Το Μονοπάτι της Αδιπονεκτίνης σε Σχέση με την Ινσουλίνη

Το Μονοπάτι της Αδιπονεκτίνης σε Σχέση με την Ινσουλίνη Ενότητα 3: Παιδιατρική Ενδοκρινολογία Βασιλική Ε. Γκρέκα-Σπηλιώτη Σχολή Επιστημών Υγείας Τμήμα Ιατρικής

Σκοποί ενότητας Εισαγωγή σε μεταβολικά νοσήματα της Παιδιατρικής Ενδοκρινολογίας Διερεύνηση μοριακών μηχανισμών μεταβίβασης ενδοκυττάριου σήματος

Περιεχόμενα ενότητας Τεχνικές Μοριακής Ενδοκρινολογίας Μονοπάτι Αντιπονεκτίνης Κίνδυνοι και πρόληψη παιδικής παχυσαρκίας Διαταραχή στην μεταβίβαση του μηνύματος της GH SHOX Γενετική ψευδοϋποπαραθυρεοειδισμού

Πειραματικά Δεδομένα στο Λιπώδη Ιστό Παιδιών

Λιπώδης ιστός Στο λιπώδη ιστό παράγονται ΑΔΙΠΟΚΙΝΕΣ http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/bf/409_adipose_tissue.jpg

Κυτταροκίνες (Adipokines) του Λιπώδους Ιστού. Leptin Adiponectin TNF-a IL-6 Resistin Δρουν στα παρακάτω όργαναστόχους:εγκέφαλος, ενδοθήλιο, ήπαρ, σκελετικοί μύες, πάγκρεας (παραγωγή ινσουλίνης)

Αδιπονεκτίνη 3 Ισομορφές Επάγει την οξείδωση των λιπαρών οξέων. Αυξάνει την ευαισθησία στην ινσουλίνη και την πρόσληψη (uptake) της γλυκόζης από τους μύες. Αναστέλλει τη γλυκονεογένεση από το ήπαρ. Έχει αντιφλεγμονώδη και αντιαθηρωματική δράση. Scherer et al., 1995

Υποδοχείς ΑdipoR1/R2 7 διαμεμβρανικά τμήματα. 60% κοινή αλληλουχία αμινοξέων. Έκφραση σε σκελετικούς μυς και ήπαρ. http://en.wikipedia.org/wiki/g_protein%e2%80%93coupled_receptor#/media/file:7tm4_(gcr).png

γλυκόζη Lipid Rafts ινσουλίνη HMW adiponectin caveolin Actin remodeling TC10 C3G CA C-CBL FLT CrkII AS CA C-CBL Adipo R1 Rab5 AL1 Rab5 AL1 Adip or2 DK1 GLUT4 KB/Akt2 ενδοσώματα Rab5 C3G CrkII AL1 AL1

ΑL1 Adaptor protein, hosphotyrosine interaction, H domain and Leucine zipper containing 1 70 αμινοξέα. Δραστικές περιοχές (domains): Oμολογία πλεκστρίνης (pleckstrin). Mοτίβο φωσφοτυροσίνης (ΡΤΒ). BAR περιοχή (Bin-Amphysin-Rvs). Mao et al., 2006

Rab5-Akt Αλληλεπίδραση με AL1 Ανήκει σε οικογένεια GTασών Trafficking διαφόρων μορίων Μεταφορά GLUT-4 Αλληλεπίδραση με AL1 Aνήκει και σε μονοπάτι Ινσουλίνης http://en.wikipedia.org/wiki/akt2#/media/file:rotein_akt2_db_1gzk.png http://en.wikipedia.org/wiki/rab5a#/media/file:rotein_rab5a_db_1huq.png

Rab5 Είναι ενδοκυττάρια GTase που ανήκει στο μονοπάτι της αδιπονεκτίνης. Συνδέεται με την AL1 και μέσω αυτής ενεργοποιεί την μετακίνηση του GLUT4. Ενεργοποιεί επίσης το p38, καθώς και την AMK. Μέσω αυτής της οδού, ενεργοποιείται η οξείδωση Λ.Ο.

