Il tessuto adiposo

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Vedi anche: Grasso
Il tessuto adiposo
Il tessuto adiposo è uno dei principali tipi di tessuto connettivo.
Pronuncia / ædɪˌpoʊs / ( ascolta)
Identifiers
Maglia D000273
FMA 20110
Terminologia anatomica

In biologia, il tessuto adiposo, il grasso corporeo o semplicemente il grasso sono un tessuto connettivo lasso composto principalmente da adipociti.[1] Oltre agli adipociti, il tessuto adiposo contiene la frazione vascolare stromale (SVF) delle cellule tra cui preadipociti, fibroblasti, cellule endoteliali vascolari e una varietà di cellule immunitarie come i macrofagi del tessuto adiposo. Il tessuto adiposo deriva dai preadipociti. Il suo ruolo principale è quello di immagazzinare energia sotto forma di lipidi, anche se ammortizza e isola il corpo. Lungi dall'essere ormonalmente inerte, il tessuto adiposo è stato riconosciuto negli ultimi anni come un importante organo endocrino,[2] in quanto produce ormoni come leptina, estrogeni, resistina e la citochina TNFa. I due tipi di tessuto adiposo sono il tessuto adiposo bianco (WAT), che immagazzina energia e il tessuto adiposo bruno (BAT), che genera calore corporeo. La formazione del tessuto adiposo sembra essere in parte controllata dal gene adiposo. Il tessuto adiposo, in particolare il tessuto adiposo marrone, fu identificato per la prima volta dal naturalista svizzero Conrad Gessner nel 1551.[3]

Caratteristiche anatomiche

Nell'uomo, il tessuto adiposo si trova: sotto la pelle (grasso sottocutaneo), intorno agli organi interni (grasso viscerale), nel midollo osseo (midollo osseo giallo), intermuscolare (sistema muscolare) e nel tessuto mammario. Il tessuto adiposo si trova in luoghi specifici, che vengono definiti depositi adiposi. Oltre agli adipociti, che comprendono la più alta percentuale di cellule nel tessuto adiposo, sono presenti altri tipi di cellule, denominate collettivamente la frazione vascolare stromale (SVF) delle cellule. SVF comprende preadipociti, fibroblasti, macrofagi del tessuto adiposo e cellule endoteliali. Il tessuto adiposo contiene molti piccoli vasi sanguigni. Nel sistema tegumentario, che include la pelle, si accumula nel livello più profondo, lo strato sottocutaneo, fornendo isolamento dal caldo e dal freddo. Intorno agli organi, fornisce un'imbottitura protettiva. Tuttavia, la sua funzione principale è quella di essere una riserva di lipidi, che può essere ossidata per soddisfare il fabbisogno energetico del corpo e per proteggerlo dal glucosio in eccesso immagazzinando i trigliceridi prodotti dal fegato dagli zuccheri, sebbene alcune evidenze suggeriscano che la maggior parte della sintesi lipidica dai carboidrati si verifica nel tessuto adiposo stesso.[4] I depositi adiposi in diverse parti del corpo hanno diversi profili biochimici. In condizioni normali, fornisce un feedback per la fame e la dieta al cervello.

Topi

Il mouse obeso sulla sinistra ha grandi depositi di tessuto adiposo. Non è in grado di produrre la leptina ormonale. Questo fa sì che il mouse sia affamato e mangi di più, il che si traduce nell'obesità. Per confronto, un topo con una normale quantità di tessuto adiposo è mostrato sulla destra.

