Biochimica sistematica umana - tessuto adiposo

Funzioni del tessuto adiposo

• Protezione meccanica degli organi interni
• Isolamento termico
• Riserva di metaboliti energetici
• Secrezione di sostanze di natura ormonale
• Termogenesi (tessuto adiposo bruno)

Funzioni del tessuto adiposo

• Protezione meccanica degli organi interni
• Isolamento termico
• Riserva di metaboliti energetici
• Secrezione di sostanze di natura ormonale
• Termogenesi (tessuto adiposo bruno)

Nucleo
Membrana plasmatica
Mitocondrio
Goccia lipidica
Alimentazione
Digiuno
Conformazione pluriloculare
Mitocondrio
Goccioline lipidiche
Membrana plasmatica
Microinvaginazioni
Vescicole pinocitosiche

Figura 29.1 Aspetti salienti della morfologia degli adipociti

Riserva energetica

Metabolismo basato sulla sintesi e demolizione di TGA.

Sintesi nei triacilgliceroli

Acidi grassi attivati + glicerolo-3P.

Citto di sintesi di: acidi grassi neutri - colomi - fosfolipidi (nel fegato, intestino, adiposo).

Facile saturo polinsaturo
Facile mono insaturo
Facile saturo mono insaturo

_GLICEROL-3P
Glicerolo
ATP
Glicerolo kinasi
Diidrossicetone
GlicerolP
Glicerolo-3P
Deidridogenasi
NADHH
NAD
R1 - C - COA
R2 - C - COA
Digliceride
Trigliceride
Acido lisofosfatidico
Acido fosfatidico
Fosfolipidi
R - C - COA

Glucose
Glucose 6-phosphate
Fructose 6-phosphate
Fructose 1,6-bisphosphate
Glyceraldehyde 3-phosphate
1,3 Bisphosphoglycerate
3-Phosphoglycerate
2-Phosphoglycerate
Phosphoenolpyruvate
Pyruvate
Dihydroxyacetone phosphate

(a) Priming stage, (b) splitting stage, and (c) oxidoreduction–phosphorylation stage

FIGURE 14.7

Intestino → linfa → sangue
HDL
Chilomicrone
(TGA: 84-89%)
LPL (lipoprotein lipasi)
Acidi grassi
Tessuti (adiposo, muscolare)
Rennant
Fegato

Fegato (30%) e intestino (10%)
Sangue
TGA, CoE
VLDL
LPL
Acidi grassi
Tessuti (adiposo, muscolare)
IDL
LDL

Internalizzazione della LDL nelle cellule dei tessuti tramite recettore delle LDL (ApoB100) (endocitosi mediata da recettore).

Fat storage
Fat mobilization

Figure 3.9 Fatty acid and glucose metabolism in white adipose tissue

The body's main store of chemical energy is in the form of triacylglycerol in white adipose tissue. Fat storage is the process of deposition of triacylglycerol; fat mobilization (or lipolysis) is the process of hydrolysis of the stored triacylglycerol to release non-esterified fatty acids into the plasma (bound to the carrier protein albumin), so that they can be taken up by other tissues. The major pathways and main sites of hormonal regulation are shown: a plus sign (+) indicates stimulation; a minus sign (–) inhibition. Abbreviations used: glycerol 3-P, glycerol 3-phosphate; HSL, hormone-sensitive lipase; LPL, lipoprotein lipase; TAG, triacylglycerol; VLD, very-low-density lipoprotein.

3.6 Adipose tissue

Figure 3.10 The action of lipoprotein lipase in white adipose tissue

Lipoprotein lipase (small black circles) is attached to the branching glycosaminoglycan chains which form the glycocalyx (a fuzzy surface lining the capillary). It acts on lipoprotein particles in the capillaries which contain triacylglycerol, hydrolysing this triacylglycerol to release fatty acids which are taken up into adipocytes and re-esterified for storage as triacylglycerol. Note that more than one molecule of the enzyme acts on a lipoprotein particle at once. Abbreviations used: TAG, triacylglycerol; VLDL, very-low-density lipoprotein.

Box 3.5 The pathway of de novo lipogenesis

The starting point may be glucose (as shown) or amino acids, which can form pyruvate or acetyl-CoA by their degradation. The pathway occurs in both liver and adipose tissue (although its physiological importance may be small in humans). Most of the arrows involve a number of enzymic steps — for clarity not all of these are shown.

• Acetyl-CoA carboxylase (EC 6.4.1.2) is the first committed step in fatty acid synthesis, and a major site for regulation by insulin.
• Fatty acid synthesis proceeds by sequential addition of 2-carbon units.
• Esterification by the phosphatidic acid pathway (see Figure 2.8) utilizes glycerol 3-phosphate. In the liver this may arise from phosphorylation of glycerol taken up from blood; in adipose tissue it is produced via glycolysis.
• The pathway is over-simplified: acetyl-CoA is produced by pyruvate dehydrogenase (PDH) in the mitochondrion, but subsequent steps take place in the cytosol. There is a ‘shuttle’ for transfer of acetyl-CoA from the mitochondrion to the cytoplasm.

