Η επίδραση των κυτταροκινών/ορμονών σε λιπώδη ιστό παχύσαρκων και φυσιολογικών παιδιών

Abstract

Εισαγωγή: Η παιδική παχυσαρκία αποτελεί μία επιδημία του σύγχρονου δυτικού κόσμου και ορίζεται λειτουργικά ως η υπέρμετρη αύξηση του λιπώδους ιστού. Η παχυσαρκία αποτελεί ανεξάρτητο παράγοντα κινδύνου για την ανάπτυξη μίας πληθώρας συνοσηροτήτων όπως την αντίσταση στην ινσουλίνη, το σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2, καρδιοαγγειακά νοσήματα και μεταβολικό σύνδρομο. Ο λιπώδης ιστός είναι ένα παρακρινές και ενδοκρινές όργανο, το οποίο μέσω της έκκρισης κυτταροκινών και φλεγμονογόνων παραγόντων έχει την ικανότητα να ρυθμίσει το ενεργειακό ισοζύγιο του οργανισμού. Η αντιπονεκτίνη μία από τις πιο σημαντικές κυτταροκίνες του λιπώδους ιστού, μέσω των υποδοχέων της AdipoR1 και AdipoR2, ενεργοποιεί την ινσουλινοεπαγώμενη πρόσληψη της γλυκόζης από το λιποκύτταρο, ενώ έχει αντι-φλεγμονώδης και αντι-αθηρωματική δράση σε άλλους ιστούς του οργανισμού. Ο PPAR-γ, ανήκει στην υπερ-οικογένεια των πυρηνικών υποδοχέων PPARs (peroxisome proliferative-activated receptors) και είναι ένας μεταγραφικός παράγοντας, ο οποίος σε ανταπόκριση στα κυκλοφορούντα ελεύθερα λιπαρά οξέα, ενεργοποιεί τη διαφοροποίηση των προλιποκυττάρων σε ώριμα λιποκύτταρα μικρού μεγέθους με πολλά λιποσταγονίδια. Το PPAR-γ μέσω της ενεργοποίησης του από τους ενδογενείς υποκαταστάτες του, τις θειαζολιδινεδιόνες, επάγει την ινσουλινοευαισθησία και αυξάνει την έκφραση της αντιπονεκτίνης. Τα ενδοκανναβινοειδή, μέσω των υποδοχέων τους CB1 και CB2, ρυθμίζουν την όρεξη στο κεντρικό νευρικό σύστημα, ενώ μπορούν να ενεργοποιήσουν περιφερικά τη λιπογένεση και να μειώσουν τη γονιδιακή έκφραση της αντιπονεκτίνης. Τα ενδοκανναβινοειδή βρίσκονται υπερενεργοποιημένα σε ενήλικες παχύσαρκους, ενώ τα επίπεδα της αντιπονεκτίνης μειώνονται σημαντικά. Σκοπός: Να μελετηθούν τα επίπεδα έκφρασης του AdipoR1, του PPAR-γ, του CB1 και των ενζύμων των ενδοκανναβινοειδών FAAH και DAGL-α, σε λεπτόσωμα και παχύσαρκα προεφηβικά παιδιά και να συσχετιστούν με τα κυκλοφορούντα επίπεδα της αντιπονεκτίνης και της ινσουλίνης. Μεθοδολογία: Για το σκοπό αυτό αναπτύχθηκαν πρωτογενείς καλλιέργειες προλιποκυττάρων και ώριμων λιποκυττάρων από βιοψίες κοιλιακού υποδόριου λιπώδους ιστού 17 παχύσαρκων (BMI>95%) και 36 λεπτόσωμων (BMI<85%) προεφηβικών παιδιών. Τα παιδιά χωρίστηκαν σε δύο ηλικιακές ομάδες, ομάδα Α: 2 μηνών-7 ετών και ομάδα Β: 9-12 ετών. Η γονιδιακή και πρωτεϊνική έκφραση του AdipoR1, PPAR-γ και CB1 μελετήθηκαν με τη μέθοδο RT-PCR και Western Immunoblotting. Επίσης, η γονιδιακή έκφραση των ενζύμων των ενδοκανναβινοειδών FAAH και DAGL-α, μελετήθηκαν με Real-Time PCR. Τα κυκλοφορούντα επίπεδα της ολικής και HMW αντιπονεκτίνης όπως και της ινσουλίνης μετρήθηκαν με ELISA, ενώ υπολογίστηκε ο δείκτης ινσουλινοαντίστασης HOMA-IR και μετρήθηκε η περίμετρος κοιλίας σε κάθε παιδί. Αποτελέσματα: Η πρωτεϊνική έκφραση του AdipoR1 βρέθηκε μειωμένη στα προλιποκύτταρα και