I topi hanno otto grandi depositi adiposi, quattro dei quali sono all'interno della cavità addominale.[1] I depositi di gonadi accoppiati sono attaccati all'utero e alle ovaie nelle femmine e all'epididimo e ai testicoli nei maschi; i depositi retroperitoneali associati si trovano lungo la parete dorsale dell'addome, circondando il rene e, quando sono massicci, si estendono nella pelvi. Il deposito mesenterico forma una rete simile a colla che supporta l'intestino e il deposito omentale (che ha origine vicino allo stomaco e alla milza) e - quando è massiccio - si estende nell'addome ventrale. Sia i depositi mesenterici che quelli omental comprendono, rispettivamente, molti tessuti linfoidi come linfonodi e punti lattici. I due depositi superficiali sono i depositi inguinali accoppiati, che si trovano anteriormente al segmento superiore degli arti posteriori (sotto la pelle) e i depositi sottoscapolari, miscele mediali accoppiate di tessuto adiposo bruno adiacenti a regioni di tessuto adiposo bianco, che si trovano sotto la pelle tra le creste dorsali delle scapole. Lo strato di tessuto adiposo marrone in questo deposito è spesso coperto da una "glassa" di tessuto adiposo bianco; a volte questi due tipi di grasso (marrone e bianco) sono difficili da distinguere. I depositi inguinali racchiudono il gruppo inguinale di linfonodi. I depositi minori includono il pericardio, che circonda il cuore, ei depositi popliteali accoppiati, tra i principali muscoli dietro le ginocchia, ciascuno contenente un grande linfonodo.[5] Di tutti i depositi nel topo, i depositi gonadici sono i più grandi e più facilmente sezionati,[6] comprendente circa il 30% di grasso separabile.[7]

Obesità

In una persona obesa, l'eccesso di tessuto adiposo che pende verso il basso dall'addome viene definito panniculus. Un pannicolo complica la chirurgia dell'individuo patologicamente obeso. Può rimanere letteralmente un "grembiule di pelle" se una persona gravemente obesa perde rapidamente grandi quantità di grasso (un risultato comune della chirurgia di bypass gastrico). Questa condizione non può essere corretta efficacemente solo attraverso la dieta e l'esercizio fisico, poiché il pannicolo è costituito da adipociti e altri tipi di cellule di supporto rattrappiti al loro volume e diametro minimo. La chirurgia ricostruttiva è un metodo di trattamento.

Grasso viscerale

Vedi anche: obesità addominale

Grasso viscerale o grasso addominale[8] (noto anche come grasso d'organo o grasso intra-addominale) si trova all'interno della cavità addominale, confezionato tra gli organi (stomaco, fegato, intestino, reni, ecc.). Il grasso viscerale è diverso dal grasso sottocutaneo sotto la pelle e il grasso intramuscolare si scompone nei muscoli scheletrici.Il grasso nella parte inferiore del corpo, come nelle cosce e nei glutei, è sottocutaneo e non è un tessuto uniformemente distanziato, mentre il grasso nell'addome è prevalentemente viscerale e semifluido.[9] Il grasso viscerale è composto da diversi depositi adiposi, tra cui il tessuto adiposo bianco mesenterica, epididimale (EWAT) e i depositi perirenali. Il grasso viscerale è spesso espresso in termini di area in cm2 (VFA, area del grasso viscerale).[10]

Un eccesso di grasso viscerale è noto come obesità centrale, o "grasso della pancia", in cui l'addome sporge eccessivamente. Nuovi sviluppi come il Body Volume Index (BVI) sono specificamente progettati per misurare il volume addominale e il grasso addominale. L'eccesso di grasso viscerale è anche legato al diabete di tipo 2,[11]insulino-resistenza,[12]malattie infiammatorie,[13] e altre malattie legate all'obesità.[14] Allo stesso modo, è stato dimostrato che l'accumulo di grasso del collo (o tessuto adiposo cervicale) è associato alla mortalità.[15] Diversi studi hanno suggerito che il grasso viscerale può essere previsto da semplici misure antropometriche,[16] e predice la mortalità in modo più preciso rispetto all'indice di massa corporea o alla circonferenza della vita.[17]

Gli uomini hanno maggiori probabilità di avere il grasso immagazzinato nell'addome a causa delle differenze degli ormoni sessuali. L'ormone sessuale femminile provoca il deposito di grasso nei glutei, nelle cosce e nelle anche nelle donne.[18][19] Quando le donne raggiungono la menopausa e l'estrogeno prodotto dalle ovaie diminuisce, il grasso migra dalle natiche, i fianchi e le cosce fino alla vita;[20] il grasso successivo viene immagazzinato nell'addome.[9]

L'esercizio ad alta intensità è un modo per ridurre efficacemente il grasso addominale totale.[21][22] Uno studio suggerisce almeno 10 ore MET per settimana di esercizio aerobico per la riduzione del grasso viscerale.[23]

Grasso epicardico

Il tessuto adiposo epicardico (EAT) è una particolare forma di grasso viscerale depositato attorno al cuore e trovato come un organo metabolicamente attivo che genera varie molecole bioattive, che potrebbero influenzare significativamente la funzione cardiaca.[24] Differenze di componenti marcate sono state osservate nel confrontare l'EAT con il grasso sottocutaneo, suggerendo un impatto specifico del deposito degli acidi grassi immagazzinati sulla funzione e sul metabolismo degli adipociti.[25]

