диета-индуцирано

  • абстрактно
  • Заден план:
  • методи:
  • резултатите:
  • заключение:
  • Въведение
  • резултатът
  • Телесно тегло и серумни параметри на животните
  • Влияние на индуцираното от кафето затлъстяване върху експресията на адипонутрин и ATGL
  • Регулиране на експресията на адипонутрин и ATGL чрез условия на хранене в различни запаси от мастна тъкан
  • Ефект на възрастта върху експресията на адипонутрин и ATGL
  • Корелации на експресията на адипонутрин и ATGL със затлъстяване и серумен инсулин и лептин
  • дискусия

абстрактно

Заден план:

Адипонутрин/PNPLA3 и мастната триглицеридна липаза (ATGL) са протеини, силно експресирани в мастната тъкан, които имат очевидно различни роли (липогенни/липолитични). Съобщава се, че генната експресия на двата протеина и тяхната хранителна регулация се променят при генетично затлъстели животни.

методи:

Проучихме експресията на адипонутрин и ATGL при 6-месечни плъхове, които бяха със затлъстяване при хранене в кафене, подложени на различни условия на хранене (хранене/гладно/многократно хранене) в сравнение с животни с нормално тегло. Нивата на адипонутрин и ATGL mRNA бяха определени в тъканите на депо на бяла мастна тъкан (подкожна и висцерална) и в интеркапсулните кафяви мастни тъкани и нивата на ATGL протеин в избрани хранилища. В допълнение, нивата на експресия на базален адипонутрин и ATGL са сравнени между животни на възраст от 6 до 3 месеца.

резултатите:

Затлъстяването намалява експресията на адипонутрин и ATGL в различни мастни запаси. В случая на адипонутрин се наблюдава тенденция към понижаване на нивата на иРНК в запасите от бяла мазнина, изследвани при затлъстели животни, въпреки че намаляването е значително само в подкожния склад. По отношение на ATGL, обща и значително по-ниска експресия е открита в белите и кафяви мастни тъкани на плъхове, които са затлъстели в кафенето. По отношение на хранителната регулация, според липогенната роля, експресията на адипонутрин иРНК намалява с глад и се възстановява чрез повторно хранене при нормални животни; това правило е загубено при затлъстели плъхове. Експресията на липолитична ATGL (нива на иРНК и протеини) се увеличава чрез гладуване при нормални животни в мезентериалното мастно хранилище, докато при затлъстели плъхове не се наблюдава промяна. В допълнение, регулирането на храненето на адипонутрин и ATGL е повлияно от възрастта и ние съобщаваме за намаляване на регулирането на изходните нива на иРНК на адипонутрин с възрастта във вътрешните мастни запаси.

заключение:

Затлъстяването и възрастта, индуцирани от столовата в бюфета, променят експресията на адипонутрин и ATGL и тяхното регулиране от условията на хранене. Тези резултати подчертават значението на правилното изразяване и регулиране както на протеините за поддържане на теглото, така и на тяхната роля в енергийния метаболизъм.

Адипонутринът и мастната триглицеридна липаза (ATGL) са двама членове на едно и също семейство, семейство фосфолипаза А2, които са силно експресирани в мастната тъкан и играят роля за мобилизиране и съхраняване на енергия в адипоцитите. 1 И двата протеина имат in vitro триацилглицерол липаза и ацилглицерол ацилтрансфераза, поради което могат да участват в липолизата и липогенезата. 1 Те са под строга хранителна регулация, която има противоположен характер в отговор на условията на хранене и очевидна и противоположна роля в енергийния метаболизъм. 2, 3, 4, 5, 6, 7

Физиологичната роля на ATGL, известна също като PNPLA2 и деснутрин, е най-вече ясна. Протеинът хидролизира дълговерижните триацилглицероли на мастни киселини до диацилглицероли при гладно, осигурявайки субстрат за хормоночувствителната липаза в липолитичната каскада. 6, 7 Значението на ATGL в липолитичния процес е демонстрирано в няколко експеримента in vitro. 6, 7, 8, 11, Haemmerle et al. 17 потвърждават своята важна роля in vivo, което показва, че ATGL нокаутиращите мишки показват повишено съхранение на триацилглицерол в различни тъкани. ATGL има важно хранително регулиране, но за разлика от регулирането на адипонутрин; в съответствие с липолитичната му роля, експресията на ATGL иРНК в мастната тъкан се предизвиква след гладуване. Регулирането на ATGL 7, 18, 19 от условията на хранене изглежда се медиира от глюкокортикоиди (надрегулирани) 7 и инсулин (понижено регулиране на експресията на ATGL). 8, 20

