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La exposición prolongada a la contaminación atmosférica fina puede perjudicar la salud metabólica al alterar la función normal de la grasa parda en ratones. Un estudio codirigido por la Universidad de Zúrich demuestra que esto ocurre mediante cambios complejos en la regulación genética impulsados ​​por mecanismos epigenéticos. Los resultados demuestran cómo los contaminantes ambientales contribuyen al desarrollo de la resistencia a la insulina y enfermedades metabólicas.

Las fuentes más importantes de contaminantes atmosféricos finos incluyen los gases de escape de automóviles, plantas industriales y sistemas de calefacción, así como las emisiones de obras de construcción e incendios forestales. Cada vez hay más pruebas de que la contaminación atmosférica no solo es perjudicial para los pulmones y el corazón, sino que también influye significativamente en el desarrollo de trastornos metabólicos como la resistencia a la insulina y la diabetes tipo 2. Un nuevo estudio, codirigido por Francesco Paneni, profesor del Centro de Cardiología Traslacional y Experimental de la Universidad de Zúrich (UZH) y el Hospital Universitario de Zúrich (USZ), y Sanjay Rajagopalan, profesor de la Universidad Case Western Reserve de Cleveland, arroja luz sobre este tema.

Ratones expuestos a pequeñas partículas concentradas en el aire

Los investigadores se propusieron comprender mejor cómo la exposición prolongada a contaminantes atmosféricos finos podría afectar la capacidad del cuerpo para regular la glucemia y mantener la salud metabólica. Se centraron en un tipo específico de contaminación conocido como PM2.5, que se refiere a diminutas partículas suspendidas en el aire, menores de 2,5 micrómetros, que pueden inhalarse profundamente en los pulmones. Para su investigación, expusieron a ratones de laboratorio a aire filtrado o a PM2.5 concentrado durante seis horas al día, cinco días a la semana, durante un período de 24 semanas. Este entorno se diseñó para simular con precisión la exposición urbana crónica en humanos.

Se prestó especial atención al tejido adiposo pardo, un tipo especial de grasa que ayuda al cuerpo a generar calor y quemar calorías, y por lo tanto desempeña un papel clave en el equilibrio energético y el metabolismo de la glucosa. Tras un período de exposición de aproximadamente cinco meses, los ratones que inhalaron PM2.5 mostraron signos de alteración del metabolismo, incluyendo una menor sensibilidad a la insulina. Un examen más detallado reveló que la función de la grasa parda se había alterado significativamente. «En particular, observamos que se alteró la expresión de genes importantes en el tejido adiposo pardo que regulan su capacidad para producir calor, procesar lípidos y gestionar el estrés oxidativo. Estos cambios se acompañaron de una mayor acumulación de grasa y signos de daño tisular y fibrosis», afirma Paneni.

Dos enzimas son los principales impulsores de los cambios epigenéticos

Los investigadores examinaron los mecanismos subyacentes que impulsan estos cambios. Descubrieron que la contaminación atmosférica había provocado cambios significativos en la regulación del ADN en las células de grasa parda. Esto incluía modificaciones en los patrones de metilación del ADN y cambios en la facilidad con la que ciertos genes podían activarse o desactivarse, un proceso conocido como remodelación de la cromatina. Estos cambios epigenéticos afectan el funcionamiento celular al regular la actividad genética sin alterar el código genético en sí.

Se identificaron dos enzimas como impulsoras principales de este proceso: HDAC9 y KDM2B. Estas enzimas intervienen en la modificación de las histonas, las proteínas que envuelven el ADN. Se observó que se unen a regiones específicas del ADN en las células de grasa parda de los ratones expuestos a PM2.5, lo que provoca una reducción de marcadores químicos clave, o grupos metilo, que normalmente promueven la actividad genética. «Cuando se suprimieron experimentalmente estas enzimas, la función de la grasa parda mejoró, mientras que el aumento de su actividad provocó una mayor disminución del metabolismo», dijo Paneni.

Nuevos objetivos de prevención o tratamiento

El estudio demuestra que la exposición prolongada a la contaminación atmosférica fina puede perjudicar la salud metabólica al alterar la función normal de la grasa parda. Esto ocurre mediante cambios complejos en la regulación genética, controlados por mecanismos epigenéticos. «Nuestros hallazgos ayudan a explicar cómo los contaminantes ambientales como las PM2.5 contribuyen al desarrollo de la resistencia a la insulina y las enfermedades metabólicas, y señalan posibles nuevos objetivos para la prevención o el tratamiento», afirma Francesco Paneni.

Fuente: University of Zurich

Referencia: Palanivel R, Dazard JE, Park B, et al. Air pollution modulates brown adipose tissue function through epigenetic regulation by HDAC9 and KDM2B. JCI Insight. 2025 Sep 23;10(18):e187023.