Grasso sottocutaneo

Vedi anche: percentuale di grasso corporeo
Micro-anatomia del grasso sottocutaneo

La maggior parte del restante grasso non viscerale si trova appena sotto la pelle in una regione chiamata ipoderma.[26] Questo grasso sottocutaneo non è correlato a molte delle classiche patologie legate all'obesità, come malattie cardiache, cancro e ictus, e alcune prove suggeriscono addirittura che potrebbe essere protettivo.[27] Il modello tipicamente femminile (o ginecologico) della distribuzione del grasso corporeo attorno ai fianchi, alle cosce e ai glutei è grasso sottocutaneo, e quindi presenta meno rischi per la salute rispetto al grasso viscerale.[28]

Come tutti gli altri organi grassi, il grasso sottocutaneo è una parte attiva del sistema endocrino, secernendo gli ormoni leptina e resistina.[26]

La relazione tra lo strato adiposo sottocutaneo e il grasso corporeo totale in una persona è spesso modellata utilizzando le equazioni di regressione. La più popolare di queste equazioni è stata formata da Durnin e Wormersley, che hanno rigorosamente testato molti tipi di pliche cutanee e, di conseguenza, hanno creato due formule per calcolare la densità corporea di uomini e donne. Queste equazioni presentano una correlazione inversa tra le pliche cutanee e la densità corporea - all'aumentare della somma delle pliche cutanee, la densità corporea diminuisce.[29]

Fattori come sesso, età, dimensioni della popolazione o altre variabili possono rendere le equazioni invalide e inutilizzabili e, dal 2012, le equazioni di Durnin e Wormersley rimangono solo stime del vero livello di grasso di una persona. Nuove formule sono ancora in fase di creazione.[29]

Grasso del midollo

Il grasso del midollo, noto anche come midollo adiposo (MAT), è un deposito adiposo poco conosciuto che risiede nell'osso ed è intervallato da cellule ematopoietiche e da elementi ossei. Gli adipociti in questo deposito sono derivati ​​da cellule staminali mesenchimali (MSC) che possono dare origine a cellule di grasso, cellule ossee e altri tipi di cellule. Il fatto che MAT aumenti l'impostazione di restrizione calorica / anoressia è una caratteristica che distingue questo deposito dagli altri depositi di grasso.[30][31][32] L'esercizio regola la MAT, diminuendo la quantità di MAT e diminuendo la dimensione degli adipociti del midollo.[33][34][35] La regolazione dell'esercizio del grasso del midollo suggerisce che abbia qualche somiglianza fisiologica con altri depositi bianchi di adiposi. Inoltre, l'aumento della MAT nell'obesità suggerisce inoltre una somiglianza con i depositi di grasso bianco.[33]

Grasso ectopico

Il grasso ectopico è il deposito di trigliceridi in tessuti diversi dal tessuto adiposo, che dovrebbero contenere solo piccole quantità di grasso, come fegato, muscolo scheletrico, cuore e pancreas.[1] Questo può interferire con le funzioni cellulari e quindi la funzione degli organi ed è associato con l'insulino-resistenza nel diabete di tipo 2.[36] È immagazzinato in quantità relativamente elevate intorno agli organi della cavità addominale, ma non deve essere confuso come grasso viscerale.

La causa specifica dell'accumulo di grasso ectopico non è nota. La causa è probabilmente una combinazione di fattori genetici, ambientali e comportamentali coinvolti nell'eccesso di energia e nella diminuzione dell'attività fisica. La perdita di peso sostanziale può ridurre le riserve di grasso ectopico in tutti gli organi e questo è associato ad un miglioramento della funzione di quell'organo.[36]

In quest'ultimo caso, interventi di perdita di peso non invasivi come dieta o esercizio fisico hanno la capacità di ridurre il grasso ectopico (in particolare nel cuore e nel fegato) nei bambini e negli adulti in sovrappeso o obesità.[37][38]

Fisiologia

Gli acidi grassi liberi sono liberati dalle lipoproteine ​​dalla lipoproteina lipasi (LPL) e entrano negli adipociti, dove vengono riassemblati in trigliceridi esternificandoli su glicerolo. Il tessuto grasso umano contiene circa l'87% di lipidi.

