Nuovi indizi su come i grassi bruciano calorie

In termini di controllo del diabete e dell’obesità, è facile pensare al grasso come al nemico. Ma esiste un tipo di grasso che brucia calorie, producendo calore e abbassando i livelli di glucosio nel sangue. Ora, un nuovo studio ha scoperto una molecola che aiuta a regolare l’attività di combustione di energia di queste cellule di grasso termogenico. Comprendere le reazioni chimiche all’interno di queste cellule adipose potrebbe fornire nuovi indizi per il trattamento di condizioni come il diabete e l’obesità.

Le cellule di grasso termogenico generano calore e sono particolarmente importanti per i bambini, poiché li aiutano a stare al caldo. Anche gli adulti li hanno, così come i topi, il che è utile per studiarli in laboratorio. All'interno delle cellule di grasso termogenico, minuscole strutture chiamate mitocondri eseguono le reazioni di produzione di calore. I ricercatori sanno che un enzima chiamato UCP1 agisce come un cancello nella membrana dei mitocondri, consentendo ai protoni di fluire all'interno quando attivati. Il flusso di protoni che scorre attraverso l’enzima UCP1 è il modo in cui le cellule di grasso termogenico generano principalmente calore.

In uno studio pubblicato su Science Advances, gli studenti laureati Alek Peterlin e Jordan Johnson, lavorando con l'autore senior Katsu Funai, PhD, professore associato presso il Dipartimento di Nutrizione e Fisiologia Integrativa presso l'Università dello Utah Health, hanno dimostrato che una molecola chiamata fosfatidiletanolamina (PE ) aiuta a controllare il flusso di ioni attraverso il canale UCP1. In primo luogo, i ricercatori hanno dimostrato che quando i topi vengono tenuti a temperature fredde, la quantità di PE nelle loro cellule aumenta. Quando vengono tenuti al caldo, i livelli di PE diminuiscono. Hanno anche dimostrato che i topi geneticamente modificati per produrre meno PE non potevano più generare calore, anche se avevano quantità normali di UCP1 perfettamente funzionante. In altre parole, PE funziona come un termostato per UCP1.

Per andare a fondo su come interagiscono PE e UCP1, Peterlin ha dovuto apprendere una tecnica altamente specializzata chiamata patch-clamping. Solo pochi laboratori in tutto il mondo hanno le giuste competenze e attrezzature specializzate per eseguire questa analisi sui mitocondri. Fortunatamente, uno di loro era all'Università dello Utah.

"È necessario un microscopio ad alta tecnologia e una configurazione degli elettrodi", afferma Peterlin. "C'è molta elettronica e molta abilità coinvolta." Peterlin ha lavorato a stretto contatto con Enrique Balderas, PhD, uno scienziato ricercatore nel laboratorio di Dipayan Chaudhuri, MD, PhD, presso il Nora Eccles Harrison Cardiovascolare Research and Training Institute. I due hanno trascorso molto tempo a perfezionare il protocollo finché non sono stati in grado di raccogliere dati coerenti.

In breve, la tecnica funziona così. I mitocondri hanno una doppia membrana e l'UCP1 è contenuto nella membrana interna, quindi Peterlin ha dovuto prima estrarre i mitocondri dalle cellule e rimuovere la membrana esterna. Quindi, ha fuso una pipetta con un elettrodo sulla membrana interna. "La punta della pipetta si fonde con la membrana mitocondriale interna in modo tale da penetrare nella porzione interna, chiamata matrice", spiega. "Quando viene applicata la corrente elettrica, misura quanti protoni entrano nella matrice." Ciò fornisce una preziosa misurazione diretta dell'attività dell'UCP1.

Comprendere il ruolo dell’PE nella regolazione dell’attività dell’UCP1 potrebbe aiutare un giorno a sviluppare test o addirittura interventi sanitari per le persone con obesità o diabete. "Se fossimo in grado di eseguire una biopsia del tessuto adiposo bruno [di qualcuno] e osservare la composizione lipidica delle membrane mitocondriali, avremmo qualche indicazione su quanto potrebbe essere attivo l'UCP1", afferma Peterlin. "È interessante perché è qualcosa che può essere cambiato, non necessariamente con interventi genetici, ma solo con cambiamenti nello stile di vita."

- Caroline Seydel per la Salute dell'Università dello Utah