Lipolisi

Figura 29.5 Schema della degradazione dei trigliceridi

Catecolamine
Glucagone, GH
Insulina
Proteina chinasi A inattiva
Proteina chinasi A attiva
Proteina fosfatasi

Figura 29.6. Attivazione e inibizione della lipasi ormone-sensibile attraverso il meccanismo della fosforilazione/defosforilazione. La fosforilazione, presieduta dalla PKA legata al cAMP, è favorita dalle catecolamine, il glucagone e l'ormone della crescita; la defosforilazione è stimolata dall'insulina.

AC = adenilato ciclasi; G = proteine G trimeriche.

Biosintesi e degradazione di TG nell'adipocita

Glucosio
Insulina (+)
GLUT4
Glucosio
Glicerolo 3P
Sintesi 10%
Acidi grassi
Acil-CoA
Trigliceridi
Lipasi ormone-sensibile
Glicerolo
Acidi grassi
Adrenalina (+)
Glucagone
Glicerolo
Acido grasso-albumina (NEFA)
(al fegato ed altri tessuti)
Chilomicroni + VLDL
(da intestino) (dal fegato)
30%
LPL (+) Insulina
(+) Insulina

Ipertensione
Infiammazione
Dislipidemia aterogenica
Diabete tipo 2
Aterosclerosi
Trombosi

Figura 29.7 Prodotti di formazione e secrezione del tessuto adiposo bianco e loro coinvolgimento in varie condizioni patologiche

Principali fattori regolanti la secrezione di leptina

Leptina

Polipeptide di circa 16000 Da.

Struttura simile a citichine.

Sintetizzata prevalentemente nel tessuto adiposo bianco (ma anche nella placenta, ghiandola mammaria, ecc.) in funzione dello stato nutrizionale.

Recettori della leptina presenti in nuclei dell’ipotalamo e della base, e nel plesso corioideo.

Risposta alla leptina

• Secrezione di peptidi che riducono il senso della fame e aumentano il senso di sazietà
• Secrezione dell’ormone tireotropo

Tabella 27.II

Principal proteine di secrezione del tessuto adiposo

Tabella 27.I

Principali fattori regolanti la espressione di leptina

Principali prodotti di secrezione del tessuto adiposo

Tabella 29.III

Principali caratteristiche del fenotipo biochimico-morfologico del topo transgenico A-21P/F-1, che non possiede tessuto adiposo bianco ed esprime tessuto adiposo bruno in quantità molto ridotta.

• Fegato ed altri organi viscerali con ingente accumulo di trigliceridi
• Aumento del livello plasmatico di acidi grassi liberi (2 volte) e dei trigliceridi legati
• Iperglicemia (3 volte)
• Iperinsulinemia (50-400 volte)
• Riduzione (20 volte) del livello plasmatico di leptina
• Stato diabetico conclamato

Tessuto adiposo bruno

Nell'adulto è presente in aree molto limitate, a livello addominale, del tronco, delle zone sottoscapolari, interscapolari e ascellari.

Nella prima infanzia è molto più sviluppato.

Abbondante negli animali ibernanti, che ne posseggono fino al 5% dell'intera massa corporea.

Mitocondri disaccoppianti del tessuto adiposo bruno. Producono calore.

Sistema nervoso simpatico (+) mobilizza acidi grassi da TAG del tess. adiposo bruno.

Ox.ne a CO₂ + H₂O → Generaz. di calore.

Spazio intermembrana
Matrice mitocondriale
H⁺
IV
H⁺
III
H⁺
II
H⁺
ATP sintasi
ADP + P_i
ATP
H⁺
Calore
Membrana interna
Piruvato
CO₂
CT
ATP
PD
AS
ADP + P_i
Glucosio
Membrana interna
Acil-CAR
CO₂
CT
ATP
PD
AS
Trigliceridi

Figura 29.8 Circuito protonico attraverso la membrana interna dei mitocondri di tessuto adiposo bruno che ossidano piruvato (da glucosio) o acidi grassi.

Acil-CAR = Acil-carnitina; CT = catena respiratoria; PD = proteina disaccoppiante; AS = ATP sintetasi.

Basse temperature (stress)
Catecolamine
ATP
cAMP
PKA attiva
Lipasi ormone sensibile
Acidi grassi
Trigliceridi
Acil-CoA
NAD
FAD
NADH
FADH₂
CO₂
Acetil-CoA

Figura 29.9 Schema dell’effetto termogenico esercitato dalle catecolamine sul tessuto adiposo bruno.

AC = adenilato ciclasi; R = recettore delle catecolamine; TG = trigliceridi dei chilomicroni e delle VLDL; LP = lipoproteina lipasi.