C'è un flusso costante di FFA (acidi grassi liberi) che entrano e escono dal tessuto adiposo.La direzione netta di questo flusso è controllata dall'insulina e dalla leptina: se l'insulina è elevata, allora c'è un flusso netto verso l'interno di FFA e solo quando l'insulina è bassa la FFA può lasciare il tessuto adiposo. La secrezione di insulina è stimolata da un alto livello di zucchero nel sangue, che deriva dal consumo di carboidrati.

Nell'uomo, la lipolisi (idrolisi dei trigliceridi in acidi grassi liberi) è controllata attraverso il controllo equilibrato dei recettori B-adrenergici lipolitici e dell'antilipolisi mediata dal recettore a2A-adrenergico.

Le cellule di grasso hanno un ruolo fisiologico importante nel mantenere i livelli di trigliceridi e acidi grassi liberi, oltre a determinare la resistenza all'insulina. Il grasso addominale ha un profilo metabolico diverso, essendo più incline a indurre la resistenza all'insulina. Ciò spiega in gran parte perché l'obesità centrale è un marker di ridotta tolleranza al glucosio ed è un fattore di rischio indipendente per le malattie cardiovascolari (anche in assenza di diabete mellito e ipertensione).[39] Gli studi sulle scimmie femmine alla Wake Forest University (2009) hanno scoperto che le persone che soffrono di stress più elevato hanno livelli più elevati di grasso viscerale nei loro corpi. Ciò suggerisce un possibile collegamento causa-effetto tra i due, in cui lo stress favorisce l'accumulo di grasso viscerale, che a sua volta provoca cambiamenti ormonali e metabolici che contribuiscono alle malattie cardiache e ad altri problemi di salute.[40]

I recenti progressi nella biotecnologia hanno permesso la raccolta di cellule staminali adulte dal tessuto adiposo, consentendo la stimolazione della ricrescita tissutale utilizzando le cellule di un paziente. Inoltre, le cellule staminali derivate da tessuto adiposo di origine umana e animale possono essere riprogrammate in modo efficiente in cellule staminali pluripotenti indotte senza bisogno di cellule feeder.[41] L'uso delle cellule di un paziente riduce la possibilità di rigetto del tessuto ed evita problemi etici associati all'uso di cellule staminali embrionali umane.[42] Un crescente numero di prove suggerisce anche che diversi depositi di grasso (cioè addominale, omentale, pericardico) producono cellule staminali derivate da tessuto adiposo con caratteristiche diverse.[42][43] Queste caratteristiche dipendenti dal deposito includono la velocità di proliferazione, l'immunofenotipo, il potenziale di differenziazione, l'espressione genica e la sensibilità alle condizioni di coltura ipossica.[44]

Il tessuto adiposo è la più grande fonte periferica di aromatasi sia nei maschi che nelle femmine, contribuendo alla produzione di estradiolo.

Gli ormoni derivati ​​da adiposo includono:

  • L'adiponectina
  • resistina
  • Inibitore dell'attivatore del plasminogeno-1 (PAI-1)
  • TNF-alfa
  • IL-6
  • La leptina
  • Estradiolo (E2)

I tessuti adiposi secernono anche un tipo di citochine (proteine ​​di segnalazione cellula-cellula) chiamate adipochine (adipocitochine), che svolgono un ruolo nelle complicanze associate all'obesità. Il tessuto adiposo perivascolare rilascia adipochine come adiponectina che influenzano la funzione contrattile delle navi che circondano.[1][45]

Grasso marrone

Articolo principale: tessuto adiposo bruno

Il tessuto adiposo grasso o marrone (BAT) marrone è una forma specializzata di tessuto adiposo importante per la termogenesi adattativa nell'uomo e in altri mammiferi. La BAT può generare calore "disaccoppiando" la catena respiratoria della fosforilazione ossidativa all'interno dei mitocondri attraverso l'espressione specifica del tessuto di disaccoppiamento della proteina 1 (UCP1).[46] La BAT si trova principalmente intorno al collo e ai grandi vasi sanguigni del torace, dove può agire efficacemente nello scambio di calore. La BAT viene efficacemente attivata in caso di esposizione a freddo mediante il rilascio di catecolamine dai nervi simpatici che determina l'attivazione di UCP1. L'attivazione delle BAT può anche verificarsi in risposta alla sovralimentazione.[47] L'attività di UCP1 è stimolata da acidi grassi a catena lunga che vengono prodotti in seguito all'attivazione del recettore β-adrenergico.[46] UCP1 è proposto per funzionare come un symporter di protoni di acidi grassi, anche se il meccanismo esatto deve ancora essere chiarito.[48] Al contrario, UCP1 è inibito da ATP, ADP e GTP.[49]

