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Un equipo de investigadores ha identificado un mecanismo esencial en las células grasas (adipocitos) que les permite aumentar de tamaño de forma segura para almacenar energía. Este proceso evita daños en los tejidos y protege al organismo de los efectos tóxicos de la acumulación de moléculas de grasa (lípidos) en lugares inadecuados.

Los resultados, publicados en Nature Communications, suponen un gran avance en el conocimiento de las enfermedades metabólicas. Además, este descubrimiento abre la puerta al desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas para combatir enfermedades relacionadas con el exceso energético crónico, como el sobrepeso, la obesidad, la lipodistrofia y el síndrome metabólico, y sus graves complicaciones cardiovasculares y metabólicas. En las sociedades modernas, caracterizadas por estilos de vida sedentarios y dietas hipercalóricas, el tejido adiposo es un determinante clave de la salud metabólica. Los adipocitos pueden aumentar de tamaño para almacenar energía en forma de grasa, impidiendo que el exceso de lípidos se acumulen en órganos como el hígado o en la pared de los vasos sanguíneos (especialmente en el corazón y el cerebro), donde podrían causar daños irreparables.

Sin embargo, este proceso no está exento de riesgos. Cuando los adipocitos están sobrecargados de grasa pueden romperse, liberando su contenido tóxico y generando inflamación y alteraciones metabólicas. El estudio del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC) examinó cómo los adipocitos se adaptan para soportar el estrés mecánico asociado a su expansión para acomodar un exceso de grasa. El equipo, liderado por el catedrático Miguel Ángel del Pozo Barriuso, responsable del grupo de Mecanoadaptación y Biología de las Caveolas del CNIC, ha analizado el papel de las caveolas, unas pequeñas invaginaciones en la membrana celular que actúan como sensores y amortiguadores de estas tensiones. “Cuando un adipocito acumula grasa y su superficie está sometida a un mayor esfuerzo de tracción, las caveolas se aplanan, liberando un ‘reservorio’ de membrana que permite a la célula aumentar de tamaño sin romperse. Por el contrario, cuando las reservas de grasa disminuyen, estas estructuras se reagrupan para reducir el exceso de membrana y restaurar la estabilidad celular”, explicó la primera autora del estudio, la Dra. María Aboy Pardal.

Caveolas: no sólo un soporte estructural

Además de proteger físicamente a los adipocitos, las caveolas también desempeñan un papel esencial en la coordinación del metabolismo celular. El profesor del Pozo Barriuso explicó que durante la expansión de los adipocitos, «los componentes moleculares de estas estructuras de membrana viajan a otros compartimentos celulares, transmitiendo señales que ajustan la actividad metabólica al nivel de reservas energéticas. Esta capacidad de comunicación interna convierte a las caveolas en elementos clave para una función caveolar eficiente». Sin embargo, cuando estas estructuras están ausentes o funcionan mal, los adipocitos se vuelven más rígidos, vulnerables a la rotura y menos eficientes para almacenar energía. El resultado, añade el doctor Aboy Pardal, «es una reacción inflamatoria que compromete la salud metabólica del organismo. Este fenómeno está vinculado a enfermedades como la lipodistrofia, en la que el cuerpo no puede almacenar grasa, lo que conduce a graves alteraciones metabólicas y cardiovasculares».

El estudio del CNIC destaca el papel clave de la proteína caveolina-1 (Cav-1) de las caveolas. Para que las caveolas se aplanen correctamente en respuesta a las fluctuaciones de la tensión mecánica en la membrana celular, Cav-1 debe ser alterada químicamente mediante la adición de un grupo fosforilo a un aminoácido específico, un proceso llamado fosforilación. Para el estudio, los investigadores desarrollaron un ratón transgénico que expresa una versión genéticamente alterada de Cav-1 que no puede ser fosforilada. Esto hace que los adipocitos no puedan expandirse correctamente en respuesta a la tensión mecánica generada por la acumulación de lípidos, lo que limita gravemente su capacidad para almacenar energía y mantener la integridad celular. El fallo de este sencillo mecanismo conduce finalmente a la lipodistrofia y sus graves consecuencias. El Dr. del Pozo Barriuso concluye: “Estos resultados nos permiten entender mejor cómo responde el tejido adiposo a las fuerzas mecánicas asociadas al exceso energético. En el contexto de la obesidad y el síndrome metabólico, este mecanismo de protección es esencial para minimizar el daño al organismo”.

Fuente: Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares

Referencia: Aboy-Pardal MCM, Guadamillas MC, Guerrero CR, et al. Plasma membrane remodeling determines adipocyte expansion and mechanical adaptability. Nat Commun. 2024 Nov 28;15(1):10102.