Cómo los mamíferos generan calor: Un análisis profundo

Los mamíferos son criaturas de sangre caliente, lo que significa que pueden mantener su temperatura corporal estable incluso cuando el entorno exterior cambia. Esta increíble habilidad se llama homeostasis de temperatura. Cuando hace frío afuera, nuestros cuerpos tienen maneras inteligentes de mantenerse calientes, como reducir el flujo sanguíneo a la piel, hacer que nuestros pelos se ericen e incluso temblar.

Pero aquí viene la sorpresa: cuando los mamíferos están expuestos al frío durante días o semanas, encuentran otra manera de producir calor, especialmente en ciertos tipos de células grasas. Estas células, llamadas adipocitos marrones y beiges, pueden generar calor a partir de la energía almacenada sin necesidad de temblar. Esto se conoce como termogénesis sin temblor (NST). El protagonista en este proceso es una proteína especial llamada proteína desacoplante 1 (UCP1), que permite a las células convertir energía en calor en lugar de almacenarla como ATP, la moneda energética de la célula.

#¿Cómo Obtenemos Energía para el Calor?

La NST es impulsada por varios combustibles que circulan en nuestros cuerpos, como la glucosa y los ácidos grasos. Estos combustibles son como el combustible en un coche, dándole a nuestros cuerpos el empujón de energía que necesitan para mantenerse calientes. Curiosamente, cuando tenemos más tejido adiposo marrón activo, a menudo vemos mejoras en cómo nuestros cuerpos manejan los azúcares y las grasas. ¡Esto podría incluso llevar a una mejor salud cardíaca!

#El Misterio de UCP1

La proteína UCP1 ha estado presente desde los años 80, pero nuestro conocimiento sobre su estructura es relativamente reciente. Sin embargo, la historia completa de cómo funciona UCP1 sigue siendo un enigma. Sabemos que los ácidos grasos de cadena larga activan UCP1, y estos ácidos grasos generalmente provienen de la descomposición de grasas almacenadas en nuestros cuerpos. Dos enzimas importantes, llamadas ATGL y HSL, son las responsables de esta descomposición de grasas.

Cuando hace frío afuera, nuestros nervios envían señales que desencadenan la liberación de hormonas especiales. Estas hormonas activan receptores en las células de grasa marrón, que luego inician una serie de eventos que llevan a un aumento en la producción de energía y la generación de calor. Sorprendentemente, algunas investigaciones han mostrado que incluso sin la actividad de ATGL, los animales aún pueden mantener su temperatura corporal y producir calor a través de NST.

#Investigando el Papel de las Lipasas en la Grasa Marrón

Para profundizar en cómo funcionan estos procesos, los científicos crearon un modelo de ratón especial que carecía de ATGL y HSL en la grasa marrón. Querían ver si estos ratones aún podían producir calor cuando se exponían al frío. Para su sorpresa, estos ratones "BAT-iDAKO" lograron mantenerse calientes, planteando preguntas sobre qué estaba alimentando exactamente a UCP1.

Aunque los ratones parecían estar bien, los estudios revelaron que la falta de ATGL y HSL reducía la capacidad general de la grasa marrón para generar calor cuando se expone al frío. A pesar de que el número de células de grasa marrón aumentaba, la cantidad de mitocondrias en esas células, que son cruciales para la producción de energía, era baja.

Otro giro en esta historia involucró al tejido adiposo blanco ubicado cerca de la grasa marrón. Resultó que el tejido adiposo blanco pudo compensar al producir más calor, compensando la grasa marrón disfuncional. Sin embargo, cuando ambas lipasas faltaban en todos los tejidos de grasa, los ratones ya no pudieron mantenerse calientes.

#Cambios en la Temperatura Corporal Durante la Exposición al Frío

Cuando los investigadores midieron la temperatura corporal de los ratones BAT-iDAKO durante la exposición al frío, encontraron algo interesante. Los ratones mantuvieron una temperatura corporal central ligeramente más alta en comparación con sus contrapartes normales, lo que sugiere que se estaban manejando bastante bien a pesar de carecer de enzimas clave en su grasa marrón.