I tentativi di simulare questo processo farmacologicamente sono stati finora infruttuosi. Le tecniche per manipolare la differenziazione del "grasso bruno" potrebbero diventare un meccanismo per la terapia di perdita di peso in futuro, incoraggiando la crescita del tessuto con questo metabolismo specializzato senza indurre in altri organi.

Fino a poco tempo fa, si pensava che il tessuto adiposo bruno fosse principalmente limitato ai bambini negli esseri umani, ma nuove prove hanno ora stravolto questa convinzione. Il tessuto metabolicamente attivo con risposte di temperatura simili al adiposo bruno è stato segnalato per la prima volta nel collo e nel tronco di alcuni adulti umani nel 2007,[50] e la presenza di adiposo bruno negli adulti umani fu successivamente verificata istologicamente nelle stesse regioni anatomiche.[51][52][53]

Grasso beige e doratura WAT

Morfologia di tre diverse classi di adipociti

Browning di WAT, indicato anche come "beiging", si verifica quando gli adipociti nei depositi di WAT sviluppano le caratteristiche di BAT. Gli adipociti beige assumono un aspetto multiloculare (contenente diverse gocce lipidiche) e aumentano l'espressione della proteina disaccoppiante 1 (UCP1).[54] In tal modo, questi adipociti che immagazzinano energia si trasformano in adipociti che rilasciano energia.

La capacità di bruciare le calorie del grasso marrone e beige è stata studiata estensivamente poiché gli sforzi di ricerca si concentrano su terapie mirate a trattare l'obesità e il diabete. Il farmaco 2,4-dinitrofenolo, che agisce anche come disaccoppiatore chimico in modo simile a UCP1, è stato utilizzato per la perdita di peso negli anni '30. Tuttavia, è stato interrotto rapidamente quando il dosaggio eccessivo ha portato a effetti collaterali negativi tra cui l'ipertermia e la morte.[54] Gli β3 agonisti, come il CL316,243, sono stati anche sviluppati e testati sull'uomo. Tuttavia, l'uso di tali farmaci si è rivelato in gran parte non riuscito a causa di diverse sfide, tra cui la specificità dei recettori delle varie specie e la scarsa biodisponibilità orale.[55]

Il freddo è un regolatore primario dei processi BAT e induce il colorazione WAT.Browning in risposta all'esposizione al freddo cronica è stato ben documentato ed è un processo reversibile. Uno studio condotto su topi ha dimostrato che l'imbrunimento indotto dal freddo può essere completamente invertito in 21 giorni, con diminuzioni misurabili nell'UCCP1 osservate entro un periodo di 24 ore.[56] Uno studio di Rosenwald et al. ha rivelato che quando gli animali sono ri-esposti ad un ambiente freddo, gli stessi adipociti adottano un fenotipo beige, suggerendo che gli adipociti beige vengono mantenuti.[57]

I regolatori della trascrizione, così come un numero crescente di altri fattori, regolano l'induzione del grasso beige. Quattro regolatori della trascrizione sono fondamentali per l'abbronzatura di WAT e servono come bersagli per molte delle molecole note per influenzare questo processo.[58] Questi includono gamma dei recettori attivati ​​dal proliferatore perossisoma (PPARγ), dominio PR contenente 16 (PRDM16),[59] co-attivatore del recettore attivatore proliferatore proliferatore 1 alfa (PGC-1α) e precoce B-Cell Factor-2 (EBF2).[60][61][62]

