Una proteína en la grasa marrón regula el control diario de la temperatura corporal

El biorritmo de la grasa marrón tiene implicaciones para la lucha contra la obesidad, la diabetes y la enfermedad cardiaca asociada, según ha descubierto un equipo interdisciplinario de la Universidad de Pensilvania, en Estados Unidos. Los investigadores de este estudio vieron que una proteína llamada Rev-erb alfa es un componente molecular del mecanismo del reloj biológico del cuerpo.

Durante casi 300 años, los científicos han sabido que la temperatura del cuerpo sigue un ritmo circadiano o de 24 horas, con un pico durante el día y una bajada por la noche. El beneficio de este control durante la evolución puede haber sido para permitir la conservación de la energía mientras se duerme pero también es crítico para adaptarse a los cambios en la temperatura ambiente, independientemente de la hora del día.

Sin embargo, el mecanismo responsable de la coordinación diaria del ritmo de la temperatura corporal y la capacidad de adaptación a los retos medioambientales se desconocía hasta ahora. El laboratorio de Mitchell A. Lazar, director del Instituto de Diabetes, Obesidad y Metabolismo de la Facultad de Medicina Perelman de la Universidad de Pensilvania, explica en la revista 'Nature' cómo se sincronizan los ritmos de temperatura corporal mientras se mantiene la capacidad de adaptación a los cambios en la temperatura ambiental sin importar la hora del día o de la noche.

'La comida es abundante en nuestra sociedad hoy en día y para la mayoría de la gente no es probable que se trate de ahorrar calorías por la noche -argumenta Lazar--. Si existe este mismo mecanismo en las personas y podemos orientarlo de forma segura, podríamos tener una nueva forma de combatir la obesidad y sus condiciones asociadas, como la diabetes y enfermedades del corazón'.

El equipo de Lazar, con Zachary Gerhart-Hines como autor principal, encontró que la capacidad de modelos experimentales para soportar un desafío de temperatura fría fue mayor a las cinco de la mañana que cuando están despiertos, en comparación con las cinco de la tarde, cuando normalmente duermen. Los expertos detectaron que esta susceptibilidad circadiana al frío no reconocida previamente está controlada por una proteína llamada Rev-erb alfa, que es un componente molecular del mecanismo del reloj biológico del cuerpo.

De hecho, los modelos modificados para carecer de la proteína alfa Rev-erb toleraban el frío de una manera similar durante las 24 horas del día y perdieron el ritmo circadiano fisiológico de la temperatura corporal. El equipo de Penn llegó a la conclusión de que Rev-erb alfa actúa como un punto focal para marcar la temperatura del cuerpo y es necesaria para establecer y mantener el ritmo de la temperatura corporal y responder a las demandas de los impredecibles cambios en la temperatura ambiente.

Estos efectos de Rev-erb alfa se producen principalmente por la regulación circadiana en el tejido adiposo marrón, comúnmente llamado grasa marrón. Las células de la grasa marrón, a diferencia de las células de la grasa blanca, generan calor para el cuerpo y se cree que han evolucionado para ayudar a los mamíferos a hacer frente al frío. Sin embargo, su papel en la generación de calor también podría aplicarse a hacer frente a la obesidad y la diabetes.

Las células de grasa marrón se cree que contrarrestan la obesidad por la quema del exceso de energía que se almacena en los lípidos, pero las células de grasa blanca almacenan energía. De hecho, las células de grasa marrón contienen muchas más gotitas pequeñas de lípidos y la mayoría de las mitocondrias (que contienen citocromos pigmentados que se unen al hierro) de cualquier tipo de célula, lo que las hace marrón. Las mitocondrias son fábricas de energía de las células en forma de la molécula de ATP.

La deleción del gen Rev-erb alfa mejora notablemente la tolerancia al frío a las 5 de la tarde, lo que indica que la tolerancia al frío se relaciona con los niveles bajos de la proteína alfa Rev-erb. Más específicamente, la activación de la proteína de desacoplamiento 1 (UCP1) por las bajas temperaturas va precedida por una rápida regulación a la baja de Rev-erb alfa en la grasa marrón.

Rev- erb alfa reprime la UCP1 de manera autónoma en una célula de la grasa marrón. Los niveles de grasa parda UCP1 son altos en los ratones sin Rev- erb alfa incluso cuando la temperatura ambiente se mantiene constante y la pérdida genética de Rev- erb alfa también suprime los ritmos normales de la temperatura corporal y la actividad en la grasa marrón.