GLUT4 Είναι ο ινσουλινοευαίσθητος μεταφορέας γλυκόζης που βρίσκεται στο λιπώδη ιστό και το γραμμωτό μυ. Είναι αρμόδιος για την ινσουλινορυθμισμένη διάθεση γλυκόζης. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/8c/insulin_glucose_metabolism.jpg

ινσουλίνη γλυκόζη td Ins(3,4)2 td Ins(3,4,5)3 td Ins(4,5)2 Ενδοσώματα DK1 αkc Actin remodeling Rabs KB/Akt 110αβ p50/55/85 I3K mtor IRS1/3 AS160 HAS/eIF4 & p70s6k GA Rabs GD Rabs GT Η + GLUT4 Χ GSK3 rotein synthesis

Ινσουλίνη και GLUT4 Ινσουλίνη Σύνδεση με υποδοχέα Ενεργοποίηση των διάφορων μονοπατιών της, μερικά μόρια των οποίων είναι κοινά με το μονοπάτι της Αδιπονεκτίνης Akt και Rab5 Σκοπός η συνεργασία για τη μετακίνηση του GLUT-4 προς τη μεμβράνη GLUT4 Μεταφορέας Γλυκόζης στο λιπώδη ιστό Πρόσληψη της γλυκόζης από το κύτταρο

Ερευνητικό Ερώτημα Παίζουν ρόλο τα μόρια Αδιπονεκτίνη και AL1 στην αντίσταση στην ινσουλίνη στα παχύσαρκα παιδιά; Σκοπός: Να μελετήσουμε την έκφραση του AdipoR1, και της AL1 σε λεπτά και παχύσαρκα παιδιά, σε σχέση με την ολική και HMW αδιπονεκτίνη, καθώς και την Ινσουλίνη στον ορό των παιδιών αυτών.

Πειραματικές μέθοδοι (1) Προλιποκύτταρα και ώριμα λιποκύτταρα Υποδόριο κοιλιακό λίπος 17 παχύσαρκα (ΒΜΙ 95%) και 36 λεπτόσωμα (ΒΜΙ < 85%) παιδιά

Πειραματικές μέθοδοι (2) Ομάδα Α: 2 μηνών 7 ετών Ομάδα B: 7 ετών- 12 ετών

Πειραματικές μέθοδοι (3) (α) RT-CR: έκφραση AdipoR1 + AL1 σε επίπεδο mrna (β) Western Immunoblotting: έκφραση AdipoR1 + AL1 σε επίπεδο πρωτεΐνης (γ) ELISA: επίπεδο ολικής και HMW αδιπονεκτίνης + Ινσουλίνης στον ορό των παιδιών. Αποτελέσματα

AdipoR1 160 140 120 100 80 60 40 20 0 p=0.012 προλιποκύτταρα ώριμα Λιποκύτταρα p<0.0001 προλιποκύτταρα p<0.0001 ώριμα Λιποκύτταρα p=0.005 προλιποκύτταρα p=0.0012 ώριμα Λιποκύτταρα προλιποκύτταρα p=0.0007 ώριμα Λιποκύτταρα Ομάδα Α Ομάδα Β Ομάδα Α Ομάδα Β AdipoR1 mrna AdipoR1 πρωτείνη

AL1 160 140 120 p=0.0029 p=0.0075 100 80 60 40 20 0 προλιποκύτταρα ώριμα Λιποκύτταρα προλιποκύτταρα ώριμα Λιποκύτταρα προλιποκύτταρα ώριμα Λιποκύτταρα προλιποκύτταρα ώριμα Λιποκύτταρα Ομάδα A Ομάδα Β Ομάδα A Ομάδα Β ΑL1 mrna ΑL1 Πρωτείνη

Αδιπονεκτίνη μg/ml Aδιπονεκτίνη 30 Ομάδα Α Λεπτά Ομάδα Β Λεπτά * p<0.02 # p<0.05 27 Παχύσαρκα Παχύσαρκα 24 21 18 15 12 9 6 3 0 Ομάδα Α Ομάδα Β Ομάδα Α Ομάδα Β HMW Αδιπονεκτίνη Ολική Αδιπονεκτίνη

Ινσουλίνη μu/ml Δείκτης HOMA-IR Ινσουλίνη και HOMA-IR Homeostasis Model Assessment of Insulin Resistance Ομάδα Α Ομάδα Β 18 Λεπτά Παχύσαρκα Λεπτά Παχύσαρκα 3 * p<0.04 16 14 2,5 12 2 10 8 6 1,5 1 4 2 0,5 0 Ομάδα Α Ομάδα Β 0 Ομάδα Α Ομάδα Β

Μέγεθος των Λιποκυττάρων Λιποκύτταρα με μεγάλο μέγεθος συνδέονται με μεταβολικές διαταραχές, (αντίσταση στην ινσουλίνη) J Biol Chem 276:16904, 2001 Το μέγεθος των λιποκυττάρων αυξάνεται με ΒΜΙ > 95% στα προεφηβικά παιδιά > 6 ετών Χαμηλά επίπεδα Αδιπονεκτίνης στα προεφηβικά παιδιά 7-12 ετών με ΒΜΙ > 95% (in review)

Συμπεράσματα Ι Η μειωμένη HMW αδιπονεκτίνη και η αύξηση της ινσουλίνης και του HOMA-IR στα μεγαλύτερα λεπτόσωμα προεφηβικά παιδιά, πιθανόν να προετοιμάζει το έδαφος για την «φυσιολογική» αντίσταση στην ινσουλίνη της εφηβείας. Η μείωση του AdipoR1, μαζί με την μειωμένη ολική και HMW αδιπονεκτίνη στα μεγαλύτερα παχύσαρκα παιδιά, μπορεί να προάγει μία παθολογική αντίσταση στην ινσουλίνη στην εφηβεία.

Συμπεράσματα ΙΙ Η φυσιολογική ινσουλινοευαισθησία των μικρών παχύσαρκων παιδιών μπορεί να οφείλεται στην προστατευτική αύξηση της HMW αδιπονεκτίνης και της AL1 τα οποία αντιπαραθέτουν το μειωμένο AdipoR1.

Βιβλιογραφία Williams Textbook of Endocrinology. Wilson J, Foster D, Kronenberg H, Larsen, WB Saunders Company. 9 th Edition. rogress in Clinical Endocrinology. Sammel Sostin, MD, Editor. Essentials of Endocrinology. G Malan and R Gould. Edited by JLH O Riordan. Second edition. Functional Endocrine athology. Editors Kalman Kovacs, Sylvia L.Asa. Blackwell Scientific ublications. Clinical Endocrinology. Editor Ashley Grossman. Foreword by Michael Besser. Blackwell Scientific ublications. Endocrinology and Metabolism. hilip Felig, John D. Baxter, Lawrence A. Frohman. Third Edition. Molecular Endocrinology. Franklyn F. Bolander. Third Edition. Elsevier.

Σημείωμα Αναφοράς Copyright Πανεπιστήμιον Πατρών, Γκρέκα- Σπηλιώτη Βασιλική «Το Μονοπάτι της Αδιπονεκτίνης σε Σχέση με την Ινσουλίνη. Παιδιατρική Ενδοκρινολογία». Έκδοση: 1.0 Πάτρα 2015. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: https://eclass.upatras.gr/courses/med1045/.

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στo πλαίσιo του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Αθηνών» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά, Μη Εμπορική Χρήση Παρόμοια Διανομή 4.0 [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». [1] http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις) από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί.

Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει: το Σημείωμα Αναφοράς το Σημείωμα Αδειοδότησης τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει) μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους.