Novas pistas de como a gordura queima calorias

Em termos de controle de diabetes e obesidade, é fácil pensar na gordura como inimiga. Mas existe um tipo de gordura que queima calorias, produzindo calor e diminuindo os níveis de glicose no sangue. Agora, um novo estudo descobriu uma molécula que ajuda a regular a atividade de queima de energia dessas células adiposas termogênicas. Compreender as reações químicas dentro dessas células de gordura pode fornecer novas pistas para o tratamento de doenças como diabetes e obesidade.

As células adiposas termogênicas geram calor e são particularmente importantes para os bebês, ajudando-os a se manter aquecidos. Os adultos também os têm, assim como os ratos, o que é útil para estudá-los no laboratório. Dentro das células de gordura termogênica, minúsculas estruturas chamadas mitocôndrias executam as reações de produção de calor. Os pesquisadores sabem que uma enzima chamada UCP1 age como um portão na membrana da mitocôndria, permitindo que os prótons fluam para dentro quando ativados. O fluxo de prótons correndo pela enzima UCP1 é como as células adiposas termogênicas geram calor.

Em um estudo publicado na Science Advances, os alunos de pós-graduação Alek Peterlin e Jordan Johnson, trabalhando com o autor sênior Katsu Funai, PhD, professor associado do Departamento de Nutrição e Fisiologia Integrativa da Universidade de Utah Health, mostraram que uma molécula chamada fosfatidiletanolamina (PE ) ajuda a controlar o fluxo de íons através do canal UCP1. Primeiro, os pesquisadores mostraram que, quando os camundongos são mantidos em temperaturas frias, a quantidade de PE em suas células aumenta. Quando eles são mantidos aquecidos, os níveis de PE caem. Eles também mostraram que camundongos geneticamente modificados para produzir menos PE não podiam mais gerar calor, embora tivessem quantidades normais de UCP1 totalmente funcional. Em outras palavras, o PE funciona como um termostato para UCP1.

Para entender como o PE e o UCP1 interagem, Peterlin teve que aprender uma técnica altamente especializada chamada patch-clamping. Apenas alguns laboratórios em todo o mundo possuem o conhecimento certo e equipamentos especializados para realizar esta análise em mitocôndrias. Felizmente, um deles estava na Universidade de Utah.

"Você precisa de um microscópio de alta tecnologia e configuração de eletrodo", diz Peterlin. "Há muita eletrônica e muita habilidade envolvida." Peterlin trabalhou em estreita colaboração com Enrique Balderas, PhD, um cientista pesquisador no laboratório de Dipayan Chaudhuri, MD, PhD, no Nora Eccles Harrison Cardiovascular Research and Training Institute. Os dois passaram muito tempo aperfeiçoando o protocolo até conseguirem coletar dados consistentes.

Resumidamente, a técnica funciona assim. As mitocôndrias têm uma membrana dupla e a UCP1 está contida na membrana interna, então Peterlin primeiro teve que extrair as mitocôndrias das células e remover a membrana externa. Em seguida, ele fundiu uma pipeta com um eletrodo na membrana interna. "A ponta da pipeta se funde à membrana mitocondrial interna de tal forma que ela penetrou na porção interna, chamada de matriz", explica. "Quando a corrente elétrica é aplicada, ela mede quantos prótons estão entrando na matriz." Isso fornece uma medição direta valiosa da atividade UCP1.

Compreender o papel do PE na regulação da atividade UCP1 pode ajudar algum dia a desenvolver testes ou mesmo intervenções de saúde para pessoas com obesidade ou diabetes. “Se pudéssemos fazer uma biópsia do tecido adiposo marrom [de alguém] e observar a composição lipídica das membranas mitocondriais, teríamos alguma indicação de quão ativo o UCP1 pode ser”, diz Peterlin. “É interessante porque é algo que pode ser mudado, não necessariamente com intervenções genéticas, apenas com mudanças no estilo de vida”.

- Caroline Seydel da Universidade de Utah Health