Pembentukan adiposit, atau adipogenesis, adalah proses mengubah sel punca menjadi adiposit. Proses ini terbagi menjadi dua tahap: penentuan nasib dan diferensiasi terminal. Selama tahap penentuan nasib, sel punca mesenkim berubah menjadi preadiposit, yang juga dikenal sebagai lipoblas atau preadiposit, yang kehilangan potensinya untuk berdiferensiasi menjadi jenis sel lain, seperti kondrosit, miosit, dan osteoblas. Selanjutnya, selama tahap diferensiasi terminal, preadiposit selanjutnya berubah menjadi adiposit dewasa.
Adiposit menyimpan cadangan energi terbesar dalam tubuh hewan dalam bentuk trigliserida.
Proses ini diatur oleh berbagai hormon. Ketika asupan energi melebihi konsumsi energi, sel lemak akan mengembang, dan ketika konsumsi energi melebihi asupan, terjadi pelepasan energi. Insulin adalah hormon yang mendorong ekspansi, sementara epinefrin, glukagon, dan hormon adrenokortikotropik mendorong pelepasan energi.
Adipogenesis adalah proses diferensiasi sel yang diatur secara ketat dari sel induk mesenkimal menjadi preadiposit dan kemudian menjadi adiposit dewasa. Proses ini melibatkan perubahan pola ekspresi gen, dengan pergeseran dari ekspresi gen pluripotensi menjadi ekspresi gen spesifik jenis sel. Oleh karena itu, faktor transkripsi sangat penting untuk adipogenesis.
Faktor transkripsi PPARγ dan C/EBP merupakan pengatur utama adipogenesis.
Faktor transkripsi ini mendorong ekspresi gen karakteristik adiposit dewasa, dan dibandingkan dengan sel dari sumber lain, proses diferensiasi adiposit in vitro sebenarnya mereproduksi karakteristik diferensiasi in vivo. Adiposit dewasa mengalami hambatan pertumbuhan, perubahan morfologi, ekspresi gen sintesis lipid yang tinggi, dan produksi adipokin, seperti adiponektin, leptin, dan TNF-alfa.
Dalam studi in vitro, adipogenesis dipelajari dengan menggunakan lini sel preadiposit yang sudah terbentuk, seperti lini sel 3T3-L1 atau 3T3-F442A, atau preadiposit yang diisolasi dari jaringan adiposa putih. Proses ini biasanya menyertai pertumbuhan dan disertai dengan kejadian awal seperti perubahan morfologi dan induksi faktor transkripsi C/EBPβ dan C/EBPδ.
PPARγ merupakan pengatur utama adipogenesis dan diperlukan untuk diferensiasi sel induk embrionik menjadi adiposit.
Selama tahap kedua penghentian pertumbuhan, dua faktor transkripsi utama, PPARγ dan C/EBPα, diekspresikan. Faktor-faktor ini mendorong ekspresi gen karakteristik adiposit dewasa, termasuk reseptor insulin dan sintase asam lemak. Proses ini menyebabkan akumulasi vesikel lipid, yang menandakan pematangan sel.
Meskipun PPARγ dan C/EBPα adalah pengatur utama adipogenesis, ada faktor transkripsi lain yang berperan dalam proses diferensiasi. Faktor penentu dan diferensiasi adiposit 1 (ADD1) dan protein pengikat elemen pengatur steroid 1 (SREBP1) dapat mengaktifkan PPARγ dengan menghasilkan ligan PPARγ endogen atau secara langsung mendorong ekspresi PPARγ.
Jalur pensinyalan Wnt/β-catenin menghambat adipogenesis dan mendorong diferensiasi sel punca mesenkimal menjadi sel otot dan sel tulang.
Selain itu, berkurangnya adipogenesis pada orang gemuk disebabkan oleh peningkatan sel-sel pikun di jaringan adiposa daripada penurunan jumlah sel punca atau sel prekursor. Fakta ini menunjukkan pengaruh potensial sel-sel pikun dalam mengatur adipogenesis.
Produk dalam sistem endokrin seperti insulin, IGF-1, cAMP, glukokortikoid, dan triiodotironin secara efektif menginduksi lipogenesis pada preadiposit. Insulin mengatur proses ini melalui jalur pensinyalan reseptor faktor pertumbuhan mirip insulin 1 (IGF1), sehingga mendorong induksi faktor transkripsi yang terkait dengan diferensiasi terminal.
Protein morfogenetik tulang (BMP) juga dapat mendorong diferensiasi preadiposit, yang menunjukkan dampak dari berbagai jalur pensinyalan pada adipogenesis.
Namun, BMP2 dapat merangsang keputusan nasib sel pluripoten dan bahkan mendorong pembentukan tulang melalui berbagai isoform reseptor. Hal ini menunjukkan interaksi rumit antara berbagai faktor, yang selanjutnya menekankan sifat multifaset dari pengaturan adipogenesis.
Pembentukan adiposit merupakan bagian penting dari pemahaman kita tentang keseimbangan energi dan metabolisme. Namun, dengan perubahan gaya hidup sosial, obesitas telah menjadi masalah yang semakin umum. Bagaimana kita menyeimbangkan hubungan antara pembentukan sel lemak dan kesehatan?