Une étude menée par des chercheurs du Center for Redox Processes in Biomedicine (Redoxoma) a montré que les canaux potassiques mitochondriaux sensibles à l’ATP (MitoKATP) sont impliqués à la fois dans le développement des cellules graisseuses brunes et dans l’activation du découplage mitochondrial de ces cellules, processus qui dissipe l’énergie sous forme de chaleur.
« Nous avons découvert que pour que les cellules graisseuses brunes produisent efficacement de la chaleur, le canal potassique mitochondrial doit être fermé », explique Osvaldo Rodrigues Pereira Júnior, chercheur à Redoxoma. « C’est la première fois que ce phénomène est signalé, révélant une composante jusqu’alors inconnue de l’activation thermogénique. »
Le tissu adipeux brun, également connu sous le nom de graisse brune, est l’un des principaux facteurs responsables du maintien de la température corporelle chez les mammifères en produisant de la chaleur grâce à un processus appelé thermogenèse sans frissons. Cette activité consomme de grandes quantités d’énergie, ce qui en fait une cible prometteuse pour les stratégies thérapeutiques contre l’obésité. Comprendre comment la graisse brune est activée pourrait ouvrir la voie à de nouvelles façons de réguler la dépense énergétique et de promouvoir la santé métabolique.
Pereira Júnior a développé l’étude au cours de sa maîtrise au Laboratoire de métabolisme énergétique de l’IQ-USP, sous la direction du professeur Alicia Kowaltowski de l’IQ-USP.
La recherche est publiée dans le Journal américain de physiologie-physiologie cellulaire.
Activation thermogénique
L’étude a montré que chez la souris, l’exposition au froid et à la stimulation adrénergique, c’est-à-dire l’action des hormones typiques de la réponse au froid et au stress, module les niveaux de MitoK.ATP canal dans le tissu adipeux brun.
Pour mieux comprendre la fonction de ce canal, les chercheurs ont retiré le gène qui code pour une sous-unité essentielle de MitoK.ATP dans les préadipocytes humains, cellules précurseurs du tissu adipeux. Ils ont observé une diminution de la consommation d’oxygène, une prolifération cellulaire réduite et une difficulté de différenciation de ces précurseurs en adipocytes matures. Dans les lignées cellulaires de souris, l’absence de la même protéine compromettait la respiration cellulaire au stade précurseur, mais pas dans les cellules déjà différenciées.
Les données les plus surprenantes proviennent toutefois des adipocytes matures. Les chercheurs ont observé une augmentation de la consommation d’oxygène lorsqu’ils inhibaient le MitoKATP canal, ce qui suggère que la fermeture du canal est nécessaire pour que la thermogenèse du tissu adipeux brun atteigne une efficacité maximale.
Cette observation a été confirmée dans des mitochondries isolées de souris traitées avec un composé activant des récepteurs adrénergiques spécifiques de la graisse brune. Dans ces conditions, inhiber MitoKATP également une augmentation de la consommation d’oxygène liée à la thermogenèse.
Selon Kowaltowski, les résultats de l’étude fournissent deux éléments de preuve complémentaires sur l’importance de fermer le MitoKATP canal dans l’activation de la thermogenèse.
« En plus d’observer que les cellules dont le canal est fermé génèrent plus de chaleur, nous avons également constaté que chez les animaux dans une condition qui stimule la production de chaleur, les canaux étaient plus fermés », commente le professeur.
Elle souligne que ces deux résultats convergent vers la même conclusion : « Au même moment où le tissu est activé pour générer de la chaleur, le canal se ferme. Cela indique qu’il existe un certain type de signalisation au sein de la cellule qui conduit à cette situation idéale pour la génération de chaleur. Ce sont deux manières différentes qui démontrent l’importance de fermer ce canal pour générer un maximum de chaleur. »