Biochimica | Lipolisi: dai meccanismi molecolari alla regolazione fisiologica

In questo video abbiamo indagato quali sono i processi molecolari e fisiologici che stanno alla base della lipolisi.

La lipolisi è quel processo che avviene, principalmente, nel tessuto adiposo e che porta all'idrolisi regolata dei tri-acilgliceroli (TAG) liberando una molecola di glicerolo e 3 di acido grasso.

I trigliceridi sono infatti la forma di depositi degli acidi grassi.
Gli enzimi che portano alla loro degradazione sono tre: ATGL (che si occupa dell'idrolisi dei trigliceridi), HSL (che si occupa dell'idrolisi dei DAG) ed infine MGL (che invece idrolizza il monoacilglicerolo.
Il processo lipolitico è altamente regolato da stimoli sia attivatori (pro-lipolitici) che inibitori (anti-lipolitici).

Stimoli pro-lipolitici:
Le catacolammine (adrenalina e noradrenalina) sono lo stimolo pro-lipolitico più rilevante. Esse agiscono attraverso un recettore GPCR beta-adrenergico localizzato sulla superficie degli adipociti. Attivano una via di trasduzione del segnale accoppiata ad una proteina Gs che porta ad attivare l'enzima adenilato ciclasi che sintetizza partendo dall'ATP il cAMP. Questo è un secondo messaggero capace di attivare la proteina PKA. Quest'ultima è in grado di fosforilare sia le perilipine che HSL.
Le perilipine sono delle proteine che avvolgono e "proteggono la goccia lipidica regolando l'accesso degli enzimi pro-lipolitici alla goccia stessa. La loro fosforilazione permette a loro di distaccarsi dalla goccia lipidica facilitando l'accesso delle lipasi alla goccia stessa. Inoltre, in condizioni non-stimolate, le perilipine sono in grado di sequestrare la proteina CGI-58 che è un co-attivatore di ATGL (la lipasi dei TAG). La fosforilazione delle perilipine permette il distacco della CGI-58 che andrà a legarsi con ATGL attivandola.

Lo stesso processo attivatorio avviene anche grazie ad un peptide ciclico: ANP (peptide natriuretico atriale). Questo viene secreto dai cardiomiociti atriali in seguito ad un aumento del ritorno venoso al cuore (in seguito, ad esempio all'esercizio fisico). ANP grazie al legame con il proprio recettore NPR-1 (che ha attività guanilato ciclasi intrinseca) attiva una cascata intracellulare che porta ad attivare PKG in seguito alla sintesi di cGMP.

Tra gli stimoli anti-lipolitici abbiamo sicuramente l'insulina. Essa viene infatti secreta dalle cellule beta-pancreatiche in risposta ad un aumento della glicemia. Essa è in grado di controbilanciare l'effetto delle catecolammine grazie all'attivazione di PDE3B che idrolizza cAMP in 5'-AMP.

Altri stimoli anti-lipolitici sono il lattato (prodotto in condizioni di ipossia) ed il beta-idrossibutirrato un chetone prodotto dal fegato in seguito a periodi di digiuno prolungato.


Legenda:

Introduzione 00:00
Il ruolo delle catecolammine (pro-lipolitica) 11:10
Trasduzione del segnale (cAMP-PKA) 27:10
Idrolisi di un Trigliceride (meccanismo molecolare) 28:05
Il ruolo di ANP (peptide natriuretico atriale) 37:06
Il ruolo dell'insulina 47:20
il ruolo del Lattato e beta-idrossibutirrato. 51:43
Meccanismo catalitico ATGL. 55:41
La lipolisi in seguito all'ipoglicemia (una visione d'insieme). 57:38
Recap. 1:07:02