L'elenco delle molecole che influenzano la doratura è cresciuto in proporzione diretta alla popolarità di questo argomento ed è in continua evoluzione man mano che vengono acquisite maggiori conoscenze. Tra queste molecole vi sono il fattore di crescita 21 dell'irisina e dei fibroblasti (FGF21), che sono stati ben studiati e si ritiene che siano importanti regolatori della doratura. L'irisina è secreta dai muscoli in risposta all'esercizio fisico e ha dimostrato di aumentare la doratura agendo sui preadipociti beige.[63] L'FGF21, un ormone secreto principalmente dal fegato, ha raccolto un grande interesse dopo essere stato identificato come un potente stimolatore dell'assorbimento del glucosio e di un regolatore di brunitura attraverso i suoi effetti su PGC-1α.[54] È aumentato in BAT durante l'esposizione a freddo e si ritiene che aiuti la resistenza all'obesità indotta dalla dieta[64] L'FGF21 può anche essere secreto in risposta all'esercizio fisico e ad una dieta a basso contenuto proteico, sebbene quest'ultimo non sia stato studiato a fondo.[65][66] I dati di questi studi suggeriscono che fattori ambientali come la dieta e l'esercizio fisico possono essere importanti mediatori della doratura. Nei topi, è stato scoperto che il beiging può avvenire attraverso la produzione di peptidi metionina-encefalina da parte delle cellule linfoidi innate di tipo 2 in risposta all'interleuchina 33.[67]

Strumenti di genomica e bioinformatica per studiare la doratura

A causa della natura complessa del tessuto adiposo e di un elenco crescente di molecole di regolazione brunastra, esiste un grande potenziale per l'uso di strumenti di bioinformatica per migliorare lo studio in questo campo. Gli studi sull'arrugginimento dell'AC hanno tratto grande beneficio dai progressi in queste tecniche, poiché il grasso beige sta rapidamente diventando popolare come bersaglio terapeutico per il trattamento dell'obesità e del diabete.

Il DNA microarray è uno strumento bioinformatico utilizzato per quantificare simultaneamente i livelli di espressione di vari geni ed è stato ampiamente utilizzato nello studio del tessuto adiposo. Uno di questi studi ha utilizzato l'analisi dei microarray in combinazione con il software IPA Ingenuity per esaminare i cambiamenti nell'espressione genica WAT ​​e BAT quando i topi erano esposti a temperature di 28 e 6 ° C.[68] I geni più significativamente up e downregulated sono stati quindi identificati e utilizzati per l'analisi di percorsi differenzialmente espressi. È stato scoperto che molti dei percorsi sovraregolati in WAT dopo esposizione a freddo sono anche altamente espressi in BAT, come la fosforilazione ossidativa, il metabolismo degli acidi grassi e il metabolismo del piruvato.[68] Ciò suggerisce che alcuni degli adipociti passarono a un fenotipo beige a 6 ° C. Mössenböck et al. ha anche usato l'analisi di microarray per dimostrare che la carenza di insulina inibisce la differenziazione degli adipociti beige ma non disturba la loro capacità di doratura.[69] Questi due studi dimostrano il potenziale per l'uso del microarray nello studio del browning WAT.

Il sequenziamento dell'RNA (RNA-Seq) è un potente strumento computazionale che consente la quantificazione dell'espressione dell'RNA per tutti i geni all'interno di un campione. Incorporare RNA-Seq in studi di colorazione è di grande valore, in quanto offre una migliore specificità, sensibilità e una panoramica più completa dell'espressione genica rispetto ad altri metodi. L'RNA-Seq è stato utilizzato in studi sia umani che su topi nel tentativo di caratterizzare gli adipociti beige in base ai loro profili di espressione genica e di identificare potenziali molecole terapeutiche che possono indurre il fenotipo beige. Uno di questi studi ha utilizzato RNA-Seq per confrontare i profili di espressione genica di WAT da topi wild-type (WT) e quelli con sovraespressione di Early B-Cell Factor-2 (EBF2). WAT dagli animali transgenici mostrava un programma genetico di grasso bruno e aveva una ridotta espressione genica specifica di WAT rispetto ai topi WT.[70] Pertanto, EBF2 è stato identificato come una potenziale molecola terapeutica per indurre il beiging.