ώριμα λιποκύτταρα των μικρότερων παχύσαρκων παιδιών της ομάδας Α, σε σύγκριση με τα αντίστοιχα λεπτόσωμά τους. To PPAR-γ βρέθηκε αυξημένο στα ώριμα λιποκύτταρα των λεπτόσωμων και παχύσαρκων παιδιών, σε σύγκριση με τα προλιποκύτταρά τους, ενώ ήταν και σημαντικά αυξημένο στα ώριμα λιποκύτταρα των μικρότερων παχύσαρκων παιδιών, σε σύγκριση με τα αντίστοιχα λεπτόσωμά τους. Ο υποδοχέας των ενδοκανναβινοειδών, CB1, ήταν σημαντικά μειωμένος στα ώριμα λιποκύτταρα των παχύσαρκων παιδιών και των δύο ηλικιακών ομάδων, σε σύγκριση με τα αντίστοιχα λεπτόσωμά τους, ενώ παρουσίασε μία σημαντική αύξηση με την ηλικία. Επιπρόσθετα, το ένζυμο αποδόμησης FAAH (για την ανανδαμίδη) μειώθηκε με την ηλικία στα μεγαλύτερα λεπτόσωμα παιδιά της ομάδας Β, ενώ στα μεγαλύτερα παχύσαρκα παιδιά ήταν αυξημένο σε σύγκριση με τα αντίστοιχα λεπτόσωμά τους. Το ένζυμο βιοσύνθεσης DAGL-α (για το 2-AG) βρέθηκε αυξημένο στα μεγαλύτερα λεπτόσωμα και παχύσαρκα παιδιά της ομάδας Β σε σύγκριση με τα λεπτόσωμα και παχύσαρκα παιδιά της ομάδας Α. Η ινσουλίνη και το HOMA-IR ήταν σημαντικά αυξημένα στα μεγαλύτερα παιδιά, λεπτόσωμα και παχύσαρκα, σε σύγκριση με τα μικρότερα παιδιά. Η HMW αντιπονεκτίνη βρέθηκε μειωμένη στα λεπτόσωμα και παχύσαρκα παιδιά της ομάδας Β σε σύγκριση με τα αντίστοιχα παιδιά της ομάδας Α, ενώ ήταν σημαντικά αυξημένη στα μικρότερα παχύσαρκα παιδιά σε σύγκριση με τα αντίστοιχα λεπτόσωμά τους. Η περίμετρος κοιλίας ήταν σημαντικά αυξημένη στα μεγαλύτερα παχύσαρκα αγόρια σε σύγκριση με τα αντίστοιχα λεπτόσωμά τους. Συμπεράσματα: Η μειωμένη έκφραση του CB1 και η αυξημένη έκφραση του PPAR-γ στα μικρότερα παχύσαρκα προεφηβικά παιδιά της ομάδας Α, σε συνάφεια με τα αυξημένα επίπεδα της HMW αντιπονεκτίνης, πιθανόν να αντικατοπτρίζουν έναν προστατευτικό μηχανισμό ελεγχόμενης λιπογένεσης και διατήρησης της ινσουλινοευαισθησίας στα παιδιά αυτά που ήδη παρουσιάζουν μειωμένα επίπεδα έκφρασης του υποδοχέα της αντιπονεκτίνης, AdipoR1. Επιπλέον, τα μειωμένα επίπεδα της HMW αντιπονεκτίνης και τα αυξημένα επίπεδα της ινσουλίνης στα μεγαλύτερα παιδιά πιθανόν απεικονίζει την προετοιμασία των παιδιών αυτών για την «φυσιολογική» ινσουλινοαντίσταση της εφηβείας. Η αύξηση των ενζύμων FAAH και DAGL-α στα μεγαλύτερα παχύσαρκα παιδιά της ομάδας Β, μπορεί έμμεσα να μας δείχνει ότι τα επίπεδα της ανανδαμίδης στα παιδιά αυτά είναι μειωμένα, ενώ τα επίπεδα του ενδοκανναβινοειδούς 2-AG αυξάνονται, θέτοντας πιθανόν τα παχύσαρκα παιδιά σε μεγαλύτερο κίνδυνο για λιπογένεση. Η μειωμένη έκφραση του CB1 στα μεγαλύτερα παχύσαρκα παιδιά όμως, μπορεί να απεικονίζει είτε την προσπάθεια του οργανισμού να περιορίσει την λιπογένεση στα παιδιά αυτά, που ήδη βρίσκονται σε κίνδυνο λόγω της παχυσαρκίας τους, είτε αντικατοπτρίζει τη μειωμένη ικανότητα του υποδόριου λιπώδους ιστού να αποθηκεύσει λίπος αυξάνοντας τον κίνδυνο εναπόθεσης λίπους ενδοκοιλιακά, το οποίο μπορεί να διαταράξει την ενεργειακή ισορροπία του οργανισμού τους προκαλώντας διαταραγμένη ανοχή στη γλυκόζη.