, lo que conduce a un mayor consumo de energía y a una reducción de la acumulación de grasa en el cuerpo.
El ejercicio estimula el sistema nervioso simpático e induce a las células maduras del BAT a liberar hormonas. Estas hormonas pueden activar las proteínas G para activar la adenilato ciclasa (AC), promoviendo la activación del cAMP, la PKA y la proteína quinasa activada por mitógenos p38 (MAPK) en enzimas estimuladas por lipopolisacáridos después de unirse al receptor β-adrenérgico. Este metabolismo mejorado del azúcar en el BAT también puede estar relacionado con el aumento de la liberación de norepinefrina durante el ejercicio.
El ejercicio también puede reducir significativamente la abundancia total de triglicéridos (TG) en el BAT y disminuir significativamente la expresión de genes relacionados con el metabolismo de fosfolípidos y la biosíntesis de ácidos grasos, promoviendo así el metabolismo de la glucosa y los lípidos en el organismo y aliviando la obesidad.
¿Cuáles son los mecanismos a través de los cuales el ejercicio induce la “browning” (transformación en tejido adiposo beige) del tejido adiposo blanco?
- Activación del Sistema Nervioso Simpático (SNS): El ejercicio estimula el SNS, lo que provoca la liberación de hormonas por parte de las células maduras del tejido adiposo pardo (BAT). Estas hormonas activan las proteínas G, que a su vez activan la adenilato ciclasa (AC). Esto promueve la activación de cAMP, PKA y la proteína quinasa activada por mitógenos p38 (MAPK) en enzimas estimuladas por lipopolisacáridos después de la unión con el receptor β-adrenérgico, mejorando el metabolismo del azúcar en el BAT.
- Secreción de Exerquinas: El ejercicio promueve la secreción del factor de crecimiento de fibroblastos 21 (FGF21) en el tejido muscular, lo que aumenta el contenido de FGF21 en el suero. Esto regula los niveles de plasma y lípidos, mejora la utilización y la tasa de consumo de glucosa y reduce el azúcar en sangre. Además, el FGF21 promueve la “browning” del WAT, aumentando el consumo de energía y reduciendo la obesidad.
- Inducción de Adipoquinas: El ejercicio puede regular la liberación de adipoquinas, como la leptina, la adiponectina, la resistina y la apelina. El ejercicio puede aumentar la liberación de adiponectina y apelina, y disminuir la secreción de leptina y resistina. Sin embargo, el ejercicio puede inducir un aumento en la sensibilidad a la leptina a través de la vía de señalización AMPK. Además, la adiponectina y la apelina elevadas por el ejercicio pueden llevar a la biogénesis mitocondrial, un aumento en el tejido adiposo pardo y la termogénesis, y una disminución del tejido adiposo blanco.
- Expresión de Factores de Transcripción: Un factor de transcripción puede activar la respiración de desacoplamiento de las células del tejido adiposo pardo cuando se expresan las células progenitoras de las células del tejido adiposo blanco. Esto mejora el efecto de las mitocondrias y regula la expresión de PGC-1α y la proteína de desacoplamiento 1, promoviendo así la “browning” del tejido adiposo blanco.
¿Cuál es el papel del sistema nervioso simpático y las exerquinas en la mediación de los efectos del ejercicio sobre el tejido adiposo?
El Sistema Nervioso Simpático (SNS) y las exerquinas desempeñan roles cruciales en la mediación de los efectos del ejercicio en el tejido adiposo.
El SNS se activa durante el ejercicio, lo que provoca la liberación de hormonas por parte de las células maduras del tejido adiposo pardo (BAT). Estas hormonas se unen a los receptores beta adrenérgicos en el BAT, activando la vía de señalización de la proteína quinasa A (PKA) dependiente de cAMP. La activación de PKA promueve la lipólisis y aumenta la expresión de UCP1, lo que promueve la activación y la termogénesis del BAT.
Las exerquinas, como las miocinas, hepatocinas y factores de secreción cerebral, también se liberan durante el ejercicio y se ha descubierto que regulan la actividad del BAT. Por ejemplo, el ejercicio puede promover activamente la expresión de citocinas miogénicas como Irisina y ácido β-amino-isobutírico (BAIBA). Se sabe que la Irisina induce la “browning” del tejido adiposo blanco (WAT), aumentando el gasto energético y potencialmente contribuyendo a la pérdida de peso.
El ejercicio también promueve la secreción del factor de crecimiento de fibroblastos 21 (FGF21) en el tejido muscular, lo que aumenta el contenido de FGF21 en el suero. El FGF21 regula los niveles de plasma y lípidos, mejora la utilización y la tasa de consumo de glucosa y reduce el azúcar en sangre. Además, el FGF21 promueve la “browning” del WAT, aumentando el consumo de energía y reduciendo la obesidad.
En resumen, tanto el SNS como las exerquinas desempeñan roles clave en la mediación de los efectos del ejercicio en el tejido adiposo, promoviendo la “browning” del WAT, aumentando el gasto energético y potencialmente contribuyendo a la pérdida de peso.
En conclusión, la obesidad se ha convertido en una epidemia mundial que afecta tanto a la salud física como mental. El ejercicio no solo puede activar el sistema nervioso simpático, mejorar la actividad de la grasa parda, aumentar la producción de calor y regular el metabolismo de los azúcares y lípidos, sino que también puede reducir la respuesta inflamatoria crónica causada por la obesidad y promover la “browning” (transformación en tejido adiposo beige) de la grasa blanca, a través de una variedad de factores musculares, factores hepáticos y factores de secreción cerebral.
El ejercicio tiene un papel fundamental en el manejo de la obesidad y sus efectos beneficiosos van más allá de la pérdida de peso, ya que también mejora la salud metabólica y reduce la inflamación crónica asociada con la obesidad. Por lo tanto, es importante promover la actividad física regular como parte de un enfoque integral para abordar la epidemia de obesidad y mejorar la salud en general.
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