Proteína de mamíferos hallada en el Homo sapiens
La adiponectina (también conocida como GBP-28 , apM1 , AdipoQ y Acrp30 ) es una hormona proteica y adipocina , que participa en la regulación de los niveles de glucosa y la descomposición de los ácidos grasos . [5] [6] En los humanos, está codificada por el gen ADIPOQ y se produce principalmente en el tejido adiposo , pero también en los músculos e incluso en el cerebro. [7] [8]
Estructura
La adiponectina es un polipéptido (proteína) de 244 aminoácidos de longitud . Tiene cuatro regiones distintas: la primera es una secuencia de señal corta que dirige la hormona para su secreción fuera de la célula; la siguiente es una región corta que varía entre especies; la tercera es una región de 65 aminoácidos con similitud con las proteínas colágenas; la última es un dominio globular. En general, esta proteína muestra similitud con los factores del complemento 1Q ( C1Q ), pero cuando se determinó la estructura tridimensional de la región globular, se observó una sorprendente similitud con TNFα , a pesar de las secuencias de proteínas no relacionadas. [9]
Función
La adiponectina es una hormona proteica que modula una serie de procesos metabólicos, incluyendo la regulación de la glucosa y la oxidación de los ácidos grasos . [10] [11] [12] La adiponectina se secreta desde el tejido adiposo (y también desde la placenta en el embarazo [13] ) al torrente sanguíneo y es muy abundante en el plasma en relación con muchas hormonas. Los altos niveles de adiponectina se correlacionan con un menor riesgo de diabetes mellitus tipo 2. [14] Los niveles plasmáticos de adiponectina son más bajos en sujetos obesos que en sujetos delgados. [15] Muchos estudios han encontrado que la adiponectina está inversamente correlacionada con el índice de masa corporal en poblaciones de pacientes. [16] Sin embargo, un metanálisis no pudo confirmar esta asociación en adultos sanos. [17] Las concentraciones circulantes de adiponectina aumentan durante la restricción calórica en animales y humanos, como en pacientes con anorexia nerviosa . Además, un estudio reciente sugiere que el tejido adiposo dentro de la médula ósea, que aumenta durante la restricción calórica, contribuye a elevar la adiponectina circulante en este contexto. [18]
Los ratones transgénicos con adiponectina aumentada muestran una diferenciación reducida de los adipocitos y un mayor gasto energético asociado con el desacoplamiento mitocondrial . [19] La hormona desempeña un papel en la supresión de los trastornos metabólicos que pueden resultar en diabetes tipo 2 , [16] obesidad , aterosclerosis , [12] enfermedad del hígado graso no alcohólico (NAFLD) y un factor de riesgo independiente para el síndrome metabólico . [20] Se ha demostrado que la adiponectina en combinación con leptina revierte completamente la resistencia a la insulina en ratones. [21] La adiponectina mejora la sensibilidad a la insulina principalmente a través de la regulación de la oxidación de los ácidos grasos y la supresión de la producción hepática de glucosa. [22]
La adiponectina se secreta en el torrente sanguíneo, donde representa aproximadamente el 0,01 % de todas las proteínas plasmáticas, en una concentración de entre 5 y 10 μg/ml. En los adultos, las concentraciones plasmáticas son más altas en las mujeres que en los hombres y son más bajas en los diabéticos que en los no diabéticos. La pérdida de peso aumenta significativamente las concentraciones circulantes. [23]
La adiponectina se autoasocia automáticamente en estructuras más grandes. Inicialmente, tres moléculas de adiponectina se unen para formar un homotrímero. Los trímeros continúan autoasociándose y forman hexámeros o dodecámeros. Al igual que la concentración plasmática, los niveles relativos de las estructuras de orden superior son sexualmente dimórficos, donde las hembras tienen mayores proporciones de las formas de alto peso molecular. Estudios recientes mostraron que la forma de alto peso molecular puede ser la forma biológicamente más activa con respecto a la homeostasis de la glucosa. [15] Además, se encontró que la adiponectina de alto peso molecular estaba asociada con un menor riesgo de diabetes con una magnitud de asociación similar a la de la adiponectina total. [24] Sin embargo, se ha encontrado que la enfermedad de la arteria coronaria está asociada positivamente con la adiponectina de alto peso molecular, pero no con la adiponectina de bajo peso molecular. [25]
La adiponectina ejerce algunos de sus efectos de reducción de peso a través del cerebro . Esto es similar a la acción de la leptina ; [26] la adiponectina y la leptina pueden actuar sinérgicamente.
