Microbiota intestinal y modulación del tejido adiposo en la patogénesis de la obesidad / Gut microbiota and modulation of adipose tissue in the pathogenesis of obesity

Las investigaciones realizadas durante el último siglo relacionadas con la descripción de la Microbiota Intestinal (MI) sugieren una relación concreta entre su composición y la salud del huésped. Su desregulación denominada disbiosis intestinal ha sido asociada a distintos tipos de enfermedades gastrointestinales, metabólicas, oncológicas e incluso psiquiátricas. Destacan numerosos reportes que han informado la condición de disbiosis en la obesidad, tanto en modelos animales como humanos de distintos grupos etarios y regiones del mundo. A su vez, la composición del microbioma también ha logrado asociarse a las diferentes comorbilidades de la obesidad, postulando que la MI posee influencia en la disfunción del tejido adiposo (TA), entendiendo que corresponde al principal modulador de la patogénesis de la obesidad. Sin embargo, aún no es posible establecer una explicación mecanicista plausible. Actualmente, la utilización de tecnologías multiómicas, junto con la evaluación de variables fisiológicas, nos podrían proporcionar una mejor comprensión a la incógnita planteada. Frente a esto, el presente trabajo tiene como objetivo revisar los últimos avances en la comprensión de la influencia de la microbiota intestinal en el TA y su contribución a los mecanismos relacionados con la patogénesis de la obesidad. Entre los principales mecanismos identificados, la evidencia reporta nexos fisiológicos entre la composición de la MI y la modulación de inflamación, permeabilidad intestinal y adipogénesis. Las vías implicadas derivan de la influencia de la disbiosis intestinal en el accionar de ácidos grasos de cadena corta, claudinas, macrófagos, oligosacáridos, entre otros. Los mecanismos implicados, principalmente estudiados en modelos animales, deberían ser considerados para su evaluación en próximos estudios longitudinales y experimentales en humanos con el fin de obtener una mayor comprensión sobre la implicancia de cada mecanismo en la patogenia global de la obesidad(AU)

The investigations carried out during the last century related to the description of the Gut Microbiota (GM) suggest a concrete relationship between its composition and the health of the host. Its deregulation called intestinal dysbiosis has been associated with different types of gastrointestinal, metabolic, oncological and even psychiatric diseases. Numerous reports that have described the condition of dysbiosis in obesity stand out, both in animal and human models of different age groups and regions of the world. In turn, the composition of the microbiome has also been associated with the different comorbidities of obesity, postulating that MI has an influence on adipose tissue (AT) dysfunction, understanding that it corresponds to the main modulator of the pathogenesis of obesity. However, it is not yet possible to establish a plausible mechanistic explanation. Currently, the use of multi-omics technologies, together with the evaluation of physiological variables, could provide us with a better understanding of the question raised. In view of this, this review aims to review the latest advances in understanding the influence of the intestinal microbiota on AT and its contribution to the mechanisms related to the pathogenesis of obesity. Among the main mechanisms identified, the evidence reports physiological links between the composition of GM and the modulation of inflammation, intestinal permeability and adipogenesis. The pathways involved derive from the influence of intestinal dysbiosis on the action of short-chain fatty acids, claudins, macrophages, oligosaccharides, among others. The mechanisms involved, mainly studied in animal models, should be considered for evaluation in future longitudinal and experimental studies in humans in order to obtain a better understanding of the implication of each mechanism in the global pathogenesis of obesity(AU)

El tejido adiposo, ¿solo un almacén de energía? / Adipose Tissue, Just an Energy Storage?

Resumen Cuando los alimentos cubren los requerimientos energéticos, el organismo almacena el exceso de calorías como glucógeno en el hígado y el músculo, y los triacilgliceroles en el tejido adiposo. Morfológica y funcionalmente se clasifica en blanco y pardo. El pardo tiene gran cantidad de mitocondrias, almacena los triacilgliceroles en vacuolas y disipa la energía en forma de calor; el blanco almacena energía en gotas lipídicas que ocupan la mayor parte de su volumen. Después de la ingesta de alimentos se libera insulina, lo que hace que externen GLUT4 para absorber glucosa. Los quilomicrones o las lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL) transportan los triacilgliceroles a los depósitos de tejido adiposo. Durante el ayuno, por acción del glucagón, se liberan enzimas que degradarán a los tri, di y monogliceroles para liberar a los ácidos grasos. El tejido adiposo libera citocinas pro y antiinflamatorias, así como leptina, adiponectina que regulan el apetito y la saciedad. La proteína cinasa activada por AMP se activa como respuesta a una baja en la cantidad de energía de la célula y le ayuda a mantener un balance energético. En el adipocito promueve la degradación de los triacilgliceroles para liberar a los ácidos grasos que se emplearán como fuente energética. Se requiere de mayor cantidad de estudios para conocer más sobre la función del tejido adiposo como regulador del metabolismo y no solo como almacén de energía.

Abstract When food meets energy requirements, the body stores in the liver and in the muscle the excess of calories as glycogen and triacylglycerols in the adipose tissue. Morphologically and functionally, it is classified into white and brown tissues. Brown tissue has many large mitochondria and stores triacylglycerols in vacuoles and dissipates energy as heat; white tissue stores energy as lipid droplets that occupy most of the adipocyte's volume. After food intake insulin is released, which causes GLUT4 externalization into the cellular membrane to absorb glucose. Chylomicrons or VLDL transport triacylglycerols to adipose tissue depots. During fasting, by the action of glucagon, enzymes are released that will degrade tri-, di- and mono-glycerols to release fatty acids. Adipose tissue releases pro and anti-inflammatory cytokines, as well as leptin and adiponectin that regulate appetite and satiety. AMPK is activated in response to a decrease in the cell's energy and helps it to maintain its energetic balance. In the adipocyte, it promotes the degradation of triacylglycerols releasing fatty acids to be used as an energy source. More studies are needed to learn more about the function of adipose tissue as a regulator of the metabolism and not only as an energy storage.

