Una feina internacional, fruit de la col·laboració entre el Centre Nacional d'Investigacions Cardiovasculars Carlos III (CNIC) i la Universitat de Califòrnia a Los Angeles (UCLA), ha desvelat un mecanisme essencial que governa la forma en què l'organisme recorre al greix emmagatzemat per generar energia.
Les troballes, difoses a "The EMBO Journal", detallen que el calci present dins de les mitocondris actua com un senyal que decideix si aquests orgànuls romanen adherits o es deslliguen de les gotes lipídiques, estructures on les cèl·lules guarden el greix.
Les mitocondris són els orgànuls responsables de produir la major part de l'energia necessària perquè els teixits funcionin correctament. En el teixit adipós marró, un tipus de greix especialitzat en produir calor i augmentar la despesa energètica, una fracció de les mitocondris es manté unida físicament a les gotes lipídiques, formant les anomenades mitocondris peridropletals. Aquestes mitocondris resulten crucials per gestionar les reserves energètiques de la cèl·lula.
La investigació, la primera signant de la qual és Rebeca Acín-Pérez, científica del CNIC i del Centre d'Investigació Biomèdica en Xarxa de Fragilitat i Envelliment Saludable, demostra que l'increment dels nivells de calci a l'interior mitocondrial indueix canvis en la seva forma i afavoreix que se separin de les gotes lipídiques. "Aquest procés resulta essencial perquè les enzims responsables de la degradació dels greixos, conegudes com a lipases, puguin accedir als lípids emmagatzemats i convertir-los en energia", assegura Acín-Pérez.
L'equip va constatar a més que aquesta desconnexió de les mitocondris té lloc abans que comenci la lipòlisi, funcionant com una mena d'interruptor molecular que activa la mobilització de les reserves de greix.
L'estudi identifica igualment les proteïnes implicades en aquest control. En particular, l'intercanviador mitocondrial de calci NCLX regula la sortida de calci des de les mitocondris. Quan l'activitat de NCLX es redueix, s'acumula més calci a l'interior mitocondrial, es potencia la separació de les mitocondris de les gotes lipídiques i augmenta l'ús del greix com a font d'energia. En canvi, quan NCLX es manté actiu, les mitocondris tendeixen a seguir associades als dipòsits lipídics.
Els científics descriuen també un paper destacat per a la fosfodiesterasa PDE2A, una proteïna que modula de forma indirecta aquest circuit en influir en els nivells intracel·lulars de calci.
Més enllà de caracteritzar aquest procés biològic, el treball demostra que la seva manipulació mitjançant fàrmacs pot tenir efectes metabòlics rellevants. En models animals d'obesitat, bloquejar PDE2A va augmentar la unió entre mitocondris i gotes lipídiques, va disminuir la degradació del greix i va promoure que la glucosa es convertís en el principal combustible energètic. Aquest reajustament metabòlic es va relacionar amb una millora en el control energètic i amb un increment de la despesa metabòlica.
En conjunt, les dades posen de manifest que la relació entre mitocondris i gotes lipídiques és dinàmica i està finament orquestrada per senyals internes com el calci. "Comprendre com es controla aquesta relació proporciona una nova perspectiva sobre els mecanismes que regulen el metabolisme energètic i obre possibles vies per al desenvolupament d'estratègies terapèutiques enfront de l'obesitat i altres malalties metabòliques", assenyalen els autors.
L'estudi s'emmarca en la línia de col·laboració entre el grup dirigit per José Antonio Enríquez, responsable del Grup de Genètica Funcional del Sistema de Fosforilació Oxidativa al CNIC, i l'equip d'Orian Shirihai a la Facultat de Medicina David Geffen de la UCLA (EUA), una cooperació que en els últims anys ha permès aprofundir en el coneixement de la funció mitocondrial i el seu impacte en la regulació del metabolisme.