Biol Res 41: 197-204, 2008 г.

Разлики в липогенезата и липолизата при затлъстели и затлъстели възрастни човешки адипоцити

MARIANA CIFUENTES, CECILIA ALBALA и CECILIA V ROJAS

Институт по хранене и хранителни технологии (INTA), Университет Чили, Сантяго, Чили.

Предполага се, че разликите във функцията на адипоцитите и/или метаболизма между затлъстелите и слабите индивиди могат да се проявят във функционални аномалии на мастната тъкан, които водят до метаболитни нарушения при затлъстяване. Изследвахме липогенезата и липолизата на оменталните адипоцити от хора със затлъстяване (OB) и без затлъстяване (NOB). Специфичната активност на липогенния маркерен ензим G3PDH е с 50% по-ниска в общите адипоцити на ОВ в сравнение с тази на субектите с NOB. Адипоцитите на яйцата от пациентите с OB също имат по-нисък базален липолитичен лев и по-нисък липолитичен отговор на р-адренергичен стимул. Изчерпването на холестерола на плазмената мембрана на адипоцитите с използване на метил β-циклодекстрин причинява липолитичен ефект върху адипоцитите и на двете групи заедно, но когато затлъстелите и слабите субекти се анализират отделно, отговорът е значителен само при затлъстелите. Представяме доказателства за различен липогенен и липолитичен профил в оменталните адипоцити на затлъстелите индивиди и предлагаме съответна роля на холестерола на плазмената мембрана, където въздействието от неговото отстраняване при липолизата на адипоцитите на OB и NOB се различава.

Ключови термини: адипоцити, холестерол, липогенеза, липолиза, затлъстяване, метаболизъм на триглицеридите.

ВЪВЕДЕНИЕ

Настоящите резултати подчертават различен липогенен и липолитичен профил между слаби и затлъстели индивиди. Нашите данни доказват метаболитната значимост на ниското съдържание на холестерол в плазмената мембрана в адипоцитите на затлъстели лица, засягащо физиологичната регулация на липолизата.

МАТЕРИАЛИ И МЕТОДИ

Изолиране на адипоцити

Липолитичната реакция на (β-адренергичен стимул и откриване на липогенна активност (вж. По-долу) доказва наличието на жизнеспособни адипоцити след храносмилането на тъканта.

Липогенеза и липолиза

Статистика

Разликите между средните стойности са анализирани с помощта на t-тест на Student и се считат за значими при p≤0,05. Коефициентът на корелация на Пиърсън е използван за оценка на асоциациите за непрекъснати променливи. Данните са изразени като средни стойности ± SEM.

Липогенеза

Специфичната активност на липогенния ензим G3PDH е почти наполовина при пациентите с OB в сравнение с тази в адипоцитите от NOB (p 2 = 0,31, p = 0,01). Заслужава да се отбележи, че няма разлика в концентрацията на протеин (използвана за нормализиране на активността на G3PDH) между пациентите с OB и NOB, които биха могли да отклонят тези резултати.


липогенезата

Липолиза

Отпускането на глицерол в инкубационния медий по време на култивиране на цяла мастна мастна тъкан или изолирани адипоцити се използва като индикатор за липолитична активност. И базалната, и изопротеренол-стимулираната липолиза са по-ниски в изолирани адипоцити на пациенти с OB (p 2 = 0,46, p 2 = 0,28, p 2 = 0,17, p




Излагането на адипоцити на 10 mM MβCD в подгрупа от 11 проби причинява значително увеличение на базалната липолиза. Това увеличение е пряко пропорционално на ИТМ на субекта (r 2 = 0,5, p 40 kg/m 2 (болестно затлъстяване, според дефиницията на NIH), докато слабите субекти не показват значителна разлика (Фиг. 5). В съответствие с това, установена е значителна корелация между ИТМ и съотношението на липолитичния отговор към 10 μM изопротеренол в присъствието и отсъствието на 10 mM M (βCD (r 2 = 0,46, p




