APP下载

脂联素在肥胖、胰岛素抵抗中作用的研究进展

2011-02-13谢春燕李强翔

中国老年学杂志 2011年11期
关键词:脂肪组织敏感性葡萄糖

谢春燕 李强翔

(南华大学附属娄底医院,湖南 娄底 417000)

脂肪组织除具有储能作用外,还作为重要的内分泌器官分泌一系列脂肪因子参与能量平衡的调节。脂联素(APN)是近年发现并受到关注的由脂肪细胞分泌的一种特异性因子。许多研究显示APN具有改善胰岛素抵抗(IR)、抗动脉粥样硬化、抗炎等作用。本文综述了现阶段APN与肥胖、IR抵抗的最新研究进展。

1 APN与肥胖

脂肪组织除具有储能外,还作为重要的内分泌器官分泌一系列脂肪因子参与能量平衡的调节。随着生活水平的提高,饮食水平的改变,肥胖人口与日俱增。肥胖人群中内环境失去平衡。机体脂质代谢紊乱,甘油三酯(TG),低密度脂蛋白(LDL)偏高,高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、载脂蛋白B(AopB)偏低。在这种状态下,脂肪细胞因子的分泌发生变化。脂肪细胞内分泌功能紊乱,使大量炎性因子,如:肿瘤坏死因子(TNF)-α、白细胞介素6(IL-6)分泌量增加,而APN等保护性因子的分泌量减少,脂肪细胞的功能在肥胖、炎症、IR的演进过程中发挥重要作用。大量的研究证实,肥胖者脂肪组织增加后,更趋向于代谢分解,造成血浆游离脂肪酸(FFA)水平升高和细胞内脂质积聚。FFA不仅通过葡萄糖脂肪酸循环导致经氧化和非氧化途径的糖代谢障碍,还具有直接抑制葡萄糖刺激的胰岛β细胞分泌胰岛素的能力,抑制胰岛素在骨骼肌和肝脏中的作用。以上环节被称为“脂质毒性作用”〔1〕。

APN能够对人体的物质代谢(特别是脂质代谢)发挥重要影响,APN具有强烈的调节脂质代谢的作用。多项研究显示,APN 与 TG、总胆固醇(TC),LDL、HDL 独立相关〔2〕。临床统计实验发现,血浆APN水平与HDL-C,载脂蛋白 B水平正相关,和 TG呈负相关〔3,4〕。此外,HMWAPN 减少肝细胞核因子 4-α(HNF4-α)和 HNF4-α 调节的基因如 ApoB 基因〔5〕。APN 可抑制TNF-α的促脂解作用,减少FFA入血,并促进血中的FFA进入骨骼肌细胞中氧化分解,进而降低血脂水平APN缺陷小鼠对FFA的清除进行缓慢,其肌细胞的脂肪酸转运蛋白-1(FATP-1)被抑制,胰岛素受体底物-1(IRS-1)相关的磷脂酰肌醇-3激酶(PI3 K)减少〔6〕,说明 APN能够通过激活 AMPK途径,加强脂肪去路途径中各种转运体及酶的基因表达,并提高这些物质的活性,进而发挥调节血脂代谢的作用。

2 APN与IR

2型糖尿(T2MD)是一种常见的慢性病,目前T2MD及其并发症的发生率、致死率逐年增加,已成为一种全球性慢性非传染病〔7,8〕。T2MD以靶组织对IR及高血糖为主要特征,与肥胖具有密切相关。从临床观察可知,与脂肪细胞分化相关的肥胖是IR的重要致病因子,减轻体重能改善IR,说明肥胖与IR有关〔9〕。

APN是目前最明确和最重要的一个具有抗IR作用的脂肪细胞因子,参与糖、脂的代谢。人APN定位于3q27,该位点与T2MD和代谢综合征密切相关,近来发现这一区域是一个MD易感性位点〔10〕。血浆APN水平的下降与IR的进展程度相平行;低APN血症与高胰岛素血症密切相关;实验证明,APN缺乏或APN基因破坏后,介导的胰岛素信号转导减弱;显示严重的IR;当APN分泌恢复正常后,上述现象及IR都可得到逆转。说明APN能增加胰岛素的敏感性〔11〕。Yano等〔12〕用 APN、瘦素联合治疗可以完全逆转缺乏过氧化物酶体增殖体受体-γ(PPAR-γ)的脂肪萎缩小鼠的IR,但仅用瘦素只能部分改善IR。Kamon等〔13〕报道,与野生杂合子 APN基因缺乏小鼠(adipo+/2)相比,纯合子APN基因缺乏的小鼠 (adipo2/2)显示出更为严重的IR,证实了APN拮抗IR的作用。

