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Il tessuto adiposo perirenale, una delle masse grasse che circondano i reni, può essere ottenuto da donatori sani durante un trapianto di rene. Il tessuto adiposo perirenale è sempre stato conosciuto solo come tessuto connettivo per proteggere i reni e i vasi sanguigni renali dalla stimolazione fisica esterna. Tuttavia, recentemente, il tessuto adiposo ha iniziato a essere considerato un organo endocrino e ora si ritiene che il tessuto adiposo perirenale abbia un effetto diretto sulle malattie metaboliche. Le caratteristiche del tessuto adiposo perirenale di un donatore sano sono che: (Ⅰ) è presente un gran numero di cellule adipose brune (70-80% del totale), (Ⅱ) la maggior parte delle cellule adipose brune è inattiva nella cellula a riposo ciclo, (Ⅲ) I fattori attivanti sono l'esposizione costante a bassa temperatura, ormoni, fattori di metastasi e fattori ambientali, (Ⅳ) Anatomicamente, un gran numero di cellule adipose brune è distribuito vicino alle ghiandole surrenali, (Ⅴ) Cellule beige, prodotte convertendo gli adipociti bianchi in adipociti marroni, sono altamente attivi, (Ⅵ) Le cellule attivate secernono BATochine e (Ⅶ) L'efficienza del consumo energetico è elevata. Nonostante questi vantaggi, tutto il tessuto adiposo perirenale di un donatore sano viene incenerito come rifiuto sanitario. In vista del suo utilizzo, questa recensione discute gli adipociti marroni e le cellule beige nel tessuto adiposo perirenale da un donatore sano e propone opportunità per la loro applicazione clinica.

Parole chiave

perirenale; il tessuto adiposo; donatore sano; adipociti bruni; cellule beige;Benefici dell'estratto di cistanche

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Tessuto adiposo perirenale

Esistono tre tipi di grasso che circonda il rene: grasso pararenale, grasso sinusale e grasso perirenale. Il grasso pararenale si trova all'esterno della membrana renale ed è costituito da grasso bianco [1]. Il grasso del seno renale è distribuito attorno ai vasi renali, è presente all'interno della membrana renale e aumenta con l'obesità. Il grasso perirenale si trova nella cavità retroperitoneale ed è considerato un semplice tessuto connettivo che protegge il rene e i vasi renali dagli stimoli fisici esterni (Figura 1A) [1].

Figura 1. Caratterizzazione del tessuto adiposo perirenale. (A) Posizione anatomica del tessuto adiposo perirenale, (B) Tessuto perirenale-adiposo che compone i tipi di cellule adipose, (C) Termogenesi dell'adipocita bruno per bruciare calorie, (D) Adipochine, secrete dagli adipociti marroni, bianchi e beige, e (E) Induttori di imbrunimento per la trasformazione degli adipociti bianchi nella cellula beige.

Tuttavia, con il tessuto adiposo considerato come un organo endocrino che secerne varie adipochine e non solo l'accumulo di energia, si ritiene che il tessuto adiposo perirenale influenzi direttamente le malattie metaboliche come il diabete, l'obesità e le anomalie cardiovascolari [2]. In quanto organo endocrino, il tessuto adiposo perirenale contiene un gran numero di adipociti bruni [3] e cellule beige altamente attivate generate dalla trasformazione degli adipociti bianchi [4]. Pertanto, il tessuto adiposo perirenale è considerato una fonte di cellule molto utile a fini terapeutici.

Tuttavia, tutto il tessuto adiposo perirenale ottenuto da donatori sani durante il trapianto renale viene incenerito come rifiuto medico. Per aumentare la possibilità della sua applicazione clinica, questo articolo passa in rassegna le caratteristiche e le potenziali applicazioni del tessuto adiposo perirenale.

Tipi di adipociti nel tessuto adiposo perirenale

Gli adipociti che costituiscono il tessuto adiposo perirenale, come altri tessuti adiposi, sono per lo più divisi in globuli bianchi e cellule brune (Figura 1B). Gli adipociti bianchi immagazzinano energia sotto forma di trigliceridi, che vengono scomposti in acidi grassi e glicerolo durante il digiuno. Influenzano l'appetito e la sensibilità all'insulina allo stesso modo degli organi endocrini secernendo molecole simili agli ormoni come leptina e lipocalina. Allo stesso tempo, gli adipociti bruni mantengono la temperatura corporea rilasciando energia chimica sotto forma di calore attraverso un percorso mediato dalla proteina 1 di disaccoppiamento (UCP1), un meccanismo di difesa contro l'ipotermia (Figura 1C) [6,7].

Istologicamente, gli adipociti hanno una forma uniforme separata da sottili intervalli di collagene. Negli adipociti bianchi, il citoplasma viene spinto al limite dalla pressione delle goccioline di grasso. Nel frattempo, il nucleo è piccolo e sottile, di forma ovale e spinto di lato con una grossa goccia di grasso nel mezzo (Figura 1B(b)) [8]. Gli adipociti bruni sono più piccoli e contengono molte goccioline di grasso (Figura 1B(a)) [3]. Quando gli adipociti bianchi hanno un'elevata espressione di UCP1 e molte piccole goccioline di grasso, vengono chiamati cellule beige (Figura 1B(c)) [9l.]. Le cellule beige sono di origine diversa rispetto agli adipociti bruni, ma hanno la stessa funzione consumatrice di energia delle calorie; pertanto, hanno valore clinico.

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Vantaggi del tessuto adiposo bruno

Il ruolo principale del tessuto adiposo bruno è quello di mantenere una temperatura corporea costante generando calore; generando 300 kcal e consumando 50 g di tessuto adiposo bruno (Figura 1C) [10]. L'azione bruciacalorie del tessuto adiposo bruno può essere applicata nel trattamento dell'obesità e dell'insulino-resistenza, disturbi metabolici causati da un eccessivo accumulo di energia.

Quando gli adipociti bruni vengono attivati, il glucosio e gli acidi grassi vengono rimossi efficacemente dal sangue; il glucosio nel sangue viene eliminato attivando i 3-recettori adrenergici sulla membrana degli adipociti bruni, seguito da una maggiore sintesi del trasportatore del glucosio 1 (GLUT1), un trasportatore del glucosio, da parte dell'adenosina monofosfato ciclico (cAMP) nel citoplasma [11]. I trigliceridi plasmatici vengono rimossi attivando le lipoproteine ​​proteasi e il CD36 secreto dagli adipociti bruni [12]. Pertanto, l'attivazione degli adipociti bruni può migliorare efficacemente la sensibilità all'insulina e il dispendio energetico e ridurre il peso corporeo.

Fino a poco tempo fa, si pensava che il tessuto adiposo bruno fosse assente negli esseri umani in tutte le fasi dall'infanzia all'età adulta. Tuttavia, con lo sviluppo di dispositivi di misurazione dell'attività metabolica (tomografia a emissione di positroni con fluoro-18-fluorodeossiglucosio (18F-FDG-PET)/tomografia computerizzata (CT)), è stato riscontrato che il tessuto adiposo bruno è presente nei tessuti termosensibili negli adulti [ 13]. In particolare, intorno al rene è stata trovata una grande quantità di tessuto adiposo bruno, che è molto attivo [14]. Nei nostri esperimenti preliminari in corso, abbiamo trattenuto 302 tessuti adiposi periferici; il peso medio dei donatori di rene era di 229,19 ± 136,53 ge l'età media era di 32,98 ± 9,94 anni. Utilizzando 17 campioni, abbiamo misurato la distribuzione del grasso bruno e abbiamo scoperto che era presente nel 10-60 percento (v/v) del tessuto. C'erano significative differenze individuali nel volume di grasso bruno.

Tessuto adiposo bruno come generatore di calore

Gli organelli coinvolti nella produzione di energia sono i mitocondri e l'energia chimica e termica viene generata attraverso due canali nella membrana mitocondriale interna. I protoni lasciano i mitocondri attraverso la via di trasferimento degli elettroni, causando una differenza di potenziale; l'energia chimica (ATP) viene generata quando i protoni entrano attraverso il complesso di sintesi dell'ATP e l'energia termica viene generata quando i protoni entrano nella via UCP1, attivando l'ossidazione degli acidi grassi nei mitocondri (Figura 1C) [15].

Il grasso bruno è un tessuto speciale che utilizziamo per adattarci al freddo. Quando esposti a basse temperature, i nervi simpatici secernono catecolamine (soprattutto norepinefrina) e i loro recettori (3-recettori adrenergici) vengono attivati. Quindi, viene attivato l'UCP1 nella membrana mitocondriale interna. I geni correlati alla temperatura negli adipociti marroni sono continuamente attivi quando sperimentiamo differenze di temperatura regolari, ma le cellule beige derivate dagli adipociti bianchi vengono attivate solo quando sperimentiamo un'esposizione a bassa temperatura [16].

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Tessuto adiposo bruno come organo endocrino

Gli adipociti bruni attivati ​​secernono sostanze attraverso vie endocrine che influenzano altri tessuti metabolici (muscoli motori) e regolano il metabolismo energetico [4] e l'infiammazione [17]. Le sostanze secrete dal tessuto adiposo bruno sono chiamate adipochine del tessuto adiposo bruno (BAT) o BATochine e sono secrete da vie autocrine, paracrine, periferiche ed endocrine (Figura 1D) [18].

Le sostanze autocrine e secrete perifericamente sono NGF, FGF2 e VEGF-A, che sono coinvolte nella crescita degli adipociti bruni, nei processi di vascolarizzazione, neutralizzazione e flusso sanguigno; queste sostanze svolgono un ruolo nell'attivazione degli adipociti bruni se esposti ad ambienti freddi. Le sostanze secrete dal sistema endocrino sono IGF1 e FGF21. IGF1 svolge un ruolo nel ridurre la concentrazione di glucosio nel sangue. L'FGF21 aumenta nel sangue a basse temperature attivando gli adipociti bruni [20], partecipa all'imbrunimento degli adipociti bianchi [21] e regola il metabolismo energetico attraverso la via catabolica delle lipoproteine ​​[22]. Abbiamo analizzato le concentrazioni di NGF, FGF2, VEGF-A, IGF1 e FGF21 utilizzando 10 tessuti adiposi periferici. Secondo le istruzioni del produttore, 25 g di ciascun tessuto sono stati presi come volume iniziale e una frazione vascolare stromale (SVF) è stata ottenuta utilizzando un kit manuale (kit Ustem, Ustem Biomedical, Seoul, Corea). Il volume del prodotto finale era di 1 mL e NGF 3,56±0,25 pg/mL, FGF2 230,27±167,24 pg/mL, VEGF-A 7,50±5,95 pg/mL, IGF1 2830,85± Sono stati determinati 5201,98 pg/mL e FGF21 3,36±0,19 pg/mL. fGF2, VEGF-A e IGF1 hanno mostrato differenze individuali significative, mentre NGF e FGF21 hanno mostrato prestazioni relativamente uniformi.

Anche il tessuto adiposo bruno svolge un ruolo nella risposta infiammatoria. Le BATochine antinfiammatorie secrete direttamente dagli adipociti marroni/beige sono SLIT2-C, VEGFA, IGF-1, FGF21, CXCL14, L-PGDS, follistatina, IL6 e GDF15 [17]. Inoltre, quando si sviluppa un microambiente infiammatorio (p. es., obesità), aumenta l'infiltrazione di macrofagi e altre cellule immunitarie nel tessuto adiposo. Le cellule immunitarie secernono principalmente citochine pro-infiammatorie che inibiscono la "transizione da adipociti bianchi a adipociti beige" e promuovono lo "sbiancamento degli adipociti marroni". Gli adipociti bruni fenotipicamente sbiancati secernono BATochine pro-infiammatorie come Chemerina, IGF-1, CX3CL1, RBP4, TNF, GDF8, ET-1, IL6, IL1 e MCP1 [17]. Gli adipociti bruni sbiancati hanno ridotto l'attività termogenica e soppresso la capacità di dispendio energetico, perdendo così l'efficacia fisiologica degli adipociti bruni.

L'adiposità bruna è anche associata ai miRNA esosomiali circolanti. la secrezione di microRNA esosomiali mediante BAT reprime la trascrizione. Quando il BAT è stato trapiantato in topi privi dell'enzima dicer di elaborazione del miRNA, che produce i microRNA, sono stati osservati vari tipi di microRNA, la tolleranza al glucosio è stata ridotta [23], ed è noto che il miR-92 è associato all'assorbimento del glucosio nei topi marroni grasso [24].

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RIFERIMENTI

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