Adiponectina

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 degradación de ácidos grasos . ^{[ 5 ] [ 6 ]} En los seres humanos, está codificada por el gen ADIPOQ y se produce principalmente en el tejido adiposo , pero también en el músculo e incluso en el cerebro. ^{[ 7 ] [ 8 ]}

La adiponectina es un polipéptido (proteína) de 244 aminoácidos . Posee cuatro regiones distintas: la primera es una secuencia 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 a las proteínas colagenosas; y la última es un dominio globular. En general, esta proteína muestra similitud con los factores del complemento 1Q ( C1Q ), pero al determinar la estructura tridimensional de la región globular, se observó una sorprendente similitud con el TNFα , a pesar de tener secuencias proteicas no relacionadas. ^{[ 9 ]}

La adiponectina es una hormona proteica que modula varios procesos metabólicos, incluyendo la regulación de la glucosa y la oxidación de ácidos grasos . ^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]} La adiponectina es secretada por el tejido adiposo (y también por la placenta en el embarazo ^{[ 13 ]} ) al torrente sanguíneo y es muy abundante en el plasma en relación con muchas hormonas. Los niveles altos 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 metaanálisis 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 de 2014 sugiere que el tejido adiposo dentro de la médula ósea, que aumenta durante la restricción calórica, contribuye a la elevación de la adiponectina circulante en este contexto. ^{[ 18 ]}

Los ratones transgénicos con niveles elevados de adiponectina 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 las alteraciones metabólicas que pueden resultar en diabetes tipo 2 , ^{[ 16 ]} obesidad , aterosclerosis , ^{[ 12 ]} enfermedad del hígado graso no alcohólico (EHGNA) y un factor de riesgo independiente para el síndrome metabólico . ^{[ 20 ]} Se ha demostrado que la adiponectina en combinación con la 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 ácidos grasos y la supresión de la producción hepática de glucosa. ^{[ 22 ]}

La adiponectina se secreta al torrente sanguíneo, donde representa aproximadamente el 0,01 % de todas las proteínas plasmáticas, con una concentración de alrededor de 5-10 μg/mL . En adultos, las concentraciones plasmáticas son más altas en mujeres que en hombres y se reducen en personas con diabetes en comparación con las personas sin diabetes. 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 presentan dimorfismo sexual, donde las mujeres tienen mayores proporciones de las formas de alto peso molecular. Estudios recientes han demostrado que la forma de alto peso molecular podría ser la más biológicamente activa en relación con la homeostasis de la glucosa. ^{[ 15 ]} Además, se ha observado que la adiponectina de alto peso molecular se asocia 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 las arterias coronarias se asocia positivamente con la adiponectina de alto peso molecular, pero no con la de bajo peso molecular. ^{[ 25 ]}

La adiponectina ejerce algunos de sus efectos reductores 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 promovió la función sináptica y de la memoria en el cerebro. ^{[ 27 ]} Los humanos con niveles más bajos de adiponectina tienen una función cognitiva reducida. ^{[ 27 ]}

La adiponectina se une a varios receptores. Hasta ahora, se han identificado dos receptores con homología a receptores acoplados a proteínas G y un receptor similar a la familia de las cadherinas: ^{[ 28 ] [ 29 ]}

• Receptor de adiponectina 1 (AdipoR1)
• Receptor de adiponectina 2 (AdipoR2)
• T-cadherina - CDH13

Estos receptores presentan especificidades tisulares distintas dentro del cuerpo y diferentes afinidades por las diversas formas de adiponectina. El AdipoR1 se encuentra en mayor concentración en el músculo esquelético, mientras que el AdipoR2 se encuentra en mayor concentración en el hígado. ^{[ 8 ]} Se ha demostrado en ratas que seis meses de ejercicio duplican la cantidad de AdipoR1 muscular. ^{[ 8 ]}

Los receptores afectan a la cinasa AMP , un punto clave en el control de la tasa metabólica celular. La expresión de los receptores se correlaciona con los niveles de insulina y se reduce en modelos murinos de diabetes, especialmente en el músculo esquelético y el tejido adiposo. ^{[ 30 ] [ 31 ]}

En 2016, la Universidad de Tokio anunció que iniciaría una investigación sobre las acusaciones de falsificación de datos de identificación de AdipoR1 y AdipoR2, según lo denunciado por una persona/grupo anónimo llamado Ordinary_researchers . ^{[ 32 ]}

La adiponectina se caracterizó por primera vez en 1995 en adipocitos 3T3-L1 en diferenciación (Scherer PE et al.). ^{[ 33 ]} En 1996 se caracterizó en ratones como el transcrito de ARNm más expresado en los adipocitos. ^{[ 7 ]} En 2007, la adiponectina se identificó como un transcrito altamente expresado en preadipocitos ^{[ 34 ]} (precursores de las células grasas) que se diferencian en adipocitos . ^{[ 34 ] [ 35 ]}

El homólogo humano fue identificado como el transcrito más abundante en el tejido adiposo. Contrariamente a lo esperado, 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 completamente. 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.

Se investigó el gen en busca de variantes que predispongan 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 en 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 isoquinolínico, 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 ]}

Efectos de la adiponectina:

• flujo de glucosa
  • gluconeogénesis disminuida
  • mayor captación de glucosa ^{[ 12 ] [ 26 ] [ 37 ]}
• catabolismo lipídico ^{[ 37 ]}
  • β-oxidación ^{[ 26 ]}
  • eliminación de triglicéridos ^{[ 26 ]}
• protección contra la disfunción endotelial (aspecto importante de la formación de aterosclerosis) ^{[ 45 ]}
• sensibilidad a la insulina
• pérdida de peso
• control del metabolismo energético. ^{[ 37 ]}
• regulación positiva de las proteínas desacopladoras ^{[ 19 ]}
• reducción de TNF-alfa
• promoción del transporte inverso de colesterol ^{[ 46 ]}

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 estar regulada por mecanismos postraduccionales en las células. ^{[ 47 ]}

Un nivel bajo de adiponectina es un factor de riesgo independiente para desarrollar:

• Síndrome metabólico ^{[ 20 ]}
• Diabetes mellitus ^{[ 10 ] [ 26 ] [ 34 ] [ 36 ] [ 38 ] [ 39 ]}
• Dislipidemia ^{[ 10 ]}
• Obesidad ^{[ 11 ]}
• Hipertensión ^{[ 48 ]}

Los niveles bajos de adiponectina se asocian con el TDAH en adultos. ^{[ 49 ]}

Se observó un aumento en los niveles de adiponectina en pacientes con artritis reumatoide que respondían a la terapia con DMARD o inhibidores del TNF . ^{[ 50 ]}

Se ha encontrado una baja proporción de adiponectina a leptina en pacientes con neumonía por COVID-19 en comparación con controles sanos. ^{[ 51 ]}

La liberación de adiponectina inducida por el ejercicio aumentó el crecimiento del hipocampo y provocó síntomas antidepresivos en ratones. ^{[ 52 ]}

Varios estudios han encontrado una correlación positiva entre el consumo de cafeína y el aumento de los niveles de adiponectina, aunque el mecanismo subyacente es desconocido y requiere más investigación. ^{[ 53 ]}

• Ubicación del gen ADIPOQ humano en el genoma y página con detalles del gen ADIPOQ en el navegador genómico de 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 el PDBe-KB .