Затлъстяването влияе върху експресията и регулирането на молекулите, участващи в енергийната хомеостаза и поддържането на теглото. 21, 22, 23 Експресията на адипонутрин и ATGL иРНК е описана като променена в мастната тъкан в животински модели на генетично затлъстяване 2, 7, 10 и два полиморфизма на човешки адипонутрин са свързани със затлъстяването. 9, 24 В допълнение, нашата група съобщава, че регулирането на затлъстяването при хранене на адипонутрин е нарушено при плъхове със затлъстяване Zucker 10 и че регулирането на ATGL в бялата мастна тъкан е нарушено при по-възрастните плъхове, което може да бъде свързано с увеличаване на теглото, което се случва при стареене. 19.

Изследвания на експресията на адипонутрин и ATGL при затлъстяване обаче са извършвани главно с помощта на генетични модели на затлъстяване. Поради тази причина се интересувахме от оценката на експресията на адипонутрин и ATGL и хранителната регулация в мастната тъкан, използвайки модел на затлъстяване, предизвикан от диета при плъхове. За да предизвикаме затлъстяване, избрахме да ядем в трапезарията; Диетата е смесена, разнообразна, вкусна, хиперлипидна диета, има богат опит и е много полезна, защото имитира изследвания на човешко затлъстяване 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, тъй като предизвиква доброволна хиперфагия и наддаване на тегло. и мастна маса при плъхове дори след кратко време. 32 Мастната тъкан се разпределя на различни анатомични места с различни биологични функции и метаболитни дейности, 33, 34 и ние описахме важни регионални разлики в експресията на адипонутрин и ATGL. 10, 19 Поради важността на разпределението на телесните мазнини, направихме нашето проучване в различни магазини на мастната тъкан. Освен това, тъй като възрастта е свързана с нарушен контрол на телесното тегло, 19 ние също проучихме ефекта на възрастта върху експресията на двата протеина. Целта на тези експерименти е да допринесат за in vivo ролята на адипонутрин и ATGL за поддържане на телесно тегло.

резултатът

Телесно тегло и серумни параметри на животните

Шестмесечни плъхове, които бяха затлъстели в кафенето, показаха 37% по-високо телесно тегло, 120% по-висок индекс на затлъстяване и бяха хиперлептинемични в сравнение с контролите им (Таблица 1). В състоянието на насищане на кръвта, въпреки че нивата на циркулиращия инсулин не бяха засегнати, индуцираното от диетата затлъстяване доведе до повишаване на нивата на кръвната глюкоза. В допълнение, животните с наднормено тегло са имали по-ниска инсулинова чувствителност, отколкото е показана от по-високите нива на HOMA-IR, въпреки че разликата не е достигнала статистическа значимост поради междуиндивидуалната променливост в групата на хранене. Условията на хранене повлияват нивата на циркулиращия инсулин при изследваните животни, но разликите са статистически значими само при бедни плъхове: инсулинът намалява поради 14-часово гладуване (1,00 ± 0,23 на гладно срещу 3,23 ± 0,46 μg l-1 при контролни плъхове) и е възобновено след 6 часа повторно хранене (3,73 ± 0,58 μg l -1). Нивата на глюкоза не са засегнати (данните не са показани).

Маса в пълен размер

В сравнение с 3-месечни животни, 6-месечните плъхове имат по-висок индекс на затлъстяване и по-високи нива на циркулиращ лептин, което показва по-високи нива на мазнини; Нивата на инсулин и HOMA-IR също са статистически по-високи, което показва намалена инсулинова чувствителност при най-старите животни (Таблица 1).

Влияние на индуцираното от кафето затлъстяване върху експресията на адипонутрин и ATGL

При контролните животни най-високата експресия на иРНК на адипонутрин е намерена в IBAT, докато експресията в запасите от бяла мастна тъкан е по-ниска и подобна между тях (Фигура 1). При затлъстели биволски плъхове се наблюдава тенденция към намаляване на експресията на адипонутрин в сравнение с контролните животни в изследваните запаси от бяла мастна тъкан. Това намаление е значително само при IWAT (85% намаление), въпреки че намаляването на експресията на адипонутрин, открито в EWAT на плъхове, хранени с диета (58%, P = 0,068, t-тест на Student) също е забележително. Незначителен спад от 35% се наблюдава в двата вътрешни склада с бяла мазнина (MWAT и RWAT). Няма промяна в IBAT поради хранене на блок маса.

