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O misterioso nascimento das células de gordura: por que nosso corpo precisa delas?
A formação de adipócitos, ou adipogênese, é o processo de transformação de células-tronco em adipócitos. Esse processo é dividido em duas etapas: determinação do destino e diferenciação terminal. Durante a fase de determinação do destino, as células-tronco mesenquimais se transformam em pré-adipócitos, também conhecidos como lipoblastos ou pré-adipócitos, que perdem o potencial de diferenciação em outros tipos de células, como condrócitos, miócitos e osteoblastos. Posteriormente, durante o estágio de diferenciação terminal, os pré-adipócitos se transformam em adipócitos maduros.
Os adipócitos armazenam as maiores reservas de energia do corpo animal na forma de triglicerídeos.
Este processo é regulado por uma variedade de hormônios. Quando a ingestão de energia excede o consumo de energia, as células de gordura se expandem e, quando o consumo de energia excede a ingestão, ocorre a liberação de energia. A insulina é o hormônio que promove a expansão, enquanto a epinefrina, o glucagon e o hormônio adrenocorticotrófico promovem a liberação de energia.
O processo de desenvolvimento dos adipócitos
A adipogênese é um processo fortemente regulado de diferenciação celular de células-tronco mesenquimais para pré-adipócitos e depois para adipócitos maduros. Este processo envolve mudanças nos padrões de expressão gênica, com uma mudança da expressão gênica de pluripotência para a expressão gênica específica do tipo celular. Portanto, os fatores de transcrição são críticos para a adipogênese.
Os fatores de transcrição PPARγ e C/EBPs são os principais reguladores da adipogênese.
Esses fatores de transcrição promovem a expressão de genes característicos de adipócitos maduros e, comparados com células de outras fontes, o processo de diferenciação in vitro dos adipócitos, na verdade, reproduz as características da diferenciação in vivo. Adipócitos maduros apresentam parada de crescimento, alterações morfológicas, alta expressão de genes de síntese lipídica e produção de adipocinas, como adiponectina, leptina e TNF-alfa.
Diferenciação celular e sua regulação transcricional
Em estudos in vitro, a adipogênese é estudada usando linhagens celulares de pré-adipócitos já comprometidas, como as linhagens celulares 3T3-L1 ou 3T3-F442A, ou pré-adipócitos isolados de tecido adiposo branco. Esse processo geralmente acompanha o crescimento e é acompanhado por eventos precoces, como alterações morfológicas e indução dos fatores de transcrição C/EBPβ e C/EBPδ.
PPARγ é um importante regulador da adipogênese e é necessário para a diferenciação de células-tronco embrionárias em adipócitos.
Durante o segundo estágio de cessação do crescimento, dois fatores-chave de transcrição, PPARγ e C/EBPα, são expressos. Esses fatores promovem a expressão de genes característicos de adipócitos maduros, incluindo receptores de insulina e sintase de ácidos graxos. Esse processo leva ao acúmulo de vesículas lipídicas, sinalizando a maturação celular.
O efeito sinérgico dos fatores de transcrição
Embora PPARγ e C/EBPα sejam os principais reguladores da adipogênese, existem outros fatores de transcrição que desempenham um papel no processo de diferenciação. A determinação e diferenciação de adipócitos 1 (ADD1) e a proteína 1 de ligação ao elemento regulador de esteróides (SREBP1) podem ativar o PPARγ gerando ligantes endógenos de PPARγ ou promovendo diretamente a expressão de PPARγ.
Além disso, a redução da adipogênese em pessoas obesas se deve a um aumento de células senescentes no tecido adiposo, e não a uma diminuição no número de células-tronco ou células precursoras. Este fato demonstra a potencial influência das células senescentes na regulação da adipogênese.A via de sinalização Wnt/β-catenina inibe a adipogênese e promove a diferenciação de células-tronco mesenquimais em células musculares e ósseas.
Influência no sistema endócrino
Produtos do sistema endócrino, como insulina, IGF-1, AMPc, glicocorticóides e triiodotironina, induzem efetivamente a lipogênese em pré-adipócitos. A insulina regula esse processo através da via de sinalização do receptor do fator de crescimento semelhante à insulina 1 (IGF1), promovendo assim a indução de fatores de transcrição relacionados à diferenciação terminal.
As proteínas morfogenéticas ósseas (BMPs) também podem promover a diferenciação de pré-adipócitos, mostrando o impacto de múltiplas vias de sinalização na adipogênese.
No entanto, a BMP2 pode estimular decisões sobre o destino das células pluripotentes e até mesmo promover a formação óssea através de diferentes isoformas de receptores. Isto mostra as intrincadas interações entre vários fatores, enfatizando ainda mais a natureza multifacetada da regulação da adipogênese.
Resumo do pensamento
A formação de adipócitos é uma parte importante da nossa compreensão do equilíbrio energético e do metabolismo. No entanto, com as mudanças nos estilos de vida sociais, a obesidade tornou-se um problema cada vez mais comum. Como equilibramos a relação entre a formação de células adiposas e a saúde?