La adiponectina promueve la función sináptica y de memoria en el cerebro. [27] Los humanos con niveles más bajos de adiponectina tienen una función cognitiva reducida. [27]
Receptores
La adiponectina se une a varios receptores. Hasta el momento, se han identificado dos receptores homólogos a los receptores acoplados a la proteína G y un receptor similar a la familia de las cadherinas: [28] [29]
Estos tienen especificidades tisulares distintas dentro del cuerpo y tienen diferentes afinidades con las diversas formas de adiponectina. AdipoR1 se enriquece en el músculo esquelético, mientras que AdipoR2 se enriquece en el hígado. [8] Se ha demostrado que seis meses de ejercicio en ratas duplican el AdipoR1 muscular. [8]
Los receptores afectan a la quinasa AMP , un importante punto de control del metabolismo celular. La expresión de los receptores está correlacionada con los niveles de insulina, y también se reduce en modelos de diabetes en ratones, particularmente en el músculo esquelético y el tejido adiposo. [30] [31]
En 2016, la Universidad de Tokio anunció que iniciaría una investigación sobre las denuncias de fabricación de datos de identificación de AdipoR1 y AdipoR2, según las acusaciones formuladas por una persona/grupo anónimo llamado Ordinary_researchers . [32]
Descubrimiento
La adiponectina se caracterizó por primera vez en 1995 en la diferenciación de adipocitos 3T3-L1 (Scherer PE et al.). [33] En 1996 se caracterizó en ratones como la transcripción de ARNm más expresada en adipocitos. [7] En 2007, se identificó la adiponectina como una transcripción altamente expresada en preadipocitos [34] (precursores de células grasas) que se diferencian en adipocitos . [34] [35]
El homólogo humano fue identificado como la transcripción más abundante en el tejido adiposo. Contrariamente a las expectativas, a pesar de producirse en el tejido adiposo , se encontró que la adiponectina disminuía en la obesidad . [12] [16] [26] [11] Esta regulación negativa no se ha explicado por completo. El gen se localizó en el cromosoma 3q27, una región destacada por afectar la susceptibilidad genética a la diabetes tipo 2 y la obesidad. La suplementación con diferentes formas de adiponectina pudo mejorar el control de la insulina , la glucosa en sangre y los niveles de triglicéridos en modelos de ratón.
El gen fue investigado para variantes que predisponen a la diabetes tipo 2. [26] [34] [36] [37] [38] [39] Se identificaron varios polimorfismos de un solo nucleótido en la región codificante y la secuencia circundante de varias poblaciones diferentes, con prevalencias variables, grados de asociación y fuerza del efecto sobre la diabetes tipo 2. Se ha demostrado que la berberina , un alcaloide de isoquinolina, aumenta la expresión de adiponectina, [40] lo que explica en parte sus efectos beneficiosos sobre los trastornos metabólicos. Los ratones alimentados con los ácidos grasos omega-3 ácido eicosapentaenoico (EPA) y ácido docosahexaenoico (DHA) han mostrado un aumento de la adiponectina plasmática. [41] También se ha descubierto que la curcumina , la capsaicina , el gingerol y las catequinas aumentan la expresión de adiponectina. [42]
La distribución filogenética incluye la expresión en aves [43] y peces. [44]
Metabólico
Efectos de la adiponectina:
Regulación de la adiponectina
- La obesidad se asocia con una disminución de la adiponectina. [11]
- Se desconoce el mecanismo exacto de regulación, pero la adiponectina podría regularse mediante mecanismos postraduccionales en las células. [46]
Hipoadiponectinemia
Un nivel bajo de adiponectina es un factor de riesgo independiente para desarrollar:
Otro
Los niveles más bajos de adiponectina se asocian con el TDAH en adultos. [48]
Se encontró que los niveles de adiponectina aumentaron en pacientes con artritis reumatoide que respondieron a la terapia con FAME o inhibidores del TNF . [49]
Se ha encontrado una baja proporción de adiponectina a leptina en pacientes con neumonía por COVID-19 en comparación con controles sanos. [50]
La liberación de adiponectina inducida por el ejercicio aumentó el crecimiento del hipocampo y provocó síntomas antidepresivos en ratones. [51]
Varios estudios han encontrado una correlación positiva entre el consumo de cafeína y el aumento de los niveles de adiponectina, aunque se desconoce el mecanismo para ello y se requiere más investigación. [52]
Como objetivo de medicación
Los niveles circulantes de adiponectina pueden aumentarse indirectamente a través de modificaciones del estilo de vida y ciertos medicamentos como las estatinas . [53]
Se ha informado sobre un agonista de los receptores de adiponectina de moléculas pequeñas , AdipoR1 y AdipoR2 , AdipoRon . [54] En 2016, la Universidad de Tokio anunció que estaba iniciando una investigación sobre afirmaciones anónimas de datos fabricados y falsificados sobre AdipoR1, AdipoR2 y AdipoRon. [32]
Se ha informado que los extractos de batata aumentan los niveles de adiponectina y, por lo tanto, mejoran el control glucémico en humanos. [55] Sin embargo, una revisión sistemática concluyó que no hay evidencia suficiente para apoyar el consumo de batata para tratar la diabetes mellitus tipo 2. [ 56]
La adiponectina aparentemente puede atravesar la barrera hematoencefálica . [51] Sin embargo, existen datos contradictorios sobre este tema. [57] La adiponectina tiene una vida media de 2,5 horas en humanos. [58]
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Enlaces externos
- Página de detalles del gen ADIPOQ y ubicación del genoma humano ADIPOQ en el navegador de genoma de la UCSC .
- Resumen de toda la información estructural disponible en el PDB para UniProt : Q15848 (Adiponectina humana) en el PDBe-KB .
- Resumen de toda la información estructural disponible en el PDB para UniProt : Q60994 (Adiponectina de ratón) en PDBe-KB .