Gene protettivo scoperto nelle cellule adipose

Agosto 14, 2015 Admin Salute 0 4
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Negli ultimi dieci anni, diversi gruppi di ricerca hanno dimostrato che le cellule di grasso nelle persone svolgono un ruolo importante nel controllo di tutto il corpo di zucchero nel sangue e di insulina livelli sani. Per fare questo lavoro cruciale, cellule adipose bisogno di una piccola parte degli zuccheri derivati ​​dal cibo. L'obesità riduce spesso le molecole di trasporto di zucchero dedicate su cellule di grasso, bloccando il glucosio di entrare nelle cellule adipose. Di conseguenza, l'intero corpo diventa resistente all'insulina, e lo zucchero nel sangue aumenta, portando al diabete.

Il nuovo studio mostra perché il glucosio è così importante per le cellule di grasso. La squadra scoperto una nuova versione di un gene nelle cellule di grasso che risponde a zucchero con un effetto sistemico potente.




"Se cambiamo che un gene, che rende l'animale più inclini a o più protetti dal diabete", ha detto l'autore senior Barbara Kahn MD, il George R. Minot Professore di Medicina alla Harvard Medical School e Vice Presidente del Dipartimento di Medicina BIDMC. "Molti alimenti vengono convertiti in zucchero, quindi non c'è bisogno di mangiare più zucchero."

Il documento è stato pubblicato online il 1 ° aprile sulla rivista Nature. Nello studio, i ricercatori hanno individuato il gene BIDMC grasso e il suo effetto in modelli murini di obesità umana e la resistenza all'insulina e segnalati elementi di prova da campioni di tessuto grasso da entrambe le persone magre e obese.

"Due cose sono stati sorprendenti - in primo luogo, che un gene solitario potrebbe spostare il metabolismo della cellula di grasso in modo così drammatico e poi, che girando su questo interruttore generale selettivamente nel tessuto adiposo è benefico per tutto il corpo", ha detto Kahn. Dodici anni fa, prima Kahn ha dimostrato che le cellule di grasso sono il principale regolatore dei livelli sani di glucosio e di insulina nei topi e richiedono lo zucchero per fare il lavoro.

"La concezione generale di grasso come tutto negativo non è vero", ha detto il primo autore Mark Herman MD, un istruttore in Medicina e Chirurgia presso BIDMC e Harvard Medical School (HMS). "L'obesità è comunemente associata a disfunzione metabolica che mette le persone a più alto rischio di diabete, ictus e malattie cardiache, ma c'è una grande percentuale di persone obese che sono metabolicamente sani. Abbiamo iniziato con un modello di topo che dissocia l'obesità dai suoi effetti negativi. "

In questo ultimo studio, l'evidenza suggerisce il gene ritrovata potrebbe anche spiegare l'effetto protettivo di assorbimento del glucosio in grasso umano. Collaboratori tedeschi hanno trovato più l'attività dei geni nelle persone con una maggiore sensibilità all'insulina, sulla base di 123 campioni di tessuto adiposo da non-diabetici, glucosio persone tolleranti. L'attività dei geni grasso anche correlata fortemente con la sensibilità all'insulina in obesi, le persone non-diabetici, come misurato in 38 campioni di grasso da un'altra coppia di co-autori con sede a St. Louis.

"E 'una scoperta molto eccitante", ha detto Ulf Smith MD PhD, professore presso l'Università di Göteborg, in Svezia, e presidente dell'Associazione Europea per lo Studio del Diabete. Egli non è stato coinvolto in questo studio. "Abbiamo cercato per il meccanismo per cercare di capire perché il metabolismo del glucosio nel tessuto adiposo è così importante per la sensibilità di tutto il corpo all'insulina." Otto anni fa, Smith ha esteso reperti originali di Kahn per le persone e anche dimostrato che le cellule di grasso che iniziano ad avere difficoltà a prendere in zucchero può essere un indicatore precoce del diabete. Nelle persone sane, le cellule di grasso normalmente hanno bisogno di circa il 10 per cento degli zuccheri derivati ​​dal cibo, ha detto.

