Peptidi natriuretici e adipociti umani: evidenze di una nuova via fisiologica alla lipolisi e all'utilizzo per termogenesi degli acidi grassi

Background: In the past 10 years, the crosstalk between natriuretic peptide system and adipose tissue was well described. NP receptors were found in the adipose tissue of rats and humans. More recently NP were demonstrated to be able to activate the lipolytic pathway in primate adipocytes. NP treatment is able to induce lipolysis with the same potency of catecholamine through -3 adrenoreceptors. As cardiac natriuretic peptides and βAR agonists are similarly potent at stimulating fatty acid mobilization in human adipocytes, we investigated whether NPs could induce thermogenic program in human adipocyte. Methods. Primary adipocytes from human adipose tissue and SGSB cell line were used to investigate the effect of ANP on gene expression. qPCR was used to analyze the expression levels of: leptin and adiponectin (adipocyte markers), uncoupling protein 1 (UCP1), -1α (PGC1α), and Cytocrome C (thermogenic and mitochondriogenesis markers), and NP active receptor (NPRA) and NP clearance receptor (NPRC) as well as -3 adrenergic receptor. Results. Both primary and SGSB cultures were able to respond to ANP treatment at physiological concentration not only inducing lipolysis but also the thermogenic program. UCP1, PGC1α, and Cytocrome C were highly expressed after ANP treatment also in white adipocytes. Discussion. In human adipocytes, atrial NP (ANP) and ventricular NP (BNP) activated (PGC-1α) and UCP1 expression and induced mitochondriogenesis. These results suggest that NPs promote “browning” of white adipocytes to increase energy expenditure burning fatty acid and produce heat. Future studies will be conducted to verify the regulation of NPRA and NPRC in adipose tissues and to understand how the ratio between these two receptors can modulate the NP metabolic activities.

Introduzione. Negli ultimi 10 anni è stata più volte dimostrata la presenza di una interazione reciproca tra il sistema dei peptidi natriuretici (NP) e il tessuto adiposo. I recettori dei NP, NPRA e NPRC, sono stati identificati sia nel tessuto adiposo di ratto sia in quello umano. Più recentemente i NP sono stati anche descritti come ormoni in grado di attivare la via lipolitica a livello degli adipociti in modo primate specifico. Gli adipociti rispondono infatti al trattamento con ANP inducendo la lipolisi in modo paragonabile a quella indotta dalle cotecolamine via recettori -adrenergici. Considerando quindi il parallelismo tra NP e catecolamine in termini di effetti sulla mobilitazione degli acidi grassi, siamo andati a verificare se i NP, come è ben noto per le catecolamine, siano anche in grado di stimolare il programma di termogenesi tipico degli adipociti bruni. Metodi. Per rispondere a tale quesito, sono stati condotti studi in vitro utilizzando sia adipociti in coltura primaria, ottenuti da tessuto adiposo umano, sia una linea cellulare umana SGBS ottenuta da cellulule staminali di tessuto adiposo sottocutaneo. La metodica di Real time qPCR è stata utilizzata per l’analisi quantitativa dei livelli di espressione dei geni: adiponectina e leptina (markers di adipociti); uncoupling protein 1 (UCP1), -1α (PGC1α), Cytocrome C (marker di termogenesi e mitocondriogenesi), recettore attivo NPRA e di clearence NPRC e recettori β3-adrenergici. Risultati. I risultati ottenuti mostrano che l’ANP agisce in vitro su entrambi i modelli cellulari inducendo non solo la lipolisi, come già noto, ma è in grado di indurre ed attivare l’espressione genica dei marker tipici del programma di termogenesi. In particolare il trattamento con concentrazioni fisiologiche di ANP, induce l’espressione dei geni UCP1, PGC-1α e CYTO C, marker tipici del tessuto adiposo bruno, anche negli adipociti ottenuti da tessuto adiposo sottocutaneo. Conclusioni. I peptidi natriuretici, via NPRA, promuovono negli adipociti bianchi l’acquisizione di caratteristiche e funzionalità dell’adipocita bruno attivando il programma di termogenesi, fisiologico meccanismo “brucia grassi” per cui si ha dispersione degli acidi grassi sotto forma di calore. Futuri studi saranno condotti per determinare la regolazione del recettore attivo NPRA e del recettore di clearance NPRC in modo da determinare come il rapporto NPRA/NRPC possa influenzare e predisporre all'obesità.