A comprehensive morphometric study of visceral and subcutaneous adipose tissue depots in mice, hamsters and rats / Un estudio morfométrico completo de los depósitos de tejido adiposo visceral y subcutáneo en ratones, hámsters y ratas

SUMMARY: Adipose tissue morphology of different fat tissue depots can be described using the number of adipocytes and cell surface of adipocytes. This study deals with characteristics and morphometric analysis of white and brown adipose tissue depots in healthy adult laboratory mice, hamsters and rats of both sexes. The number of unilocular adipocytes in white adipose tissue differs from one adipose tissue depot to another, with the largest number of adipocytes in mice and a similar number in hamsters and rats. The smallest surface area and the largest percentage of small unilocular adipocytes were found in mice. White adipose tissue in hamsters and rats was predominantly made out of a larger percentage of medium-sized adipocytes and a smaller percentage of small and medium-sized adipocytes. Uncoupling protein 1 positive multilocular adipocytes were found in classic brown adipose tissue depots with larger percentages in mice (93.20 %) and hamsters (91.30 %), while rats had a smaller percentage (78.10 %). In white and brown adipose tissue, significant differences between species and both sexes within the same species were found, indicating the influence of sexual dimorphism. The presented morphometric results could serve as a basis for further studies concerning experimental animal models of metabolic disorders and obesity.

RESUMEN: La morfología del tejido adiposo de diferentes depósitos de tejido graso se puede describir utilizando el número de adipocitos y la superficie celular de los adipocitos. Este estudio analiza las características y el análisis morfométrico de los depósitos de tejido adiposo blanco y marrón en ratones, hamsters y ratas de laboratorio, adultos sanos de ambos sexos. El número de adipocitos uniloculares en el tejido adiposo blanco difiere de un depósito de tejido adiposo a otro, con el mayor número de adipocitos en ratones y un número similar en hámsteres y ratas. La superficie más pequeña y el mayor porcentaje de adipocitos uniloculares pequeños se encontraron en ratones. El tejido adiposo blanco en hámsteres y ratas estaba compuesto predominantemente por un mayor porcentaje de adipocitos de tamaño mediano y un porcentaje menor de adipocitos de tamaño pequeño y mediano. Los adipocitos multiloculares positivos para la proteína desacopladora 1 se encontraron en depósitos de tejido adiposo marrón clásico con mayores porcentajes en ratones (93,20 %) y hámsters (91,30 %), mientras que las ratas tenían un porcentaje menor (78,10 %). En el tejido adiposo blanco y pardo se encontraron diferencias significativas entre especies y entre ambos sexos dentro de una misma especie, lo que indica la influencia del dimorfismo sexual. Los resultados morfométricos presentados podrían servir como base para futuros estudios sobre modelos animales experimentales de trastornos metabólicos y obesidad.

Mice as an animal model for the study of adipose tissue and obesity / Ratones como modelo animal para el estudio del tejido adiposo y la obesidad

SUMMARY: The study of adipose tissue has gained increasing importance in the biomedical area due to its implications for health and obesity. Obesity is a situation of great concern mainly in the Western world due to its high prevalence and morbidity. Experimental studies on obesity often need a model where it is possible to carry out experiments, drug testing, and other therapeutic procedures, which are typically not possible in humans. Although several animals are used for obesity studies, rodents are by far the most used animals, and among rodents, mice are particularly indicated for this investigation. This mini review will introduce the challenging classification of obesity in rodents, paralleling human obesity, defining and classifying what an obese mouse is. The text will differentiate between white adipose tissue (WAT, aimed at endocrine secretion and lipogenesis) and brown adipose tissue (BAT, aimed at thermogenesis) and describe the browning process of white adipocytes in an adaptation to increase thermogenesis. The text will also describe the various types of body fat in mice with their differences and indications for investigation and teach how to recognize and dissect these fats. At the end of this introductory reading, the young researcher is expected to have acquired sufficient knowledge to start an experimental investigative project on obesity.

RESUMEN: El estudio del tejido adiposo ha ganado una importancia creciente en el área biomédica por sus implicaciones para la salud y la obesidad. La obesidad es una situación de gran preocupación, principalmente, en el mundo occidental debido a su alta prevalencia y morbilidad. Los estudios experimentales sobre la obesidad a menudo necesitan un modelo en el que sea posible realizar experimentos, pruebas de drogas y otros procedimientos terapéuticos, que normalmente no son posibles en humanos. Aunque se utilizan varios animales para estudios de obesidad, los roedores son, con mucho, los animales más utilizados y, entre los roedores, los ratones están especialmente indicados para esta investigación. Esta mini revisión presenta la desafiante clasificación de la obesidad en roedores, en paralelo con la obesidad humana, definiendo y clasificando qué es un ratón obeso. El texto diferencia entre tejido adiposo blanco (WAT, destinado a la secreción endocrina y lipogénesis) y tejido adiposo marrón (BAT, destinado a la termogénesis) y describe el proceso de pardeamiento de los adipocitos blancos en una adaptación para aumentar la termogénesis. El texto también describe los diversos tipos de grasa corporal en ratones con sus diferencias e indicaciones para la investigación y enseña cómo reconocer y diseccionar estas grasas. Al final de esta lectura introductoria, se espera que el joven investigador haya adquirido los conocimientos suficientes para iniciar un proyecto de investigación experimental sobre la obesidad.