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Perché la nascita delle cellule adipose è così miracolosa? Esplora le due fasi chiave della lipogenesi!
L'adipogenesi, il processo mediante il quale le cellule adipose nascono dalle cellule staminali, è in realtà piuttosto complesso e affascinante. Questo processo può essere suddiviso in due fasi principali: determinazione e differenziazione terminale. La fase di impegno si riferisce all'impegno delle MSC a trasformarsi in cellule precursori delle cellule adipose, note anche come adipociti o pre-adipociti, e a perdere la possibilità di trasformarsi in altri tipi di cellule, come condrociti, cellule muscolari e cellule ossee. La differenziazione terminale è la trasformazione dei preadipociti in adipociti maturi.
"Le cellule adipose svolgono un ruolo fondamentale nell'omeostasi energetica degli animali e sono deputate alla gestione delle maggiori riserve energetiche."
Gli adipociti maturi funzionano come cellule di riserva energetica, espandendosi quando l'assunzione di energia supera la spesa e mobilitandosi quando la spesa energetica supera l'assunzione. Questo processo è altamente regolato da numerosi ormoni, ai quali queste cellule sono molto sensibili. Ad esempio, l'insulina favorisce la dilatazione, mentre le sue controparti, l'adrenalina, il glucagone e l'ormone adrenocorticotropo (ACTH), favoriscono la mobilizzazione.
Processo di differenziazione
L'adipogenesi è un processo di differenziazione cellulare strettamente regolato. I preadipociti pre-impegnati, come le linee cellulari 3T3-L1 e 3T3-F442A, o quelli isolati dalla frazione vascolare stromale del tessuto adiposo bianco, sono i principali obiettivi degli studi in vitro. Durante il processo di differenziazione in vitro, innanzitutto i preadipociti proliferanti smettono di crescere a causa dell'inibizione da contatto. Successivamente, questo arresto della crescita spinge le cellule verso una fase iniziale di cambiamento, mostrando cambiamenti morfologici da un aspetto fibroblastico a una forma arrotondata, inducendo al contempo l'espressione dei fattori di trascrizione C/EBPβ e C/EBPδ.
"Il processo di differenziazione degli adipociti in vitro è altamente ordinato e l'espressione di fattori di trascrizione chiave nelle diverse fasi è cruciale."
Successivamente, durante la seconda fase di arresto della crescita, aumenta l'espressione di due fattori di trascrizione chiave, PPARγ e C/EBPα, che promuovono l'espressione di geni caratteristici degli adipociti maturi. Questi geni includono la proteina degli adipociti (aP2), il recettore dell'insulina, la glicerolo fosfato deidrogenasi, la sintasi degli acidi grassi, l'acetil-CoA carbossilasi e il trasportatore del glucosio GLUT4. Attraverso questo processo, le goccioline lipidiche si accumulano gradualmente all'interno degli adipociti.
Regolazione trascrizionale
PPARγ (recettore γ attivato dal proliferatore del perossisoma) è un importante regolatore dell'adipogenesi e appartiene alla superfamiglia dei recettori nucleari. Questo fattore di trascrizione eterodimerizza il recettore dell'acido retinoico X (RXR) e si lega al DNA, avviando così l'espressione dei geni a valle. L'attivazione del PPARγ influenza molteplici caratteristiche degli adipociti maturi, come i cambiamenti morfologici, l'accumulo di lipidi e la sensibilità all'insulina.
"L'espressione di PPARγ è di per sé sufficiente a indurre i fibroblasti a trasformarsi in adipociti in vitro."
Inoltre, anche altri fattori che promuovono l'adipogenesi possono indurre l'espressione del PPARγ. Ad esempio, è stato scoperto che la famiglia C/EBP e i fattori simili a Krupel (KLF) attivano il promotore PPARγ. Tuttavia, C/EBPγ inibisce la differenziazione, probabilmente a causa dell'inattivazione da parte di C/EBPβ.
Altri fattori regolatori
I prodotti del sistema endocrino come insulina, IGF-1, cAMP, glucocorticoidi e triiodotironina possono indurre efficacemente l'adipogenesi nei preadipociti. Questi segnali sono strettamente correlati al processo di differenziazione degli adipociti, in particolare all'insulina, che regola l'adipogenesi attraverso la segnalazione del recettore IGF-1 e promuove l'espressione di fattori di trascrizione per la differenziazione terminale.
"Il percorso di segnalazione Wnt/sigmoide (β-catenina) ha un effetto inibitorio sull'adipogenesi e può guidare le cellule staminali mesenchimali a differenziarsi in cellule muscolari e cellule ossee."
Nell'anatomia fisiologica, la senescenza delle cellule precursori del tessuto adiposo inibisce l'adipogenesi con l'invecchiamento, suggerendo che l'aumento del numero di cellule senescenti, piuttosto che delle cellule staminali, è la causa principale della ridotta adipogenesi nel tessuto adiposo dei pazienti obesi. o una diminuzione nel numero di cellule precursori.
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