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Ambientes ricos y estimulantes convierten la grasa blanca en café y ayudan a resistir la obesidad

Los ratones de laboratorio que viven en un ambiente rico y estimulante no se vuelven obesos cuando reciben un suministro ilimitado de alimentos porque un químico cerebral llamado factor neurotrófico los convierte en células de grasa blanca que almacenan energía en células de grasa marrón que queman energía. Los científicos que descubrieron el mecanismo biológico que enciende este proceso de conversión creen que abre la puerta a nuevos tratamientos contra la obesidad.
Escriben sobre su descubrimiento en la edición de septiembre de la revista Metabolismo Celular.
Dirigidos por el Dr. Matthew J. During, profesor de neurociencia, de cirugía neurológica y de virología molecular, inmunología y genética médica en el Centro Médico de la Universidad Estatal de Ohio, los investigadores descubrieron que el gatillo activa una vía biológica que comienza en el hipotálamo, una parte del cerebro que ayuda a regular el equilibrio de energía y termina en células de grasa blancas.
Durante dijo a la prensa que:
"Uno de los santos griales de la terapia de la obesidad es comprender cómo cambiar la grasa blanca a la grasa marrón, y este estudio describe una nueva forma de hacer exactamente eso".
"Nuestros hallazgos sugieren que potencialmente podemos inducir esta transformación modificando nuestro estilo de vida o activando farmacológicamente esta vía de grasa cerebral", agregó.
La vía se denomina eje hipotálamo-adipocito, y During y sus colegas también descubrieron que estimula el crecimiento de células grasas de color marrón dentro de depósitos de grasa blanca.
El eje se activó cuando colocaron ratones de laboratorio en un entorno enriquecido, con una estimulante variedad de desafíos sociales y físicos.
El Dr. Lei Cao, profesor asistente de virología molecular, inmunología y genética médica, es el principal autor y autor del estudio. Ella dijo que la obesidad es el resultado del excedente de energía crónica almacenado como lípido en la grasa blanca.
"Aumentar la producción de energía siempre es atractivo para el tratamiento de la obesidad, por eso el descubrimiento de la grasa parda en humanos adultos causó mucha excitación hace unos años", dijo Cao, pero hasta este estudio, la única forma en que sabíamos cómo inducir la grasa marrón fue a través de la exposición al frío crónico.
"Nuestra investigación revela una forma novedosa de hacerlo sin exposición al frío", explicó.
"Mostramos que los animales que viven en un ambiente enriquecido se vuelven delgados y resistentes a la obesidad inducida por la dieta, incluso en presencia de alimentos ilimitados".
El año pasado, Cao y sus colegas publicaron un documento en Celda que describió cómo el entorno enriquecedor en sí mismo detuvo el crecimiento del cáncer en los animales. Y antes de eso, también publicaron evidencia de que los ratones que viven en viviendas físicas y socialmente más complejas tienen una mejor salud cerebral, mejor memoria y aprendizaje.
Fue mientras estaban haciendo esos estudios que notaron que los ratones que viven en los entornos más ricos también eran más delgados que aquellos que vivían en contenedores de laboratorio estándar, a pesar de que se alimentaban con las mismas dietas ilimitadas.
Entonces decidieron comparar los tipos de grasa corporal de los ratones que viven en estos dos ambientes.
Hasta donde sabemos, los mamíferos tienen dos tipos de tejido adiposo: el tejido adiposo blanco y marrón (WAT y BAT, respectivamente). WAT y BAT difieren en al menos tres formas. Hacen cosas diferentes, tienen una química molecular diferente y tienen diferentes estructuras.
BAT quema energía como calor y ayuda a regular la temperatura corporal y el peso corporal. Recientemente se ha convertido en un objetivo potencial para el tratamiento de la obesidad porque las exploraciones PET muestran evidencia de que los depósitos de BAT se pueden desencadenar en respuesta al frío, escriben los investigadores en su información de antecedentes.
WAT limpia el exceso de energía y antes se pensaba que era un órgano pasivo que no hacía mucho más que simplemente proporcionar almacenamiento de calor, aislamiento y amortiguación. Pero estudios más recientes han demostrado que WAT es más versátil y complejo de lo que imaginamos y es altamente adaptable a los estímulos externos. Y los científicos también descubrieron células parecidas a BAT en depósitos de células WAT en roedores y humanos: grasa blanca que oculta las células marrones parecidas a las grasas.
Estas células ocultas como BAT se llaman "células marrones en blanco" o "células brite" o células de color beige. Y aunque todavía no sabemos mucho sobre ellos, se sabe que estas células que queman energía dentro de WAT se vuelven aún más prolíficas cuando se exponen a periodos prolongados de frío y otros estímulos.
Así que para este estudio los investigadores utilizaron datos recolectados cuando tenían de 15 a 20 ratones en cajas grandes equipadas con ruedas, juguetes de madera, túneles, un laberinto, material de anidación y un suministro ilimitado de alimentos y agua.
Y también tenían ratones de control en pequeños grupos de 5 alojados en contenedores de laboratorio estándar, sin los juguetes, pero con el mismo suministro ilimitado de alimentos y agua.
Esto es lo que mostraron los datos:

  • Los animales en el entorno enriquecido mostraron una reducción significativa en el WAT abdominal (casi la mitad de los controles).

  • Correr solo en una rueda no explica los cambios en la composición corporal y el metabolismo de los animales en los contenedores enriquecidos.

  • Cuando se les alimentó con una dieta alta en grasas, los animales en ambientes enriquecidos tuvieron un 29% menos de peso que los ratones de control y se mantuvieron esbeltos, sin cambios en la ingesta de alimentos.

  • Los ratones en el entorno enriquecido también tenían temperaturas corporales más altas que los controles, lo que sugiere que era una mayor producción de energía la que les ayudaba a resistir la obesidad, no a la supresión del apetito.
Los investigadores sugieren que el ambiente enriquecido causó que los ratones tuvieran más proteína llamada factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF) que se produce en el hipotálamo. Los niveles más altos de BDNF activan genes específicos de la grasa marrón como Prdm16 y Ucp1, y suprimen genes de grasa blanca como Resn.
El bloqueo del BDNF, por otro lado, parece revertir este efecto de "oscurecimiento".
Los autores sugieren que sus hallazgos muestran que vivir en ambientes ricos protegió a los ratones contra la obesidad convirtiendo la grasa blanca en grasa marrón. Esto sucedió a través de la vía del eje hipotalámico-simpaticoneural-adipocito que estimuló el hipotálamo para aumentar el BDNF, que a su vez aumentó la producción del nervio simpático a grasa blanca, lo que resultó en el "pardeamiento" de la grasa blanca y la quema de energía almacenada.
El equipo ahora planea descubrir qué elementos del enriquecimiento ambiental son esenciales para este efecto de "oscurecimiento": ¿es la estimulación sensorial, motora, cognitiva o social, o tal vez un poco de cada uno?
Escrito por Catharine Paddock PhD

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