Sin embargo, el estudio no se detuvo solo en la temperatura corporal. También examinó las tasas de consumo de energía de estos ratones en condiciones de frío. Tanto los ratones BAT-iDAKO como los de control mostraron un consumo de energía similar cuando se les dio un fármaco especial para estimular el uso de energía. Esto indicó que la termogénesis sin temblor estaba funcionando muy bien en ausencia de descomposición de grasas en la grasa marrón.

#El Impacto de la Ingesta de Alimentos en el Metabolismo Energético

Los ratones BAT-iDAKO mostraron algunos cambios en su metabolismo general. Tuvo una tasa más alta de uso de carbohidratos durante el día, lo que sugiere que dependían más de los azúcares para obtener energía en lugar de grasas. Esto se acompañó de un aumento en la ingesta de alimentos durante el día, pero sus hábitos de alimentación nocturnos permanecieron igual que antes. Curiosamente, sus niveles de actividad física no cambiaron, mostrando que no estaban simplemente sentados comiendo todo el día.

A nivel celular, los investigadores notaron que la grasa marrón de los ratones BAT-iDAKO tenía un desorden de células, incluyendo inflamación y fibrosis, lo que significa que había una especie de cicatrización ocurriendo. Esto era diferente de la grasa marrón de aspecto normal.

#El Papel del Tejido Adiposo Blanco Inguinal

Con la grasa marrón no haciendo su trabajo de manera efectiva, los investigadores dirigieron su atención al tejido adiposo blanco inguinal (ingWAT). Para su sorpresa, el ingWAT en los ratones BAT-iDAKO había cambiado bastante. La grasa blanca comenzó a producir UCP1, la misma proteína que estaban estudiando. Este oscurecimiento de la grasa blanca le permitió ayudar a mantener la temperatura corporal cuando la grasa marrón era menos efectiva.

El ingWAT de los ratones BAT-iDAKO mostró un aumento en la función mitocondrial y en la captación de sustratos de energía, lo que significaba que esta grasa estaba asumiendo algunas de las funciones termogénicas durante la exposición al frío.

#Consecuencias de Perder Tanto ATGL como HSL

En otro experimento, los investigadores crearon un modelo donde ambas ATGL y HSL fueron eliminadas en todos los tejidos adiposos. Los resultados fueron drásticamente diferentes. Estos ratones, apodados ratones DAKO, no pudieron sostener la termogénesis sin temblor en absoluto, lo que llevó a una regulación de temperatura afectada en el frío.

A diferencia de los ratones BAT-iDAKO, los ratones DAKO mostraron una reducción dramática en su capacidad para generar calor, lo que llevó a una caída significativa en la temperatura corporal central durante la adaptación al frío. A pesar de esto, ellos también lograron mantener su temperatura corporal a través de otras adaptaciones sistémicas.

#Entendiendo el Panorama General

Estos experimentos han revelado que, aunque el tejido adiposo marrón (BAT) juega un papel crucial en la regulación de la temperatura y el metabolismo energético, otros tejidos adiposos como el tejido adiposo blanco pueden asumir el control cuando sea necesario. Esta flexibilidad destaca un fascinante sistema de respaldo en nuestros cuerpos.

Aunque puede parecer una serie complicada de eventos, cuando se trata de mantenerse caliente, nuestros cuerpos tienen algunos trucos bajo la manga. Ya sea a través de la grasa marrón calentándonos con energía almacenada o la grasa blanca interviniendo para salvar el día, la ciencia detrás de nuestro calor es tanto impresionante como un poco graciosa si lo piensas, ¡como tener un generador de respaldo para cuando tu fuente de energía principal decide tomarse un día de frío!

#Pensamientos Finales sobre la Grasa y la Termogénesis

En conclusión, la grasa marrón y blanca son como un dúo que trabaja junto para mantenernos calientes. Mientras que la grasa marrón es la estrella del espectáculo con sus habilidades generadoras de calor, la grasa blanca puede venir al rescate cuando es necesario. Los estudios con ratones BAT-iDAKO y DAKO muestran cuán adaptables pueden ser nuestros cuerpos, especialmente cuando se trata de la regulación de la temperatura.

La próxima vez que sientas un escalofrío en el aire, piensa un momento en los increíbles mecanismos que están en juego dentro de tu cuerpo. Después de todo, no eres el único que tiene que abrigarse en el frío; ¡tu cuerpo está haciendo su propia versión de "vestirse para el éxito" con grasa!