Endocrine function of human brown adipose tissue and its exercise-induced regulators

Resumen

Desde que en 2009 se reconoció la presencia y actividad del tejido adiposo marrón (TAP) en adultos humanos, su estudio ha ido ganando interés en la comunidad científica. Los investigadores pretenden identificar métodos no invasivos para promover la activación del TAP, así como determinar los efectos metabólicos que ejerce sobre la salud humana. Además de la actividad termogénica del TAP, se ha evidenciado su capacidad secretora, siendo capaz de liberar moléculas de señalización endocrina, las llamadas batokinas o adipoquinas marrones. Estas adipoquinas marrones parecen ejercer efectos beneficiosos sobre la homeostasis energética y, además, promueven el pardeamiento del tejido adiposo blanco (TAB), un proceso por el cual los adipocitos blancos adquieren un fenotipo similar a los adipocitos marrones. Sin embargo, la mayoría de estas moléculas han sido identificadas solo en roedores y en modelos in vitro, lo que resulta difícil de trasladar a la fisiología humana. Además de producir señales endocrinas, el TAP también responde a muchos factores endocrinos circulantes. Estudios en ratones han sugerido que el ejercicio podría inducir la activación del TAP y el pardeamiento del TAB y que este efecto podría estar modulado por la liberación inducida por el ejercicio de factores endocrinos, las denominadas exerquinas. El objetivo general de esta Tesis Doctoral es estudiar las conexiones endocrinas del TAP humano, investigando las moléculas circulantes potencialmente secretadas por el TAP en respuesta a la exposición al frío y las señales inducidas por el ejercicio que pueden regular el metabolismo del TAP. El Estudio I de esta Tesis Doctoral tiene como objetivo identificar el efecto de una exposición individualizada al frío de 2 horas sobre los niveles plasmáticos de cinco adipoquinas marrones potenciales, previamente identificadas en ratones (CXLC14, GDF14, FGF21, interleucina-6, y BMP8b). El protocolo de frío individualizado aumentó los niveles plasmáticos de CXCL14, GDF15, FGF21 e interleucina-6 y disminuyó los niveles plasmáticos de BMP8b. Además, los cambios inducidos por el frío en el FGF21 circulante se asociaron positivamente con el volumen del TAP, medido mediante un PET-TC estático con 18F-FDG. Estos resultados sugieren que el TAP humano podría contribuir a la reserva circulante de FGF21 tras la activación del tejido. El Estudio II tiene como objetivo caracterizar el efecto agudo y crónico del ejercicio de resistencia sobre la concentración de 16 exerquinas conocidas por regular el metabolismo del TAP. Una sesión intensa y corta de ejercicio de resistencia elevó los niveles plasmáticos de noradrenalina, lactato, BDNF, interleucina-6, proteína 1 similar a la follistatina, musclin y FGF21, mientras que redujo los niveles plasmáticos de leptina. El ejercicio de resistencia aumentó de forma aguda los niveles de lactato, pero no los de las otras 15 exerquinas analizadas. Por otra parte, un programa de entrenamiento de 24 semanas que combinaba ejercicios de resistencia y aeróbico no consiguió modular los niveles circulantes de estas exerquinas. Sólo el cambio inducido por el ejercicio agudo de resistencia en los niveles de lactato plasmático se asoció positivamente con los parámetros del TAP, lo que sugiere una comunicación endocrina entre el TAP y el músculo esquelético. Los resultados obtenidos en esta Tesis Doctoral contribuyen a ampliar los conocimientos sobre la fisiología del TAP humano. Estos hallazgos pueden ser un punto de partida para futuros estudios dirigidos a dilucidar el efecto cardiometabólico de la actividad del TAP en humanos y el posible desarrollo de estrategias terapéuticas y preventivas contra la obesidad y enfermedades asociadas.