В настоящата работа ние изследвахме липогенеза и липолиза в адипоцити, изолирани от мастна мастна тъкан на възрастни с OB и NOB в широк диапазон на ИТМ (18-54 kg/m 2). Нашите наблюдения показват, че специфичната активност на маркера за липогенеза G3PDH в OB е наполовина от тази в адипоцитите на техните аналози на NOB. От друга страна, по-високите ИТМ са свързани с по-ниска базална и (β-адренергично стимулирана липолиза и по-голяма чувствителност към нарушаване на сигнализирането на плазмената мембрана поради отстраняване на холестерола. По-голямо натрупване на триглицериди в АБ адипоцита може да бъде свързано с по-ниската липолитична активност които сме наблюдавали в тази група, както други също са предложили (Langin et al., 2005). Освен това по-ниската специфична активност на G3PDH, която открихме в OB, което може да доведе до неинтуитивно, може да представлява намален капацитет за съхраняване на излишъка циркулиращи триглицериди, които могат да доведат до хипертриглицеридемия и натрупване на мазнини в други области на тялото, с известните вредни ефекти, свързани с метаболитния синдром.

Използване на in vivo подход при хората, Dodt et al. (2003) наблюдават притъпен липолитичен отговор на интраневрална стимулация при затлъстели жени, което е в съответствие с нашите инвитро резултати и подкрепя схващането, че затлъстяването може поне отчасти да бъде свързано с нисък липолитичен отговор на симпатиковата активация. В съответствие с това, Gómez-Ambrosi et al. (2004) изучават модела на генна експресия на мастната мастна тъкан и показват, че затлъстелите лица са намалили и засилили експресията съответно на индуктор на липолиза и репресорни гени.

Уголемените мастни клетки, за които е известно, че са по-богати като увеличение на ИТМ на субектите (Julien et al., 1989; Salans et al., 1973; Van Harmelen et al., 2003), са устойчиви на инсулин (Olefsky 1977) и показват отчетлив модел на секреция което ги свързва със свързани със затлъстяването разстройства (Imbeault et al., 1999; Van Harmelen et al., 2000).

Интересното е, че специфичните за мастната тъкан мишки с нокаут за рецептори на инсулин (Bluher et al., 2004) показват поляризация на адипоцитите в две субпопулации от малки (1OOμm) клетки, което е придружено от разлики в синтеза и липолизата на триглицеридите, наред с други параметри. Отчетените тук наблюдения показват вътрешни разлики в метаболизма на триглицеридите между одимовите адипоцити от пациентите с OB и NOB и ние предполагаме, че обогатяването на хипертрофираните и мембранно адипоцитите, лишени от холестерол, може да е причина за тези промени. Възможно е нарушената липолитична реакция да допринася навреме за разширяването на депото на триглицеридите. Намалената способност за съхраняване на допълнителни триглицериди би довела до повишено количество циркулиращи липиди, повишавайки рисковете, свързани с метаболитния синдром.

Доколкото ни е известно, нито едно друго проучване не е оценило липогенезата и липолизата в оменталните адипоцити от хора с OB и NOB. Настоящата работа показва значими разлики в метаболизма на триглицеридите на адипоцитите при затлъстяване в сравнение с лица, които не са със затлъстяване и предполагат, че адипоцитите на затлъстелите индивиди са по-податливи на намалено съдържание на холестерол в плазмената мембрана. Въпреки че възнамеряваме да сведем до минимум субектните фактори, не можем да изключим, че съпътстващите заболявания, присъстващи при затлъстели лица, могат да повлияят на различното поведение на мастните клетки. Сравнението на обработката на триглицериди между тези групи и в мастна база с такова патогенно значение помага за разбирането на разликите в метаболизма и реакцията, които могат да бъдат насочени към фармакологична интервенция и изискват допълнителни проучвания.

ПРИЗНАВАНИЯ

Бихме искали да благодарим на д-р Мигел А. Селис в болница Тисне, д-р Леонардо Родригес в болница DIPRECA и д-р. Кристиан Кавала, Джеймс Хамилтън и Гонсало Видмайер от болница „Падре Хуртадо“ за безценната помощ при получаването на мастна тъкан, както и г-жа Марисол Бланко и г-н Родриго Брюхер за техническата им помощ.