In cellule di grasso, il gene ritrovata agisce come un sensore di glucosio che converte gli zuccheri in acidi grassi, che possono svolgere un ruolo nella effetto sistemico potente. In risposta a crescenti livelli di glucosio, il gene rende una versione più attivo di per sé. La versione attiva attiva il meccanismo cellulare che smonta le molecole di zucchero e rifa in acidi grassi. La versione nuova di questo gene si chiama carboidrato-reattiva-elemento binding protein-beta, o ChREBP-beta in breve.

Nel fegato, dove il gene originale è stato scoperto da altri ricercatori, lo stesso processo di sintesi degli acidi grassi è dannoso. Lì, la trasformazione del glucosio in acidi grassi aumenta i trigliceridi nel sangue e porta a steatosi epatica non alcolica.

I topi nel più recente studio sono stati sviluppati nel laboratorio di Kahn due decenni fa per modellare una caratteristica sorprendente di obesità umana. Il numero di trasportatori del glucosio (GLUT4) scende con l'obesità - ma solo sulle cellule adipose - e succede all'inizio dello sviluppo del diabete. (GLUT4 si trova anche su cellule muscolari e cardiache.) Kahn generato topi con alterazioni genetiche nella quantità di GLUT4 nelle cellule adipose, in cerca di indizi per il legame tra obesità e diabete.

Una serie di topi dispone da 5 a 10 volte il normale numero di trasportatori del glucosio nelle cellule adipose. Questi topi sono obesi, ma presentano nessuna delle malattie solitamente associati con l'obesità. Un'altra serie di topi manca i trasportatori di glucosio sulle loro cellule adipose, che provoca sintomi del diabete nonostante il fatto che questi topi hanno peso corporeo normale.

"C'è qualcosa di molto speciale GLUT4", ha detto Kahn. "Quando ti svegli e non hai mangiato per tutta la notte, i trasportatori GLUT4 sono all'interno della cellula. In pochi minuti di mangiare e glucosio raggiungere il sangue e stimolando la secrezione di insulina, i trasportatori GLUT4 muovono sulla superficie delle cellule. E 'affidabile, veloce, dinamico e fondamentale per mantenere il normale zucchero nel sangue dopo che mangiamo ".

Ora, il team di Kahn ha identificato come le cellule di grasso con GLUT4 possono percepire il cambiamento di trasporto del glucosio nella cellula e rispondere regolando sensibilità all'insulina in tutto il corpo. Il nuovo studio rivela una nuova versione potente di un gene che trasforma il glucosio in acidi grassi. "Abbiamo sicuramente non vogliamo insinuare che le persone dovrebbero mangiare più zucchero", ha detto Kahn.

Nella ricerca futura, la squadra indagherà se l'attività del gene potrebbe essere al lavoro direttamente tramite acidi grassi o alterare le cellule di grasso e le molecole che secernono in altri modi. Il team BIDMC sta perseguendo l'angolo di acidi grassi, in parte perché sembra volare di fronte alla saggezza convenzionale.

Il concetto che alcuni acidi grassi potrebbero essere utile non è nuova, ma "fino a poco tempo fa, si pensava che il tessuto adiposo umano non era in grado di sintetizzare molti acidi grassi", ha detto Herman. In realtà, gli acidi grassi benefici come gli omega 3 di pesce, e altri acidi grassi che si trovano nell'olio di oliva, sono di solito raccomandato come parte di una dieta sana.

E gli acidi grassi gli umani generano non sono stati pensati per essere utile. "C'è una mitologia che elevati acidi grassi nel sangue sono dannose metabolicamente e generalmente Segnale di insulino-resistenza nelle persone", ha detto Kahn. "Il nostro studio dimostra che non deve essere il caso. Si pone la questione se ci sono alcuni acidi grassi speciali compiuti a seguito di upregulation di ChREBP."

La ricerca è stata finanziata dal National Institutes of Health, Boston Area Diabetes Endocrinologia Research Center, Boston Nutrition Obesity Research Center, il Picower e Fondazioni JPB, una Fellowship presso l'Istituto Radcliffe for Advanced Study, e la Deutsche Forschungsgemeinschft DFG.

Oltre a Kahn e Herman, coautori di studio comprendono BIDMC investigatori Odile D. Peroni, e Jorge Villoria; Michel R. Schon della Stadtisches Klinikum Karlsruhe, Karlsruhe, Germania; Nada A. Abumrad e Samuel Klein del Washington University School of Medicine; e Matthias Blüher dell'Università di Lipsia, Lipsia, in Germania.

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