Termogenina

Qué es la termogenina

El nombre combina el griego θερμός (thermós, "caliente") con el sufijo -ina, habitual en la nomenclatura de proteínas. Designa con precisión su función: generar calor. En los tesauros biomédicos actuales, sin embargo, "termogenina" figura como término de entrada de un descriptor que ya no lleva ese nombre por delante, sino el de proteína desacopladora 1, abreviado UCP1 por sus siglas en inglés (uncoupling protein 1). El gen que la codifica se llama UCP1 y se localiza en el brazo largo del cromosoma 4, en la región 4q31.1.

La termogenina pertenece a la familia de transportadores mitocondriales, un grupo de unas cuarenta proteínas con una arquitectura común de seis hélices transmembrana. De toda esa familia, es la única capaz de trasladar protones a través de la membrana interna sin que ese movimiento esté acoplado a la síntesis de ATP.

Historia de su identificación

La pista inicial llegó en 1967, cuando Smith y Lindberg observaron que la respiración mitocondrial del tejido adiposo pardo estaba débilmente acoplada a la fosforilación del ADP, lo que sugería que buena parte de la energía se perdía como calor en lugar de convertirse en ATP. La proteína responsable no se identificó hasta 1978, cuando David Nicholls, Vibeke Bernson y Gillian Heaton describieron un componente de unos 32.000 daltons en la membrana mitocondrial interna del tejido adiposo pardo, capaz de explicar por sí solo ese desacoplamiento.

El gen se clonó una década más tarde, en 1988, por Frédéric Bouillaud, Sophie Raimbault y Daniel Ricquier. El nombre actual, UCP1, no se adoptó hasta 1997, cuando el hallazgo de una segunda proteína homóloga (UCP2) obligó a numerar la primera; hasta entonces se la designaba simplemente como "la proteína desacopladora". Ese mismo año, un ratón modificado para carecer del gen confirmó de forma directa su papel: sin termogenina, el animal perdía la capacidad de generar calor por esta vía y se volvía marcadamente sensible al frío.

Cómo actúa la proteína

En condiciones normales, la cadena respiratoria bombea protones desde la matriz mitocondrial hacia el espacio intermembrana, y esos protones solo pueden regresar a través de la ATP sintasa, generando energía química a su paso. La termogenina ofrece un atajo: abre un canal alternativo por el que los protones vuelven a entrar sin pasar por la ATP sintasa, de modo que el gradiente se disipa como calor en vez de como ATP.

La proteína permanece inactiva mientras no hace falta generar calor. Los ácidos grasos libres, liberados en el propio adipocito pardo cuando el sistema nervioso simpático lo estimula con noradrenalina, actúan como su activador fisiológico; los nucleótidos de purina (ATP, ADP, GDP y GTP), por el contrario, la mantienen bloqueada en reposo.

Diferenciación con el tejido adiposo pardo

Conviene no confundir la molécula con el tejido que la contiene. El tejido adiposo pardo es el órgano especializado en producir calor; la termogenina es, dentro de ese órgano, la pieza molecular concreta que hace posible el desacoplamiento en cada mitocondria. Puede haber tejido adiposo pardo con distinta cantidad de termogenina activa según la especie, la edad o el grado de exposición al frío, de modo que hablar de uno u otra no es intercambiable.

Preguntas frecuentes

¿Es lo mismo termogenina que UCP1?

Sí. Termogenina fue el nombre original; UCP1 (proteína desacopladora 1) es la denominación que se generalizó a partir de 1997, cuando se identificaron proteínas homólogas y hubo que numerarlas.

¿Dónde se encuentra esta proteína?

En la membrana interna de las mitocondrias del tejido adiposo pardo. Es, hasta donde se sabe, exclusiva de ese tejido.

¿Qué la activa?

Los ácidos grasos libres que se liberan en el propio adipocito pardo cuando el sistema nervioso simpático lo estimula con noradrenalina.

¿Cómo se demostró que era la responsable de la termogénesis?

En 1997, un ratón sin el gen UCP1 perdió la capacidad de generar calor por esta vía, lo que confirmó experimentalmente su función.

Referencias

1. Ricquier D. Uncoupling protein 1 of brown adipocytes, the only uncoupler: a historical perspective. Front Endocrinol. 2011;2:85. pmc.ncbi.nlm.nih.gov
2. Nicholls DG, Bernson VS, Heaton GM. The identification of the component in the inner membrane of brown adipose tissue mitochondria responsible for regulating energy dissipation. Experientia Suppl. 1978;32:89-93. Citado en: registro biográfico de UCP1
3. BIREME/OPS/OMS. Descriptores en Ciencias de la Salud (DeCS): Proteína Desacopladora 1. decs.bvsalud.org
4. Hughes DA, Jastroch M, Stoneking M, Klingenspor M. Molecular evolution of UCP1 and the evolutionary history of mammalian non-shivering thermogenesis. BMC Evol Biol. 2009;9:4. ncbi.nlm.nih.gov