ГРАНТОВА ПОДКРЕПА

Подкрепя се от безвъзмездни средства от DI-U de Chile (N ° s Mult 04/06-2 за C. Rojas и 1-04/01-2 за M. Cifuentes) и FONDECYT (N ° 1070632 за C. Rojas, N ° 1080232 към М. Cifuentes).

BLUHER M, WILSON-FRITCH L, LESZYK J, LAUSTSEN P G, COR VERA S, KAHN CR (2004) Роля на действието на инсулина и размера на клетките върху протеиновите модели на експресия в адипоцитите. J Biol Chem 279: 31902-31909. [Връзки]

BRADFORD MM (1976) Бърз и чувствителен метод за количествено определяне на микрограмни количества протеин, използващ принципа на свързване с протеин-багрило. Anal Biochem 72: 248-254. [Връзки]

CARPENÉ C (2001) Анализи на адренергични рецептори, включително измервания на липолиза и свързване. В: AILHAUD G (ed) Протоколи за мастна тъкан. Ню Джърси: Humana Press. стр. 129-140. [Връзки]

DODT C, LONNROTH P, WELLHONER JP, FEHM HL, ELAM M (2003) Симпатиков контрол на бялата мастна тъкан при слаби и затлъстели хора. Acta Physiol Scand 177: 351-357. [Връзки]

DOLÉ VP, MEINERTZ H (1960) Микроопределяне на дълговерижни мастни киселини в плазмата и тъканите. J Biol Chem 235: 2595-2599. [Връзки]

GÓMEZ-AMBROSI J, CATALAN V, DIEZ-CABALLERO A, MARTÍNEZ-CRUZ LA, GIL MJ, GARCÍA-FONCILLAS J, CIENFUEGOS JA, SALVADOR J, MATO JM, FRUHBECK G (2004) . FASEB J 18: 215-217. [Връзки]

IMBEAULT P, LEMIEUX S, PRUDHOMME D, TREMBLAY A, NADEAU A, DESPRES JP, MAURIEGE P (1999) Връзка на висцералната мастна тъкан с метаболитните рискови фактори за коронарна болест на сърцето: има ли принос от хипертрофия на подкожните мастни клетки? Метаболизъм 48: 355-362. [Връзки]

JULIEN P, DESPRES JP, ÁNGEL A (1989) Сканираща електронна микроскопия на много малки мастни клетки и зрели мастни клетки при човешко затлъстяване. J Lipid Res 30: 293-299. [Връзки]

KOZAK LP, JENSEN JT (1974) Генетичен контрол и контрол на развитието на многообразни форми на L-глицерол 3-фосфат дехидрогеназа. J Biol Chem 249: 7775-7781. [Връзки]

LANGIN D, DICKER A, TAVERNIER G, HOFFSTEDT J, MAIRAL A, RYDEN M, ARNER E, SICARD C, JENKINS M, VIGUERIE N, VAN HARMELEN V, GROSS RW, HOLM C, ARNER P (2005) Адипоцитни упази и дефект липолиза при затлъстяване при хора. Диабет 54: 3190-3197. [Връзки]

ГОЛЯМ V, REYNISDOTTIR S, LANGIN D, FREDBY K, KLANNEMARK M, HOLM C, ARNER P (1999) Намалена експресия и функция на чувствителната към адипоцитен хормон упаза в подкожните мастни клетки на затлъстелите субекти. J Lipid Res 40: 2059-2066. [Връзки]

LE LAY S, KRIEF S, FARNIER C, LEFRERE I, LE LIEPVRE X, BAZIN R, FERRÉ P, DUGAIL I (2001) Холестерол, сигнал, зависим от размера на клетките, който регулира метаболизма на глюкозата и генната експресия в адипоцитите. J Biol Chem 276: 16904-16910. [Връзки]

LE LAY S, FERRÉ P, DUGAIL I (2004) Адипоцитен баланс на холестерола при затлъстяване. Biochem Soc Trans 32: 103-106. [Връзки]

MOUSTAID N, JONES BH, TAYLOR JW (1996) Инсулинът повишава липогенната ензимна активност в човешките адипоцити в първичната култура. J Nutr 126: 865-870. [Връзки]

NILSSON R, AHMAD F, SWARD K, ANDERSSON U, WESTON M, MANGANIELLO V, DEGERMAN E (2006) Плазмената мембрана цикличен нуклеотид фосфодиестераза 3B (PDE3B) се свързва с кавеолите в първичните адипоцити. Клетъчен сигнал 18: 1713-1721. [Връзки]

OLEFSKY JM (1977) Механизми на намалена инсулинова реакция на големи адипоцити. Ендокринология 100: 1169-1177. [Връзки]

RODBELL M (1964) Метаболизъм на изолирани мастни клетки. I. Ефекти на хормоните върху глюкозния метаболизъм и липолиза. J Biol Chem 239: 375-380. [Връзки]

RUMBERGER JM, WU T, HERING MA, MARSHALL S (2003) Роля на биосинтеза на хексозамин в медиирано от глюкоза регулиране на липогенния ензим mRNA levéis: ефекти на глюкоза, глутамин и глюкозамин върху глицерофосфат дехидрогеназата, синтазата на мастните киселини и ацетил- CoA карбоксилаза mRNA levéis. J Biol Chem 278: 28547-28552. [Връзки]

SALANS LB, DOUGHERTY JW (1971): Ефектът на инсулина върху метаболизма на глюкозата от различни мастни клетки Влияние на клетъчното съдържание на липиди и протеини, възраст и хранително състояние. J Clin Invest 50: 1399-1410. [Връзки]

SALANS LB, CUSHMAN SW, WEISMANN RE (1973) Изследвания на човешка мастна тъкан. Размер и брой на мастните клетки при пациенти без и затлъстяване. J Clin Invest 52: 929-941. [Връзки]

SALANS SB, BRAY GA, CUSHMAN SW, DANFORTH JR E, GLENNON JA, HORTON ES, SIMS EA (1974) Глюкозен метаболизъм и реакцията на инсулин от човешката мастна тъкан при спонтанно и експериментално затлъстяване. Ефекти от диетичния състав и размера на мастните клетки. J Clin Invest 53: 848-856. [Връзки]

SMITH U (1971) Ефект на размера на клетките върху липидния синтез от човешка мастна тъкан in vitro. J Lipid Res 12: 65-70. [Връзки]

VAN HARMELEN V, SKURK T, ROHRIG K, LEE YM, HALBLEIB M, APRATH-HUSMANN I, WEYER C, FOLEY JE, BOGARDUS C, TATARANNI PA, PRATLEY RE (2000) Увеличен размер на подкожните коремни адипоцити, но не и самото затлъстяване диабет тип II, независим от инсулиновата резистентност. Диабетология 43: 1498-1506. [Връзки]

VAN HARMELEN V, SKURK T, ROHRIG K, LEE YM, HALBLEIB M, APRATH-HUSMANN I, HAUNER H (2003) Ефект на ИТМ и възрастта върху клетъчността на мастната тъкан и способността за диференциация при жените. Int J Obes Relat Metab Disord 27: 889-895. [Връзки]

YANG X, JANSSON PA, NAGAEV I, JACK MM, CARVALHO E, SUNNERHAGEN KS, CAM MC, CUSHMAN SW, SMITH U (2004) Доказателства за нарушена адипогенеза при инсулинова резистентност. Biochem Biophys Res Commun 317: 1045-1051. [Връзки]

Автора за кореспонденция: Мариана Цифуентес, INTA-Универсидад де Чили, Ел Либано 5524, Макул, Касила 138-11, Сантяго-Чили, [email protected], Телефон # 56-2-978 1428, факс # 56-2-221 4030.

Получено: 20 юли 2007 г. В преработен вид: 2 юни 2008 г. Прието: 23 юни 2008 г.

Todo el contenido de esta revista, excepto dónde está identificado, está bajo una Licencia Creative Commons