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El tejido adiposo blanco y marrón difiere en su ubicación anatómica, origen celular, función, morfología y masa total. El tejido adiposo blanco (WAT) es el principal reservorio de energía fisiológica del cuerpo y almacena grandes cantidades de triacilglicerol (TAG) en células altamente especializadas que tienen una sola gota de lípidos gigante que ocupa la mayor parte desu volumen celular. La lipólisis de TAG libera ácidos grasos libres, que entran en la circulación sistémica para satisfacer las demandas energéticas durante el ayuno u otros estados de balance energético negativo. Además, el WAT segrega proteínas y productos lipídicos, llamados adipocinas e lipoquinas, respectivamente, que tienen funciones reguladoras metabólicas, inmunológicas y reproductivas, lo que convierte al WAT en el tejido endocrino más grandedel cuerpo.
El tejido adiposo marrón (BAT) es un órgano mucho más pequeño cuya principal función fisiológica es la termogénesis sin escalofríos para prevenir la hipotermia. En ratones y humanos recién nacidos, BAT es un órgano bien definido ubicado en el espacio interescapular. Los seres humanos adultos carecen de BAT interescapular (iBAT); sin embargo, desarrollan grupos de células pardas similares a los adipocitos integradas en depósitos que, de otro modo, comprenden principalmente WAT. Estos adipocitos "marrones en blanco" (brite) comparten características morfológicas y moleculares con los adipocitos iBAT clásicos, pero tienen un origen celular diferente 3,4.
A diferencia de los adipocitos blancos, los adipocitos marrones tienen múltiples gotas lipídicas pequeñas y abundantes mitocondrias5. La proteína de desacoplamiento 1 (UCP1, también conocida como termogenina) se expresa de manera única por los adipocitos marrones y britos y media la fuga de protones en la membrana mitocondrial interna (IMM), desacoplando así el transporte de electrones de la síntesis de ATP y generando calor. La termogénesis sin escalofríos en BAT es activada por la norepinefrina (NE), que se libera de los terminales simpáticos en el BAT en respuesta a la estimulación del frío6. La NE se une a los receptores beta-adrenérgicos (principalmente beta 3) en la superficie de los adipocitos marrones y desencadena una cascada de señalización intracelular mediada por AMPc. Esto da lugar a la lipólisis de TAG, la beta-oxidación de los ácidos grasos mitocondriales y la generación de calor tras la activación de UCP13. La estrecha relación funcional entre las gotas de lípidos y las mitocondrias en los adipocitos marrones tiene paralelismos estructurales, como la interacción entre estos orgánulos en áreas que son grandes y tienen un contacto físico muy estrecho 7,8.
El iBAT tiene abundantes vasos sanguíneos y terminales simpáticos9. Estas estructuras, junto con los preadipocitos, las células inmunitarias, los fibroblastos y las moléculas de la matriz extracelular, componen la fracción vascular del estroma adiposo (FSV)10. Se ha reportado que muchos protocolos generan adipocitos maduros a partir de preadipocitos 11,12,13,14,15 (Tabla Suplementaria 1); Sin embargo, muestran variaciones extremas en el procesamiento de los tejidos y en la composición de los medios de cultivo de diferenciación. El protocolo descrito en este documento permite la diferenciación eficiente y reproducible de adipocitos marrones que (1) expresan los factores de transcripción adipogénicos clave receptor gamma activado por proliferador de peroxisomas (PPARγ) y CCAAT/proteína de unión al potenciador alfa (C/EBPα), (2) expresan los marcadores de adipocitos maduros perilipina1 (PLIN1) y el determinante del clúster 36 (CD36), (3) acumulan abundantes gotas de lípidos, (4) tienen una alta masa mitocondrial y una alta abundancia de complejos OXPHOS, (5) tienen potencial termogénico, determinado por altos niveles de UCP1, y (6) tienen cambios morfológicos mitocondriales asociados con el fenotipo de los adipocitos marrones maduros. Esta metodología se utiliza para el estudio de los mecanismos moleculares que subyacen a la lipodistrofia generalizada 15,16,17.