Revelando los secretos del almacenamiento de grasa

Por Universidad de Bonn 4 de abril de 2023

Gotas de grasa en la célula grasa de un ratón: la membrana de las gotitas se tiñó de verde y la grasa almacenada en ellas se tiñó de rojo. Crédito: Johanna Spandl / Universidad de Bonn

Las células grasas utilizan moléculas de grasa como medio de almacenamiento de energía. Estas moléculas se componen de tres ácidos grasos unidos a una cadena principal de glicerol y comúnmente se denominan triglicéridos. Durante mucho tiempo se ha creído que estas moléculas sufren cambios constantes durante el almacenamiento, y se descomponen y reconstruyen periódicamente, un proceso conocido como "ciclo de triglicéridos". Pero, ¿es cierta esta suposición y, de ser así, cuál es el propósito de este proceso?

"Hasta ahora no ha habido una respuesta real a estas preguntas", explica el Prof. Dr. Christoph Thiele del Instituto LIMES de la Universidad de Bonn. “Es cierto que ha habido evidencia indirecta de esta reconstrucción permanente durante los últimos 50 años. Sin embargo, hasta ahora faltan pruebas directas de ello”.

El problema: para demostrar que los triglicéridos se descomponen y los ácidos grasos se modifican y reincorporan en nuevas moléculas, sería necesario seguir su transformación a medida que viajan por el cuerpo. Sin embargo, hay miles de formas diferentes de triglicéridos en cada célula. Por lo tanto, realizar un seguimiento de los ácidos grasos individuales es extremadamente difícil.

"Sin embargo, hemos desarrollado un método que nos permite colocar una etiqueta especial en los ácidos grasos, haciéndolos inconfundibles", afirma Thiele. Su grupo de investigación etiquetó de esta manera varios ácidos grasos y los añadió en un medio nutritivo a las células grasas de ratón. Luego, las células de ratón incorporaron las moléculas marcadas a los triglicéridos.

“We were able to show that these triglycerides do not remain unchanged, but are continuously degraded and remodeled: Each fatty acidAny substance that when dissolved in water, gives a pH less than 7.0, or donates a hydrogen ion." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">El ácido se separa unas dos veces al día y se vuelve a unir a otra molécula de grasa”, explica el investigador.

¿Pero por qué es eso? Al fin y al cabo, esta conversión cuesta energía, que se libera en forma de calor residual: ¿qué obtiene la célula de ello? Hasta ahora se pensaba que la célula necesitaba este proceso para equilibrar el almacenamiento y el suministro de energía. O quizás sea simplemente una forma que tiene el cuerpo de generar calor.

"Nuestros resultados ahora apuntan a una explicación completamente diferente", explica Thiele. "Es posible que en el transcurso de este proceso, las grasas se conviertan en lo que el cuerpo necesita".

En consecuencia, los ácidos grasos poco utilizables se refinarían en variantes de mayor calidad y se almacenarían en esta forma hasta que sean necesarios.

Los ácidos grasos se componen en gran parte de átomos de carbono, que cuelgan uno detrás de otro como los vagones de un tren. Su longitud puede ser muy diferente: algunos constan de sólo diez átomos de carbono, otros de 16 o incluso más. En su estudio, los investigadores produjeron tres ácidos grasos diferentes y los etiquetaron. Uno de ellos tenía once átomos de carbono, el segundo 16 y el tercero 18 átomos de carbono.

"Estas longitudes de cadena también se encuentran normalmente en los alimentos", explica Thiele.

El etiquetado permitió a los investigadores rastrear exactamente qué sucede con los ácidos grasos de diferentes longitudes en la célula. Esto demostró que los ácidos grasos compuestos por once átomos de carbono se incorporaron inicialmente a los triglicéridos. Sin embargo, al poco tiempo fueron separados nuevamente y canalizados fuera de la celda. Después de dos días, ya no eran detectables. "Estos ácidos grasos más cortos son difícilmente utilizables por las células e incluso pueden dañarlas", afirma Thiele, que también es miembro del grupo de excelencia ImmunoSensation2. "Por lo tanto, se eliminan rápidamente".

In contrast, the 16- and 18-atomAn atom is the smallest component of an element. It is made up of protons and neutrons within the nucleus, and electrons circling the nucleus." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> Los ácidos grasos atómicos permanecieron en la célula, aunque no en sus moléculas de grasa originales. También se fueron modificando químicamente gradualmente, por ejemplo mediante la inserción de átomos de carbono adicionales. En los ácidos grasos originales, los átomos de carbono estaban además unidos por enlaces simples, más o menos como una cadena humana en la que los vecinos se dan la mano. Con el tiempo, esto a veces se convirtió en un doble vínculo, como si los asistentes a una fiesta estuvieran tocando una conga. Los ácidos grasos que se forman en este proceso se denominan insaturados. Son mejor utilizables para el cuerpo.

“En general, las células producen de esta manera ácidos grasos que son más beneficiosos para el organismo que los que originalmente les habíamos suministrado la solución nutritiva”, subraya Thiele. A largo plazo, esto se traduce, por ejemplo, en la formación de ácido oleico, un componente del aceite de oliva de alta calidad, a partir de palmitato, como el contenido en la grasa de palma. Sin embargo, la célula no puede cambiar los ácidos grasos mientras estén dentro de la molécula de grasa. Primero hay que separarlos, luego modificarlos y finalmente volverlos a unir. Thiele: "Sin el ciclo de los triglicéridos, tampoco hay modificación de los ácidos grasos".

Por tanto, el tejido adiposo puede mejorar los triglicéridos. Si comemos y almacenamos alimentos con ácidos grasos desfavorables, no es necesario que vuelvan a liberarse en ese estado cuando tengamos hambre. Lo que recibimos contiene menos ácidos grasos “cortos”, más ácido oleico (en lugar de palmitato) y más ácido araquidónico (en lugar de ácido linoleico). “Sin embargo, debemos tener cuidado en nuestra alimentación para consumir la mayor cantidad posible de grasas dietéticas de alta calidad”, subraya el investigador.

Porque el refinamiento nunca funciona al 100 por ciento. Además, algunos de los ácidos grasos no se almacenan sino que se utilizan directamente en el organismo. En el siguiente paso, los investigadores quieren comprobar si en el tejido adiposo humano se producen los mismos procesos que en las células grasas individuales de ratón en el tubo de ensayo. También quieren saber qué enzimas hacen que el ciclismo funcione.

Referencia: “El ciclo de triglicéridos permite la modificación de los ácidos grasos almacenados” por Klaus Wunderling, Jelena Zurkovic, Fabian Zink, Lars Kuerschner y Christoph Thiele, 3 de abril de 2023, Nature Metabolism.DOI: 10.1038/s42255-023-00769-z

El estudio fue financiado por la Fundación Alemana de Investigación (DFG).