Immunoprecipitazione della cromatina con sequenziamento (ChIP-seq) è un metodo utilizzato per identificare i siti di legame delle proteine ​​sul DNA e valutare le modificazioni dell'istone. Questo strumento ha consentito l'esame della regolazione epigenetica della doratura e aiuta a chiarire i meccanismi mediante i quali le interazioni proteina-DNA stimolano la differenziazione degli adipociti beige. Studi osservando i paesaggi della cromatina degli adipociti beige hanno scoperto che l'adipogenesi di queste cellule deriva dalla formazione di paesaggi di cromatina specifici delle cellule, che regolano il programma trascrizionale e, in definitiva, controllano la differenziazione. Usando ChIP-seq insieme ad altri strumenti, studi recenti hanno identificato oltre 30 fattori trascrizionali ed epigenetici che influenzano lo sviluppo degli adipociti beige.[70]

Genetica

Articolo principale: Genetica dell'obesità § Geni

L'ipotesi del gene parsimonioso (chiamata anche ipotesi della carestia) afferma che in alcune popolazioni il corpo sarebbe più efficiente nel trattenere il grasso in tempi di abbondanza, conferendo così una maggiore resistenza alla fame nei periodi di scarsità di cibo.Questa ipotesi, originariamente avanzata nel contesto del metabolismo del glucosio e della resistenza all'insulina, è stata screditata dagli antropologi fisici, dai fisiologi e dal sostenitore originale dell'idea stessa rispetto a quel contesto, anche se secondo il suo sviluppatore rimane "fattibile come quando [è stato] prima avanzato "in altri contesti.[71][72]

Nel 1995, Jeffrey Friedman, nella sua residenza alla Rockefeller University, insieme a Rudolph Leibel, Douglas Coleman et al. scoperto la leptina proteica che mancava al topo geneticamente obeso.[73][74][75] La leptina è prodotta nel tessuto adiposo bianco e segnala all'ipotalamo. Quando i livelli di leptina diminuiscono, il corpo interpreta questo come una perdita di energia e la fame aumenta. I topi privi di questa proteina mangiano fino a quando non sono quattro volte le loro dimensioni normali.

La leptina, tuttavia, svolge un ruolo diverso nell'obesità indotta dalla dieta nei roditori e negli esseri umani. Poiché gli adipociti producono leptina, i livelli di leptina sono elevati negli obesi. Tuttavia, la fame rimane e, quando i livelli di leptina diminuiscono a causa della perdita di peso, la fame aumenta. La goccia di leptina è vista meglio come segnale di inedia rispetto all'aumento di leptina come segnale di sazietà.[76] Tuttavia, la leptina elevata nell'obesità è nota come resistenza alla leptina. I cambiamenti che si verificano nell'ipotalamo a causa della resistenza alla leptina nell'obesità sono attualmente al centro della ricerca sull'obesità.[77]

Difetti genetici nel gene della leptina (ob) sono rari nell'obesità umana.[78] A partire da luglio 2010, solo 14 individui provenienti da cinque famiglie sono stati identificati in tutto il mondo che portano un mutato ob gene (una delle quali è stata la prima causa identificata di obesità genetica negli esseri umani) - due famiglie di origine pakistana che vivono nel Regno Unito, una famiglia che vive in Turchia, una in Egitto e una in Austria[79][80][81][82][83]-E due altre famiglie sono state trovate portatrici di mutanti ob recettore.[84][85] Altri sono stati identificati come geneticamente parzialmente carenti di leptina e, in questi individui, i livelli di leptina nella fascia bassa del range normale possono predire l'obesità.[86]

Diverse mutazioni di geni che coinvolgono le melanocortine (utilizzate nella segnalazione cerebrale associata all'appetito) e i loro recettori sono state identificate come causa dell'obesità in una porzione più ampia della popolazione rispetto alle mutazioni della leptina.[87]

Nel 2007, i ricercatori hanno isolato il gene adiposo, che i ricercatori ipotizzano che serve per tenere gli animali magri durante i periodi di abbondanza. In questo studio, l'aumento dell'attività del gene adiposo era associato a animali più magri.[88] Sebbene i suoi scopritori abbiano soprannominato questo gene adiposo gene, non è un gene responsabile della creazione di tessuto adiposo.

