Abstract

ćwiczenia fizyczne przyspieszają mobilizację wolnych kwasów tłuszczowych z białych adipocytów w celu dostarczenia paliwa do energii. Dzieje się tak w kilku tkankach i pomaga regulować stan metabolizmu całego ciała. W tych warunkach wiadomo, że hydroliza triacyloglicerolu (TG), która znajduje się w białych adipocytach, zwiększa się poprzez aktywację tych zdarzeń lipolitycznych, co jest określane jako „kaskada lipolityczna.,”Rzeczywiście, dowody wykazały, że reakcje lipolityczne w białych adipocytach są regulowane przez ciągłe ćwiczenia treningowe (ET) poprzez adaptacyjne zmiany w cząsteczkach, które tworzą kaskadę lipolityczną. W ciągu ostatnich kilku dekad zidentyfikowano wiele cząsteczek związanych z lipolizą. Warto zauważyć, odkrycie nowej lipazy, znanej jako lipaza trójglicerydowa adipose, na nowo zdefiniowało istniejące pojęcia wrażliwej na hormony lipazy zależnej hydrolizy TG w białych adipocytach., Ta recenzja przedstawia zmiany w lipolitycznych cząsteczkach białych adipocytów, które wynikają z ET, który obejmuje molekularną regulację lipaz TG poprzez kaskadę lipolityczną.

1. Wprowadzenie

otyłość, która wynika z zużycia energii, która przekracza wydatki na energię, jest poważnym globalnym problemem zdrowotnym nie tylko w krajach rozwiniętych (świat zachodni), ale w krajach o niskich i średnich dochodach (kraje słabiej rozwinięte) ., Białe adipocyty są zdolne do magazynowania nadmiaru energii w postaci triacyloglicerolu (TG) i odgrywają kluczową rolę w metabolizmie energetycznym poprzez dostarczanie wolnych kwasów tłuszczowych (FFA) i glicerolu poprzez hydrolizę TG. Indukcja lipolizy, jak również hamowanie syntezy TG w białych adipocytach, zostały uznane za cel terapii w celu zapobiegania i poprawy otyłości i związanych z nią zaburzeń., W związku z tym Wyjaśnienie mechanizmów leżących u podstaw zmian lipolitycznych cząsteczek wywołanych wysiłkiem fizycznym w białych adipocytach byłoby przydatne do ustanowienia nowej metody terapii wysiłkowej, a także do zrozumienia biologicznych znaczeń samych zdarzeń lipolitycznych.

to Wyjaśnienie lipolizy wykazało, w jaki sposób pozamaciczne gromadzenie lipidów w mięśniach szkieletowych i wątrobie jest ściśle związane z zespołem insulinooporności i cukrzycą ., W szczególności wiadomo, że strumień mięśniowych kwasów tłuszczowych odgrywa kluczową rolę w rozwoju zaburzeń metabolizmu energetycznego mięśni i całego ciała , wykazując, że wzrost spożycia lipidów domięśniowych przez mitochondrialne utlenianie β byłoby korzystne w zapobieganiu zaburzeniom związanym z otyłością. Rzeczywiście, w poprzednich badaniach wykazano, że ET zwiększa metaboliczne wykorzystanie lipidów zarówno u zdrowych, jak i otyłych ludzi i zmniejsza magazynowanie lipidów w wątrobie ., Ponadto wydaje się, że spowodowana ET utrata bezwzględnej zawartości lipidów w białych adipocytach per se ma pozytywny wpływ na obniżenie poziomu redystrybucji lipidów w innych tkankach poprzez tłumienie zawartości substratu syntetycznego, czyli FFA i glicerolu. Tak więc ET byłby wysoce skutecznym narzędziem do zmniejszania ektopowej akumulacji tłuszczu i / lub zwiększania hydrolizy TG w samych białych adipocytach.,

