Динаміка обміну жирової тканини в метаболічному здоров’ї людини та захворюваннях SpringerLink
Анотація
Вступ
Жирова тканина є важливим органом і є основним місцем накопичення енергії у вигляді триацилгліцеринів (ТГ). Біла жирова тканина (WAT) та коричнева жирова тканина (BAT) є переважаючими типами у ссавців. Оскільки WAT та BAT мають різне походження у розвитку, і більшість жирових тканин людини є WAT, саме цей тип буде основним предметом цього огляду. Традиційно дослідження функції ВАТ оберталися навколо її значної ролі в контролі енергетичного гомеостазу шляхом накопичення та вивільнення ліпідів у відповідь на потреби в енергії. Однак WAT має додаткові властивості, включаючи секреторні функції (вивільнення адипокінів), які впливають на чутливість до інсуліну та метаболічний гомеостаз, сприяючи патогенезу ожиріння та супутнім супутнім захворюванням [1].
ВАТ розподіляється по всьому тілу в декількох депо, кожна з різними функціями. Факти свідчать, що регіональний розподіл ВАТ, а не загальне ожиріння, може бути сильнішим предиктором метаболічних ризиків для здоров'я. Накопичення жиру у верхній частині тіла (а саме вісцеральної жирової тканини [VAT], але також і підшкірної черевної порожнини [scABD]) підвищує ризик розвитку цукрового діабету 2 типу та серцево-судинних захворювань, тоді як у нижній частині тіла, підшкірній сідничній та підшкірній стегновій ( scFEM) жир може бути метаболічно захисним [2]. Статевий диморфізм у розподілі жиру також добре задокументований: жінки, незважаючи на те, що вони мають в середньому більший відсоток жиру в організмі, ніж чоловіки, демонструють переважне накопичення жиру в “захисних” депо нижньої частини тіла [3]. І навпаки, чоловіки, як правило, депонують більше жиру у складі ПДВ верхньої частини тіла [4]. Статеві відмінності у розподілі жиру та різні функції жирових депо були розглянуті в попередніх оглядах [5, 6].
Хоча більша частина жирового зростання відбувається в дитинстві та підлітковому віці, ВАТ зберігає здатність розширюватися і в зрілому віці у відповідь на коливання енергетичного балансу. Величина ожиріння під час розвитку ожиріння визначається динамічними змінами синтезу та видалення (тобто обороту) жирових клітин (попередніх адипоцитів та адипоцитів) та TG. Незважаючи на негативні наслідки для здоров’я, пов’язані з ожирінням, мало відомо про обмін ВАТ in vivo у людей. Цей огляд містить короткий підсумок результатів, отриманих методами in vitro, а також огляд двох підходів in vivo, що застосовуються для оцінки обміну жирових клітин та TG. Нарешті, обговорюється роль ПДВ у метаболічному здоров’ї та захворюваннях.
Жировий оборот
Жирове розширення
Однак роль адипогенезу (тобто гіперплазії) у ризиках для здоров'я є спірною. Недавні спостереження повідомили про більш високу поширеність дрібних жирових клітин у резистентних до інсуліну осіб та у хворих на діабет 2 типу порівняно зі здоровими людьми, що свідчить про гіперпластичне розширення [8, 14,15,16]. Важливо, що ми показали, що 8 тижнів перегодовування на 40% (
7,6 кг збільшення маси тіла) призвело до більшого погіршення чутливості до інсуліну у осіб, які мали менші адипоцити на вихідному рівні, порівняно з тими, хто мав більші адипоцити [17]. Інше дослідження перегодовування людини продемонструвало, що менший розмір адипоцитів на початковому рівні передбачав зниження чутливості до інсуліну після збільшення ваги на 3,2 кг протягом 4 тижнів [18]. Ці останні дослідження суперечать гіпотезі про жирову розширюваність і вказують на те, що збільшена популяція малих адипоцитів (що свідчить про гіперплазію) пов'язана з порушеннями метаболічних наслідків для здоров'я.
Відмінності депо в жировому розширенні
Протилежні асоціації розподілу жиру у верхній частині тіла та нижчого відділу тіла із метаболічним здоров’ям, ймовірно, зумовлені внутрішніми характеристиками складів WAT. Мало досліджень оцінювали регіональні відмінності в адипогенезі у людей. Повідомлялося про депо-відмінності в преадипоцитах, культивованих з WAT, при цьому жир scABD має вищу проліферативну та диференційовану здатність, ніж жир scFEM [19, 20] та ПДВ [21]. Інша оцінка розміру адипоцитів запропонувала депо-специфічне розширення жиру у відповідь на перегодовування: головним чином гіпертрофія в жирі scABD і в першу чергу гіперплазія в жирі scFEM [22].
Статеві відмінності в жировому розширенні
Дослідження у 1980-х рр. Повідомили про гіперпластичне розширення (вище число адипоцитів) депо нижньої частини тіла у жінок та абдомінальних депо у чоловіків [23]. Більш пізні аналізи розміру жирових клітин свідчать про те, що розширення жирової тканини нижньої частини тіла в основному визначається гіперплазією у жінок, а гіпертрофією у чоловіків [24]. Вищий відсоток ранніх диференційованих адипоцитів був виявлений у складі scFEM жінок порівняно з чоловіками [20].
Смерть адипоцитів
На додаток до розширення жиру, загибель адипоцитів є життєво важливим компонентом оболонки жиру [25]. Дослідження на гризунах виявляють коливальну картину жирової клітинності, включаючи цикли гіпертрофії, гіперплазії та загибелі адипоцитів, із збільшенням загибелі адипоцитів у ожирілих гризунів [25, 26]. Даних у людей небагато. Підвищена загибель адипоцитів спричинена ожирінням людини [25]. Повідомляється про підвищену реакцію на апоптотичні подразники ПДВ (проти scABD-жиру) преадипоцитів [27, 28]. Одне дослідження припускає, що преадипоцити scABD жінок, що страждають ожирінням, більш сприйнятливі до апоптозу, ніж преадипоцити scFEM [20]. На сьогоднішній день жодні дослідження не оцінювали in vivo загибель адипоцитів у людей та її функціональний зв’язок із розподілом жиру та метаболічним здоров’ям.