Thermogénine

Définition

La thermogénine (UCP1) est une protéine découplante de la membrane interne des mitochondries des adipocytes du tissu adipeux brun qui rend la membrane perméable aux ions H⁺, ce qui empêche la synthèse d'ATP mais favorise la production de chaleur.

La thermogénine ou protéine de découplage (UCP) est une protéine dimérique de 33 kDa présente dans la membrane mitochondriale interne du tissu adipeux brun qui fournit de la chaleur en permettant la dissipation du gradient de protons sans synthèse d'ATP.

Importance de la thermogénine (UCP1) :

Une réponse thermogénique multiorganique au cours de l'hyperthermie induite par la phénéthylamine. Dans ce modèle, des augmentations robustes de la norépinéphrine plasmatique (NE) après un traitement à la phénéthylamine activent les récepteurs β-adrénergiques (β-AR), augmentant par la suite la libération d'acides gras libres (FFA) du tissu adipeux blanc. Ces FFA sont transportés vers le muscle squelettique et le tissu adipeux brun via les transporteurs FAT/CD36. La combustion ultérieure de ces FFA est ensuite utilisée pour alimenter les processus inefficaces de découplage des protéines 1 et 3 dans le tissu adipeux brun et éventuellement du réticulum sarcoplasmique/endoplasmique Ca2 + ATPase (SERCA1) et de la protéine de découplage 3 (UCP3) dans le muscle squelettique. Le tissu adipeux brun est unique en ce qu'il peut utiliser à la fois les FFA extracellulaires et ses réserves de graisse endogènes via les actions de la lipase triglycéride adipeuse (ATGL) et de la lipase hormono-sensible (HSL) pendant la stimulation de la NE. De plus, les espèces réactives d'oxygène dérivées des mitochondries générées au cours des actions primaires de NE peuvent activer UCP1 dans le tissu adipeux brun, contribuant à une réponse hyperthermique de pointe précoce. L'hormone thyroïdienne agit comme un régulateur principal des réponses thermogéniques à la phénéthylamine via son contrôle sur la libération de FFA et la régulation transcriptionnelle de UCP3, SERCA1 et FAT/CD36. cAMP, adénosine monophosphate cyclique; ROS, espèces réactives de l'oxygène; TG, triglycéride.

Explications

La protéine de découplage 1 (protéine découplante 1) est une protéine transmembranaire, située dans la membrane mitochondriale du tissu adipeux brun. Sa fonction peut générer de la chaleur sans activité musculaire comme des tremblements. La thermogenèse provoquée par UCP1 (uncoupling protein 1 en anglais) est le moyen prédominant de génération de chaleur chez les mammifères hibernants ou nouveau-nés, y compris les nourrissons humains et les jeunes enfants.

Le mécanisme moléculaire du découplage induit par la thermogénine est bien connu - la fonction thermogénique de ce canal ionique fournit une voie supplémentaire pour la rentrée du proton dans la matrice mitochondriale au sein de la phosphorylation oxydative. Semblable au 2,4-dinitrophénol, lorsque la thermogénine est activée, elle court- circuite le cycle des protons, qui couple la chaîne respiratoire au complexe ATP synthase, qui fournit l'adénosine triphosphate (ATP) pour l'équilibre énergétique de la cellule : la thermogénine est libéré et cela par la respiration cellulaire. L'énergie obtenue est immédiatement convertie en chaleur sans formation d'ATP (dissipation) de stockage d'énergie.

La thermogénine est liée à d'autres transporteurs métaboliques mitochondriaux tels que le transporteur de nucléotides d'adénine, un canal de protons dans la membrane mitochondriale interne, qui assure la médiation du transport des protons de l'espace membranaire vers la matrice mitochondriale.

UCP1 se produit uniquement dans le tissu adipeux brun. La présence de ce tissu lui confère son énorme capacité à générer de la chaleur.

L'UCP1 est des acides gras activés de la manière suivante : dans le système nerveux sympathique est libérée la noradrénaline, que le récepteur β3-adrénorécepteur dans la membrane cellulaire des cellules graisseuses brunes. Cela active une adénylyl cyclase qui catalyse la conversion de l'ATP en adénosine monophosphate cyclique (AMPc). À son tour, l'AMPc active la protéine kinase A, dont les sous-unités C actives se séparent des sous-unités R régulatrices. La protéine kinase A active active à son tour une lipase par phosphorylation. Cette lipase catalyse la conversion des triglycérides en acides gras libres, qui activent finalement UCP1 en supprimant son inhibition par les nucléotides puriques (GDP, ADP). La thermogenèse est terminée par les mitochondries qui oxydent les résidus d'acides gras libres. Cela rend UCP1 inactif et la cellule retourne à une respiration cellulaire normale, où l'ATP est synthétisé.

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