3 APN介导IR的机制

APN可通过多种机制减轻IR。Yamauchi等〔14〕证实,在肌肉中APN激活 AMPK和PPAR-γ,增加脂肪酸的氧化,减少TG的含量,减轻肌肉中的 IR;在肝脏,APN同样激活 AMPK,下调葡萄糖-6-磷酸酶,减少肝脏葡萄糖的输出,也抑制磷酸烯醇丙酮酸激酶和葡萄糖-6-磷酸酶而减少肝脏糖异生作用,也促进肝脏和骨骼肌中糖和脂肪酸氧化。Chandrasekar等〔15〕在体内和体外试验均发现,APN刺激肌细胞中乙酰辅酶A羚化酶合成酶(ACC)的磷酸化,脂肪酸的氧化,葡萄糖的摄取和乳酸盐的生成都与AMPK的活化有关;当AMPK活性被抑制时,APN产生的这些效应也均被抑制。表明由APN刺激的葡萄糖利用和脂肪酸氧化可能是通过AMPK的介导完成的抗IR。APN能够增加胰岛素受体酪氨酸激酶和 p38丝裂原激活的蛋白激酶的活性,加速胰岛素受体底物1酪氨酸磷酸化,从而促进葡萄糖摄取。

4 影响APN对胰岛敏感效应因素

研究人员鉴别出一种与APN受体相关的蜂窝状蛋白质,能调节APN在脂肪酸氧化和葡萄糖吸收中的功能,并将这种新蛋白质命名为 APPL1。进一步研究表明,在肌肉细胞中,APPL1通过激酶通道来调节APN的胰岛素敏感效应,从而为研究APN功能和胰岛素敏感性机制提出了一种新途径。另外,APN与受体的亲和力同APN敏感性密切相关,细胞中AdipoR1或AdipoR2表达的改变将直接影响 APN作用的敏感性,并导致细胞对胰岛素敏感性发生相应的改变。Fasshauer等〔16〕观察3T3-L1脂肪细胞AdipoR2基因的表达,发现生长激素呈剂量和时间依赖性并且是可逆增加3T3-L1脂肪细胞AdipoR2基因的表达,使3T3-L1脂肪细胞中APN调节的胰岛素敏感性作用增强。李春霖等〔17〕通过对高脂饲养的IR大鼠脂肪组织的实验研究显示AdipoR1表达有下降趋势,吡格列酮不影响AdipoR1的表达,而软脂酸能显著降低肝细胞AdipoR2的表达,吡格列酮可以逆转该改变,提示吡格列酮可能是通过肝脏的AdipoR2而改善了APN的作用,增加胰岛素敏感性,进而改善IR状态。研究也发现,APN素增强胰岛素敏感性与自身分子结构,分子量有关。在IR的动物模型中应用APN,特别是其球端结构,能够改善胰岛素的敏感性〔18〕。对居住在非洲和欧洲的美国人进行的调查显示〔19〕,APN增加胰岛素敏感性与APN的分子量有关,低分子量的APN和APN三聚物与胰岛素敏感性呈负相关,而HMW的APN在其中呈正相关。

总之,APN是一种脂肪组织特异性蛋白。低APN血症与多种疾病相关。目前,APN在肥胖相关疾病中的临床意义已经确立。此外,APN与冠状动脉粥样硬化、高血压、心肌肥厚、心力衰竭等心血管疾病均相关。增强APN的分泌和作用可能成为治疗心血管疾病的方向之一。

1 Lam TK,van de Werve G,Giacca A.Free fatty acids increase basal hepatic glucose production and induce hepatic insulin resistance at different sites〔J〕.Am J Physiol Endocrinol Metab,2003;284(2):281-90.

2 Adamczak M,Wiecek A,Funahashi T,et al.Decreased plasma adiponectin concentration in patients with essential hypertension〔J〕.Am JHypertens,2003;16(1):72-5.

3 王 旭,叶振梅,石长英.血浆脂联素水平与冠状动脉粥样硬化的相关性研究〔J〕.中国医药导报,2007;4(9):12-3.