I pre-adipociti sono fibroblasti indifferenziati che possono essere stimolati a formare adipociti. Studi recenti fanno luce sui potenziali meccanismi molecolari nella determinazione del destino dei pre-adipociti, sebbene l'esatto lignaggio degli adipociti non sia ancora chiaro.[89]

Proprietà fisiche

Il tessuto adiposo ha una densità di ~ 0,9 g / ml.[90] Quindi, una persona con più tessuto adiposo galleggerà più facilmente di una persona dello stesso peso con più tessuto muscolare, poiché il tessuto muscolare ha una densità di 1,06 g / ml.[91]

Misuratore di grasso corporeo

Vedi anche: analisi di impedenza bioelettrica

Un misuratore di grasso corporeo è uno strumento ampiamente disponibile utilizzato per misurare la percentuale di grasso nel corpo umano. Contatori diversi usano vari metodi per determinare il rapporto tra grasso corporeo e peso corporeo. Tendono a sottovalutare la percentuale di grasso corporeo.[92]

In contrasto con gli strumenti clinici, un tipo relativamente economico di misuratore di grasso corporeo utilizza il principio di analisi di impedenza bioelettrica (BIA) al fine di determinare la percentuale di grasso corporeo di un individuo. Per raggiungere questo obiettivo, il misuratore trasmette una piccola, innocua, corrente elettrica attraverso il corpo e misura la resistenza, quindi utilizza le informazioni sul peso, l'altezza, l'età e il sesso della persona per calcolare un valore approssimativo per la percentuale di grasso corporeo della persona. Il calcolo misura il volume totale di acqua nel corpo (il tessuto magro e il muscolo contengono una percentuale maggiore di acqua rispetto al grasso) e stima la percentuale di grasso in base a queste informazioni. Il risultato può variare di diversi punti percentuali a seconda di ciò che è stato mangiato e di quanta acqua è stata bevuta prima dell'analisi.

Studi sugli animali

All'interno del tessuto adiposo (grasso) dei topi deficienti di CCR2, vi è un aumento del numero di eosinofili, una maggiore attivazione alternativa dei macrofagi e una propensione all'espressione di citochine di tipo 2. Inoltre, questo effetto è stato esagerato quando i topi sono diventati obesi da una dieta ricca di grassi.[93]

Galleria

  • Vista in sezione schematica della pelle (ingrandita).

  • Tessuto adiposo bianco in sezione di paraffina

Il tessuto adiposo

Grasso viscerale vs grasso sottocutaneo

La maggior parte sa che avere una grande pancia può essere malsana. Ma lo sapevate che non tutto il grasso della pancia è cattivo? Gran parte del grasso nell'area dello stomaco si trova direttamente sotto la pelle. Questo è chiamato grasso sottocutaneo e non è necessariamente pericoloso per la salute. Il grasso che è dannoso è il grasso invisibile attorno agli organi, altrimenti noto come grasso addominale viscerale. Potresti avere grasso viscerale, ma non essere obeso.

Uno studio fatto nel 2004 ha mostrato che i pazienti che hanno perso immediatamente 30 chili di grasso sottocutaneo attraverso la chirurgia della liposuzione non hanno avuto alcun miglioramento della salute se avessero avuto un sacco di grasso addominale viscerale che è rimasto. Il grasso viscerale intorno agli organi addominali purtroppo non può essere liposato.

I fattori di rischio tra cui la pressione sanguigna, il colesterolo e la sensibilità all'insulina non sono migliorati con la perdita di grasso sottocutaneo dalla procedura di liposuzione.

Il grasso viscerale è legato al diabete e alla malattia cardiaca molto più del BMI (indice di massa corporea). I ricercatori ritengono che il grasso viscerale possa essere solo un effetto collaterale di uno stile di vita non sano. Ciò che è importante sapere è che la maggior parte delle persone con un sacco di grasso della pancia ha anche un sacco di grasso viscerale.

Se si desidera eliminare il grasso viscerale e ridurre il rischio di malattie cardiache e diabete, iniziare riducendo le calorie e aumentando l'esercizio. Quando le persone si dimagriscono attraverso l'esercizio e la dieta, il grasso viscerale scompare due volte più velocemente del grasso sottocutaneo secondo il dott. Klein, professore di medicina e scienze nutrizionali presso la Scuola di Medicina dell'Università di Washington.

Nella mia clinica il paziente con evidente grasso viscerale e sottocutaneo viene messo su una dieta mediterranea specifica con un contenuto calorico individualizzato basato sul loro dispendio metabolico. Possiamo facilmente misurare il tuo tasso metabolico di base con strumenti elettronici nel mio ufficio. Questo insieme ad alcuni integratori o cibo medico (sotto forma di frullato di proteine) e la prescrizione di dieta è un modo molto efficace per ridurre il rischio di malattie cardiache e diabete, perdendo il grasso della pancia destra!

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