Нива на експресия на мРНК на адипонутрин в различни запаси от бяла мастна тъкан (EWAT: епидидима, IWAT: ингвинална, MWAT: мезентериална и RWAT: ретроперитонеална) и в интеркапсулна кафява мастна тъкан (IBAT) при различни условия на хранене при 6-месечен контрол и Buf. затлъстели плъхове, измерени чрез Q-PCR. Хранените животни имаха достъп до храна ad libitum, на гладно животните бяха лишени от храна в продължение на 14 часа и повторно хранените животни имаха свободен достъп до храна в продължение на 6 часа след 14 часа на празен стомах. Резултатите представляват средните ± sem (n = 5) съотношения на специфични нива на иРНК към β-актин (използвани като домакински ген). Данните за IBAT от хранени контролни плъхове бяха определени на 100% и останалите стойности са показани. * Ефект на гладно или повторно хранене (еднопосочен ANOVA, P # ефект на затлъстяването (затлъстяване спрямо контролни плъхове) (P

Експресия на ATGL mRNA при ad libitum и гладуване в продължение на 14 часа в същите тъкани и животински модели, описани на фигура 1.

Изображение в пълен размер

Ефект на възрастта върху експресията на адипонутрин и ATGL

Използваните животни са на възраст 6 месеца; Тъй като е известно, че възрастта влияе върху експресията на молекули, участващи в енергийната хомеостаза и поддържането на теглото, 40, 41 сравнихме изходните адипонутрин и експресията на ATGL при 6-месечни контролни животни, хранени на 3-месечни животни. Резултатите показват рязък спад (

76%) с възрастта на експресия на адипонутрин в двете изследвани вътрешни запаси от бяла мастна тъкан, мезентериална и ретроперитонеална; Експресията на ATGL mRNA не се влияе от възрастта в нито един запас (Фигура 4).

Въпреки близката си хомология с адипонутрин, ATGL има противоположната хранителна регулация, тъй като се стимулира силно от гладуване при млади животни в съответствие с липолитичната му роля. 7, 18, 19 Ние обаче открихме само стимулиращ ефект на гладуването върху експресията на ATGL в MWAT на контролните животни, който, както вече беше споменато, е особено чувствителен към регулирането на храненето. 42, 43 Тази повишена експресия на глад (на ниво пратеник и протеин) в MWAT при хранени в кафенета животни изчезва. Общото отсъствие на отговор на гладно вероятно се дължи на възрастта на животните (6 месеца), тъй като по-рано се съобщава, че нивата на ATGL mRNA се увеличават с гладуване в различни магазини на бяла мастна тъкан до 5-месечна възраст, докато това увеличение на регулацията изчезнал на възраст 7 месеца. Нашите резултати показват, че при 6-месечни животни експресията на ATGL все още е чувствителна към регулирането на гладно, но само при MWAT. Следователно ATGL би бил по-чувствителен към възрастта от адипонутрин; при 6-месечни контролни животни отговорът (макар и нарушен) на нивата на адипонутрин иРНК е към условията на хранене, докато в повечето тъкани регулацията на храненето с ATGL се губи.

В обобщение, експресията и регулирането на хранителните нива на адипонутрин (на ниво пратеник) и ATGL (на ниво пратеник и протеин) се променят от приема на шведска маса. Тази вреда може да бъде причинена от ефекта на храненето; Тъй като обаче подобни резултати са описани в генетични модели на затлъстяване, ефектът от затлъстяването сам по себе си се предполага. По-нататък описваме ефекта на възрастта върху хранителната регулация на протеините и върху базовите нива на експресия на адипонутрин.

Можем да заявим, че възрастта и затлъстяването, дължащи се на хранене на блок маса, влияят върху експресията и регулирането на храненето на адипонутрин и ATGL, което може да бъде свързано с увеличаване на теглото, което настъпва при стареене или хранене с хиперкалорична диета. Тези резултати подкрепят ролята на двата протеина. регулиране на енергийния баланс и свързано с това регулиране на телесното тегло.