4 Owecki M,Miczke A,Pupek-Musialik D,et al.Serum adiponectin concentrations and their relationship with plasma lipids in obese diabetic and nondiabetic Caucasians〔J〕.Neuro Endocrinol Lett,2007;28(6):901-7.

5 Neumeier M,Sigruener A,Eggenhofer E,et al.High molecular weight adiponectin reduces apolipoprotein B and E release in human hepatocytes〔J〕.Biochem Biophys Res Commun,2007;352(2):543-48.

6 Shimada K,Miyazaki T,Daida H.Adiponectin and atherosclerotic disease〔J〕.Clin Chim Acta,2004;344(1):1-12.

7 李强翔.青少年糖尿病健康教育中的伦理学问题分析〔J〕.中国全科医学杂志,2010;13(12):1367-8.

8 李强翔.开展网络糖尿病健康教育的伦理学问题思考〔J〕.中国全科医学杂志,2010;13(15):1722-4.

9 Wellen KE,Hotamisligil GS.Obesity-induced inflammatory changes in adipose tissue〔J〕.J Clin Invest,2003;112(12):1785-8.

10 Stumvoll M,Tschritter O,Fritsche A,et al.Association of the T-G polymorphism in adiponectin(exon 2)with obesity and insulin sensitivity:interaction with family history of type 2 diabetes〔J〕.Diabetes,2002;51:37-41.

11 李 伶,杨刚毅.脂代谢紊乱和脂肪细胞因子与胰岛素抵抗〔J〕.中国糖尿病杂志,2007;15(3):129-31.

12 Yano W,Kubota N,Itoh S,et al.Molecular mechanism of moderate insulin resistance in adiponectin-knockout mice〔J〕.Endocr J,2008;55(3):5152-22.

13 Kamon J,Yamauchi T,Terauchi Y,et al.The mechanisms by which PPARgamma and adiponectin regulate glucose and lipid metabolism〔J〕.Nippon Yakurigaku Zasshi,2003;122(4):294-300.

14 Yamauchi T,Kamon J,Minokoshi Y,et al.Adiponectin stimulates glucose utilization and fatty-acid oxidation by activating AMP-activated protein kinase〔J〕.Nat Med,2002;8(11):1288-95.

15 Chandrasekar B,BoylstonWH,Venkatachalam K,et al.Adiponectin blocks interleukin-18-mediated endothelial cell death via APPL1-dependent AMP-activated protein kinase(AMPK)activation and IKK/NF-kappaB/PTEN suppression〔J〕.J Biol Chem,2008;283(36):24889-98.

16 Fasshauer M,Klein J,Kralisch S,et al.Growth hormone is a positive regulator of adiponectin recept or in 3T3-L1 adipocytes〔J〕.FEBSLett,2004;558(2-3):27-32.

17 李春霖,龚燕平,田 慧,等.吡格列酮对高脂诱导胰岛素抵抗大鼠脂肪组织脂联素及其受体表达的影响〔J〕.中国新药杂志,2006;15(6):429-32.

18 李强翔,钟惠菊,欧阳石,等.rAAV2/1-Acrp30病毒载体的纯化、扩增与活性检测〔J〕.中华微生物学和免疫学杂志,2009;29(7):618-23.

19 Lara-Castro C,Doud EC,Tapia PC,et al.Adiponectin multimers and metabolic syndrome traits:relative adiponectin resistance in African A-mericans〔J〕.Obesity(Silver Spring),2008;16(12):2616-23.

猜你喜欢

脂肪组织敏感性葡萄糖
GDM孕妇网膜脂肪组织中Chemerin的表达与IRS-1及其酪氨酸磷酸化分析
高脂肪饮食和生物钟紊乱会影响体内的健康脂肪组织
双源CT对心脏周围脂肪组织与冠状动脉粥样硬化的相关性
葡萄糖漫反射三级近红外光谱研究
丹参叶片在快速生长期对短期UV-B辐射的敏感性
钇对Mg-Zn-Y-Zr合金热裂敏感性影响
葡萄糖对Lactobacillus casei KDL22发酵及贮藏性能的影响
癌旁脂肪组织来源脂肪间充质干细胞的特征分析
18~F-脱氧葡萄糖PET/CT在胰腺占位诊断与分期中的价值
多发性肺硬化性血管瘤18~F-脱氧葡萄糖PET/CT显像1例