Published May 6, 2021 | Version v1
Publication Open

Neuroendocrine Control of Brown Adipocytes: Functions, Beiging, Whitening and Autophagy

  • 1. Experimental Medicine and Biology Institute
  • 2. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas

Description

Abstract Adipose tissue has emerged as a fundamental player in metabolic and energy processes. Beyond its fat storage capacity, it displays adaptive mechanisms to react to metabolic challenges throughout life. Three types of adipocytes, white, brown and beige, share common and yet fundamentally different roles and molecular regulation. This review focuses on brain and endocrine control of the function and plasticity of brown and beige adipocytes. The involvement of brain circuits controlling brown adipocytes and thermogenesis via the sympathetic nervous system is described. This autonomic control is mainly exerted by the hypothalamus and brainstem, and noradrenaline released from sympathetic efferent postganglionic fibers interacts with brown or beige b3 adrenoreceptors (b3Adr) to trigger a cascade of events favorable to thermogenesis. Metabolic plasticity in response to environmental or hormonal cues, such as high fat diets, temperature, or hormones and aging, has been identified as a hallmark feature of brown/beige adipocytes. Besides the plastic response of WAT beiging, which is the generation of brown-like adipocytes within white adipose depots, diet-induced obesity and other cues evoke vascular remodeling and functional hypoxia in BAT leading to a whitening phenotype, characterized by mitochondrial dysfunction and loss, lipid droplet accumulation, and decreased thermogenesis. A detailed analysis of the participation of autophagy, and the endocrine signals relied by prolactin and growth hormone uncovers potential avenues of intervention to improve the metabolic function of BAT. Because BAT dysfunction in rodents is linked to fat gain, and glucose and lipid disorders, targeting BAT function and WAT beiging holds promise for obesity prevention and metabolic improvement.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

ظهرت الأنسجة الدهنية المجردة كلاعب أساسي في عمليات التمثيل الغذائي والطاقة. بالإضافة إلى قدرتها على تخزين الدهون، فإنها تعرض آليات تكيفية للتفاعل مع تحديات التمثيل الغذائي طوال الحياة. تشترك ثلاثة أنواع من الخلايا الشحمية، البيضاء والبنية والبيج، في أدوار مشتركة ولكنها مختلفة بشكل أساسي وتنظيم جزيئي. تركز هذه المراجعة على التحكم في الدماغ والغدد الصماء لوظيفة ومرونة الخلايا الشحمية البنية والبيج. يتم وصف مشاركة دوائر الدماغ التي تتحكم في الخلايا الشحمية البنية وتوليد الحرارة عبر الجهاز العصبي الودي. يتم ممارسة هذا التحكم اللاإرادي بشكل أساسي من قبل منطقة ما تحت المهاد وجذع الدماغ، ويتفاعل النورادرينالين المنطلق من ألياف ما بعد العقدة المتعاطفة مع مستقبلات الأدرينالين b3 البنية أو البيج (b3Adr) لتحريك سلسلة من الأحداث المواتية للتولد الحراري. تم تحديد اللدونة الأيضية استجابةً للإشارات البيئية أو الهرمونية، مثل الأنظمة الغذائية عالية الدهون أو درجة الحرارة أو الهرمونات والشيخوخة، على أنها سمة مميزة للخلايا الشحمية البنية/البيج. إلى جانب الاستجابة البلاستيكية لـ WAT beiging، وهو توليد الخلايا الدهنية الشبيهة بالبني داخل مستودعات الدهون البيضاء، فإن السمنة الناجمة عن النظام الغذائي وغيرها من الإشارات تثير إعادة تشكيل الأوعية الدموية ونقص الأكسجة الوظيفي في الخفافيش مما يؤدي إلى نمط ظاهري مبيض، يتميز بخلل وظيفي في الميتوكوندريا وفقدانها، وتراكم قطرات الدهون، وانخفاض توليد الحرارة. يكشف التحليل التفصيلي لمشاركة البلعمة الذاتية، وإشارات الغدد الصماء التي يعتمد عليها البرولاكتين وهرمون النمو عن السبل المحتملة للتدخل لتحسين الوظيفة الأيضية للخفافيش. نظرًا لأن خلل الخفافيش في القوارض يرتبط بزيادة الدهون، واضطرابات الجلوكوز والدهون، فإن استهداف وظيفة الخفافيش و WAT beiging يبشر بالوقاية من السمنة وتحسين التمثيل الغذائي.

Translated Description (French)

Résumé Le tissu adipeux s'est imposé comme un acteur fondamental des processus métaboliques et énergétiques. Au-delà de sa capacité de stockage des graisses, il affiche des mécanismes adaptatifs pour réagir aux défis métaboliques tout au long de la vie. Trois types d'adipocytes, blanc, brun et beige, partagent des rôles et une régulation moléculaire communs et pourtant fondamentalement différents. Cette revue se concentre sur le contrôle cérébral et endocrinien de la fonction et de la plasticité des adipocytes bruns et beiges. L'implication des circuits cérébraux contrôlant les adipocytes bruns et la thermogenèse via le système nerveux sympathique est décrite. Ce contrôle autonome est principalement exercé par l'hypothalamus et le tronc cérébral, et la noradrénaline libérée par les fibres postganglionnaires efférentes sympathiques interagit avec les adrénorécepteurs b3 bruns ou beiges (b3Adr) pour déclencher une cascade d'événements favorables à la thermogenèse. La plasticité métabolique en réponse à des signaux environnementaux ou hormonaux, tels que les régimes riches en graisses, la température ou les hormones et le vieillissement, a été identifiée comme une caractéristique caractéristique des adipocytes bruns/beiges. Outre la réponse plastique du beiging WAT, qui est la génération d'adipocytes bruns dans les dépôts adipeux blancs, l'obésité induite par l'alimentation et d'autres indices évoquent un remodelage vasculaire et une hypoxie fonctionnelle chez la CHAUVE-SOURIS conduisant à un phénotype blanchissant, caractérisé par un dysfonctionnement et une perte mitochondriaux, une accumulation de gouttelettes lipidiques et une diminution de la thermogenèse. Une analyse détaillée de la participation de l'autophagie et des signaux endocriniens utilisés par la prolactine et l'hormone de croissance révèle des pistes d'intervention potentielles pour améliorer la fonction métabolique de la CHAUVE-SOURIS. Parce que le dysfonctionnement des CHAUVES-SOURIS chez les rongeurs est lié au gain de graisse et aux troubles du glucose et des lipides, le ciblage de la fonction des CHAUVES-SOURIS et du WAT beiging est prometteur pour la prévention de l'obésité et l'amélioration du métabolisme.

Translated Description (Spanish)

Resumen El tejido adiposo se ha convertido en un actor fundamental en los procesos metabólicos y energéticos. Más allá de su capacidad de almacenamiento de grasa, muestra mecanismos adaptativos para reaccionar a los desafíos metabólicos a lo largo de la vida. Tres tipos de adipocitos, blanco, marrón y beige, comparten funciones y regulación molecular comunes pero fundamentalmente diferentes. Esta revisión se centra en el control cerebral y endocrino de la función y plasticidad de los adipocitos marrones y beige. Se describe la implicación de los circuitos cerebrales que controlan los adipocitos marrones y la termogénesis a través del sistema nervioso simpático. Este control autónomo es ejercido principalmente por el hipotálamo y el tronco encefálico, y la noradrenalina liberada por las fibras posganglionares eferentes simpáticas interactúa con los adrenorreceptores b3 marrones o beige (b3Adr) para desencadenar una cascada de eventos favorables a la termogénesis. La plasticidad metabólica en respuesta a señales ambientales u hormonales, como dietas altas en grasas, temperatura u hormonas y envejecimiento, se ha identificado como una característica distintiva de los adipocitos marrones/beige. Además de la respuesta plástica de WAT beiging, que es la generación de adipocitos de tipo marrón dentro de los depósitos adiposos blancos, la obesidad inducida por la dieta y otras señales evocan la remodelación vascular y la hipoxia funcional en BAT que conduce a un fenotipo de blanqueamiento, caracterizado por la disfunción y pérdida mitocondrial, la acumulación de gotas de lípidos y la disminución de la termogénesis. Un análisis detallado de la participación de la autofagia y las señales endocrinas en las que confían la prolactina y la hormona del crecimiento descubre posibles vías de intervención para mejorar la función metabólica de la MTD. Debido a que la disfunción de los MURCIÉLAGOS en roedores está relacionada con el aumento de grasa y los trastornos de la glucosa y los lípidos, atacar la función de los MURCIÉLAGOS y WAT beiging es prometedor para la prevención de la obesidad y la mejora

Files

latest.pdf.pdf

Files (534.8 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:c9a613471f266d70fc4c1deacf89c753
534.8 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التحكم في الغدد الصماء العصبية للخلايا الشحمية البنية: الوظائف، البيج، التبييض والبلعمة الذاتية
Translated title (French)
Contrôle neuroendocrinien des adipocytes bruns : fonctions, beiging, blanchiment et autophagie
Translated title (Spanish)
Control neuroendocrino de los adipocitos marrones: funciones, beiging, blanqueamiento y autofagia

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3165539578
DOI
10.21203/rs.3.rs-472876/v1

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina