Біохімічні і молекулярні механізми розвитку інсулінорезистентності в клітинах жирової тканини
pdf

Ключові слова

інсулінорезистентність, абдомінально-вісцеральне ожиріння, адипоцити, запалення, прозапальні цитокіни.

Як цитувати

Levchuk, N. (2020). Біохімічні і молекулярні механізми розвитку інсулінорезистентності в клітинах жирової тканини. Ендокринологія | Endokrynologia, 25(3), 243-250. https://doi.org/10.31793/1680-1466.2020.25-3.243

Анотація

Інсулінорезистентність (ІР) тісно пов’язана з ожирінням і є ключовою ланкою в патогенезі цукрового діабету 2-го типу (ЦД2) та низки супутніх захворювань. Споживання надмірної кількості висококалорійної їжі та недостатня фізична активність призводить до накопичення жирової тканини переважно в абдомінально-вісцеральній області. Вісцеральний жир є метаболічно активним. Його клітини виробляють низку біологічно-активних речовин і є місцем синтезу ферментів стероїдних гормонів. Висока метаболічна активність вісцеральної жирової тканини також пов’язана з наявністю в адипоцитах високої щільності β3-адренорецепторів, кортикостероїдних і андрогенних рецепторів та відносно низької щільності α2-адренорецепторів і рецепторів до інсуліну. Збільшення об’єму вісцеральної жирової тканини призводить до активного ліполізу, що супроводжується утворенням великої кількості вільних жирних кислот (ВЖК), синтезу прозапальних цитокінів (інтерлейкін-6 (IЛ-6), інтерлейкін-1бета (IЛ-1β) і фактор некрозу пухлин альфа (ФНП-α)) та розвитку хронічного системного запалення. Всі ці події призводять до розвитку ІР – стану, що характеризується зниженням чутливості периферичних тканин організму до дії інсуліну. Результати ґрунтовного аналізу наукової літератури дають змогу стверджувати, що вивчення молекулярних механізмів розвитку ІР має важливе практичне значення для удосконалення і розробки нових методів діагностики та лікування осіб із надмірною масою жирової тканини. У даному огляді літератури розглянуто біохімічні і морфологічні особливості структури жирової тканини, її метаболічну активність, а також механізми формування стану клітинної ІР на рецепторному і пострецепторному рівнях. Наведено дані про участь запального процесу в розвитку ІР.

https://doi.org/10.31793/1680-1466.2020.25-3.243
pdf

Посилання

Czech MP. Insulin action and resistance in obesity and type 2 diabetes. Nat Med. 2017 Jul;23(7):804-814.

Beverly JK, Budoff MJ. Atherosclerosis: pathophysiology of insulin resistance, hyperglycemia, hyperlipidemia, and inflammation. J Diabetes. 2020 Feb;12(2):102-104.

Soleimani M. Insulin resistance and hypertension: new insights. Kidney Int. 2015 Mar;87(3):497-9.

Neth BJ, Craft S. Insulin resistance and Alzheimer’s disease: bioenergetic linkages. Front Aging Neurosci. 2017 Oct;9:345.

Williams T, Mortada R, Porter S. Diagnosis and treatment of polycystic ovary syndrome Am. Fam. Physician. 2016 Jul;94(2):106-13.

Kitade H, Chen G, Ni Y, Ota T. Nonalcoholic fatty liver disease and insulin resistance: new insights and potential new treatments. Nutrients. 2017 Apr;9(4):387.

Dev R, Bruera E, Dalal S. Insulin resistance and body composition in cancer patients. Ann Oncol. 2018 Feb;29(suppl_2): ii18–ii26.

Тронько НД, Соколова ЛК, Ковзун ЕИ, Пастер ИП. Инсулинотерапия: вчера, сегодня, завтра. Киев: Медкнига, 2014. 192 с. (Tronko ND, Sokolova LK, Kovzun EI, Pasteur IP. Insulin therapy: yesterday, today, tomorrow. Kyiv: Medical book, 2014. 192 с.)

Petersen MC, Shulman GI. Mechanisms of insulin action and insulin resistance. Physiol Rev. 2018 Oct;98(4):2133-2223.

Obesity: preventing and managing the global epidemic. Report of a WHO Consultation. Geneva, 2000. 268 р.

Amato MC, Giordano C, Pitrone M, Galluzzo A. Cut-off points of the visceral adiposity index (VAI) identifying a visceral adipose dysfunction associated with cardiometabolic risk in a Caucasian Sicilian population. Lipids Health Dis. 2011 Oct;10:183.

Aslan H, Altunkaynak BZ, Altunkaynak ME, Vuraler O, Kaplan S, Unal B. Effect of a high fat diet on quantitative features of adipocytes in the omentum: an experimental, stereological and ultrastructural study. Obes Surg. 2006 Nov;16(11):1526-34.

Capurso C, Capurso A. From excess adiposity to insulin resistance: The role of free fatty acids. Vascul Pharmacol. 2012 Sep-Oct;57(2-4):91-7.

Makki K, Froguel P, Wolowczuk I. Adipose tissue in obesityrelated inflammation and insulin resistance: cells, cytokines, and chemokines. ISRN Inflammation. 2013 Dec;2013:139239.

Dziuba OS, Hudz IeA, Kosiakova HV, Horid’ko TM, Klimashevsky VM, Hula NM. The effect of N-stearoylethanolamine on adipocytes free cholesterol content and phospholipid composition in rats with obesity-induced insulin resistance. Ukr.Biochem.J. 2018 Sep-Oct;90(5):81-90.

Pang C, Gao Z, Yin J, Zhang J, Jia W, Ye J. Macrophage infiltration into adipose tissue may promote angiogenesis for adipose tissue remodeling in obesity. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2008 Aug;295(2): E313-E22.

Minchenko OH, Bashta YM, Minchenko DO, Ratushna OO. Glucose tolerance in obese men is associated with dysregulation of some angiogenesis-related gene expressions in subcutaneous adipose tissue. Physiologycal Journal; 2016;62(2):12-23.

Coelho M, Oliveira T, Fernandes R. Biochemistry of adipose tissue: an endocrine organ. Arch Med Sci. 2013 Apr;9(2):191-200.

Chen L, Chen R, Wang H, Liang F. Mechanisms linking Inflammation to insulin resistance. Int J Endocrinol. 2015 Jun;2015:508409.

Nourbakhsh M, Nourbakhsh M, Gholinejad Z, Razzaghy-Azar M. Visfatin in obese children and adolescents and its association with insulin resistance and metabolic syndrome. Scand J Clin Lab Invest. 2015 Apr;75(2):183-8.

Bertrand C, Valet P, Castan-Laurell I. Apelin and energy metabolism. Front Physiol. 2015 Apr;6:115.

Moonishaa TM, Nanda SK, Shamraj M, Sivaa R, Sivakumar P, Ravichandran K. Evaluation of Leptin as a Marker of Insulin Resistance in Type 2 Diabetes Mellitus. Int J Appl Basic Med Res. 2017 Jul-Sep;7(3):176-180.

Wueest S, Konrad D. The role of adipocyte-specific IL‑6-type cytokine signaling in FFA and leptin release. Adipocyte. 2018 Aug;7(3):226-8.

Saponaro C, Gaggini M, Carli F, Gastaldelli A. The subtle balance between lipolysis and lipogenesis: a critical point in metabolic homeostasis. Nutrients. 2015 Nov; 7(11):9453-74.

Oh YS, Bae GD, Baek DJ, Park E-Y, Jun H-S. Fatty acid-induced Рис. Схема розвитку запального процесу в жировій тканині (Capurso C, Capurso A. 2012, модифіковано) Fig. Diagram of development of the inflammatory process in adipose tissue (Capurso C, Capurso A. 2012, modification) lipotoxicity in pancreatic beta-cells during development of type 2 diabetes. Front Endocrinol (Lausanne). 2018 Jul;9:384.

Rachel LI. Free Fatty Acids and Skeletal Muscle Insulin Resistance. Prog Mol Biol Transl Sci. 2014;121:267-92.

Ghosh A, Gao L, Thakur A, Siu PM, Lai CWK. Role of free fatty acids in endothelial dysfunction. J Biomed Sci. 2017 Jul;24(1):50.

Загайко АЛ, Литкін ДВ, Стрельченко КВ. Вплив інгібіторів ароматази на вміст загального білка вісцеральної жирової тканини при метаболічному синдромі у хом’ячків. Український біофармацевтичний журнал. 2017;4(51):31-38. (Zagayko A, Lytkin D, Strelchenko K. Aromatase inhibitors effect on the total protein content of visceral adipose tissue in hamsters with metabolic syndrome. Ukraïns’kij bìofarmacevtičnij žurnal. 2017;4(51):31-38).

Литкін ДВ. Вплив інгібіторів ароматази третього покоління на харчову поведінку на тлі експериментального метаболічного синдрому. Український біофармацевтичний журнал. 2018;4(57):59-62. (Lytkin D. The effect of the third-generation aromatase inhibitors on eating behavior in experimental metabolic syndrome. Ukraïns’kij bìofarmacevtičnij žurnal. 2018; 4(57):59-62).

DiSilvestro D, Petrosino J, Aldoori A, Melgar-Bermudez E, Wells A, Ziouzenkova O. Enzymatic intracrine regulation of white adipose tissue. Horm Mol Biol Clin Investig. 2014 Jul;19(1):39-55.

Akalestou E, Genser L, Rutter GA. Glucocorticoid metabolism in obesity and following weight loss. Front. Endocrinol (Lausanne). 2020 Feb;11:59.

Wang Y, Yan С, Liu L, et al. 11β-Hydroxysteroid dehydrogenase type 1 shRNA ameliorates glucocorticoid-induced insulin resistance and lipolysis in mouse abdominal adipose tissue. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2015 Jan;308(1): E84-E95.

Peng K, Pan Y, Li J, et al. 11β-Hydroxysteroid dehydrogenase type 1(11β-ГСД1) mediates insulin resistance through JNK activation in adipocytes. Sci Rep. 2016 Nov;6:37160.

Lee J, Pilch PF. The insulin receptor: structure, function, and signaling. Am J Physiol. 1994 Feb;266(2 Pt 1): C319-34.

Yung JHM, Giacca A. Role of c-Jun N-terminal Kinase (JNK) in obesity and type 2 diabetes. Cells. 2020 Mar; 9(3):706.

Кондро ММ, Галенова ТІ, Кузнєцова МЮ, Савчук ОМ. Експресія інсулінового рецептора у субклітинних фракціях м’язової та жирової тканин як фактор розвитку тканинної інсулінорезистентності у щурів за умов висококалорійної дієти. Фізіологічний журнал. 2013;59(2):59-64. (Kondro MM, Galenova TI, Kyznecova MU, Savchyk OM. Expression changes in insulin receptor in subcellular fractions of muscular and adipose tissue as the factor of the tissue insulin resistance development in rats under conditions of the high-energy diet. 2013;59(2):59-64).

Милиця КМ, Сорокіна ІВ, Мирошниченко МС, Плітень ОМ. Порівняльна характеристика експресії інсулінових рецепторів у підшкірному депо і сальнику в осіб з метаболічним синдромом і ожиріння. Вісник морфології. 2017;23(1):9-11. (Mylytsya KM, Sorokina IV, Miroshnichenko MS, Pliten OM. Comparative characteristics of expression insulin receptors in the subcutaneous fat depots and the appendage in patients with obesity and metabolic syndrome. Visnuk morfologii. 2017;23(1):9-11).

Ткачук ВА, Воротников АВ. Молекулярные механизмы развития резистентности к инсулину. Сахарный диабет. 2014;(2):29-40. (Tkachuk VA, Vorotnikov AV. Molecular mechanisms of insulin resistance development. Diabetes. 2014;(2):29-40).

Seraphim PM, Nunes MT, Machado UF. GLUT4 protein expression in obese and lean 12-month-old rats: insights from different types of data analysis. Braz J Med Biol Res. 2001 Oct;34(10):1353-62.

Rondinone C, Wang L-M, Lonnroth P, Wesslau C, Pierce JH, Smith U. Insulin receptor substrate (IRS) 1 is reduced and IRS‑2 is the main docking protein for phosphatidylinositol 3-kinase in adipocytes from subjects with non-insulin-dependent diabetes mellitus. Proc Natl Acad Sci USA. 1997 Apr;94(8):4171-5.

Watanabe Y, Nagai Y, Takatsu K. Activation and regulation of the pattern recognition receptors in obesity-induced adipose tissue inflammation and insulin resistance. Nutrients. 2013 Sep;5(9):3757-78.

Hube F, Hauner H. The two tumor necrosis factor receptors mediate opposite effects on differentiation and glucose metabolism in human adipocytes in primary culture. Endocrinology. 2000 Jul;141(7):2582-8.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.