wiadomo, że mechanizmy molekularne leżące u podstaw lipolizy w białych adipocytach są regulowane głównie przez hierarchiczną aktywację kaskady lipolitycznej, która jest modyfikowana zarówno przez układ produkcji α – i β-AR-cAMP, a tym samym dystalnie wywierając zmianę na hydrolityczne działanie lipaz. Stymulacja tych dwóch ARs wywołuje przeciwne efekty: α-antylipolityczne i β-lipolityczne (szczegóły opisano w następnej sekcji)., Warto zauważyć, że wykazano, że całkowita aktywacja lipolizy w białych adipocytach jest uzyskiwana tylko wtedy, gdy katecholaminy były w obecności antagonisty an-AR u ludzi, chociaż nie obserwuje się zmian u gryzoni . Ten-antylipolityczny Składnik przeciwdziałający lipolizie za pośrednictwem β-AR jest dobrze znany jako „równowaga β-adrenergiczna”. Z drugiej strony Arner i współpracownicy wykazali, że-ARS modulują lipolizę w spoczynku, podczas gdy β – ARS modulują lipolizę podczas wysiłku fizycznego, nawet jeśli / równowaga β-adrenergiczna istnieje w ludzkich białych adipocytach., Ponadto wykazano, że liczba-ARs u jerboa, dormouse i szczura jest niższa niż u ludzi , co sugeruje, że lipoliza indukowana katecholaminami u gryzoni, które mają małą liczbę-ARs, jest regulowana przez zmianę funkcji β-lipolitycznej. Dlatego eksperymenty z wykorzystaniem jerboa, dormouse i szczura byłyby pomocne dla wyjaśnienia wywołanych wysiłkiem fizycznym zmian molekularnych w cząsteczkach lipolitycznych w ludzkich białych adipocytach, ponieważ-ARS modulują odpowiedź lipolityczną podczas ćwiczeń fizycznych u ludzi ., Powszechnie przyjęto, że ET ułatwia lipolizę stymulowaną hormonami w białych adipocytach u ssaków . Jednak wpływ ET zarówno na zachowanie molekularne, jak i na poziom ekspresji cząsteczek lipolitycznych w białych adipocytach pozostają brakującymi elementami układanki, chociaż ostatnie dowody zidentyfikowały zarówno nowe lipazy, jak i kofaktory lipolityczne: lipaza trójglicerydowa (ATGL), białka rodziny PAT, porównawcza identyfikacja genów – 58 (CGI-58) i lipotransna .,

celem niniejszej recenzji jest wyjaśnienie faktu, że trening wysiłkowy (ET) wywołał zmiany w cząsteczkach lipolitycznych za pośrednictwem β-AR, powszechnie wyrażanych w białych adipocytach człowieka i gryzoni. Wprowadzone wyniki tego przeglądu są mieszane z wynikami uzyskanymi od ludzi i zwierząt doświadczalnych. Jednak rozważenie tego punktu widzenia wydaje się umożliwiać pogłębienie zrozumienia lipolitycznych zdarzeń w białych komórkach tłuszczowych przez ET, ponieważ indukowane przez ET zmiany adaptacyjne cząsteczek lipolitycznych w białych adipocytach są uniwersalnym mechanizmem u ssaków., W pierwszej kolejności przedstawiono znany obecnie mechanizm(y) kaskady lipolitycznej oraz molekularne zachowanie lipaz i kofaktorów. Następnie skupiamy uwagę na indukowanych przez ET zmianach adaptacyjnych cząsteczek lipolitycznych, które uzyskano głównie z naszych badań białych adipocytów.

2. Podstawowa struktura kaskady lipolitycznej w białych adipocytach

Lipoliza w białych adipocytach jest regulowana przez wieloaspektowe zjawisko, które podlega przede wszystkim wyraźnym kontrolom czasowym, takim jak stymulacja hormonalna za pomocą katecholamin., Hormonalna aktywacja lipolizy w adipocytach odbywa się za pośrednictwem tradycyjnego procesu transdukcji sygnału zależnego od cAMP (Rysunek 1 (a)). Stymulacja receptorów sprzężonych z białkiem G (GPCRs), czyli -,-i-adrenergicznych (β-ARs), indukuje zmianę konformacyjną w podjednostce ga heterotrimerycznego białka G (Gaßy), która prowadzi do uwalniania GDP i wiązania GTP. Aktywowany Gaz prowadzi do aktywacji cyklazy adenylowej (AC) i do produkcji cAMP., Jednak stymulacja GPCRs, czyli-receptor adrenergiczny, receptor adenozyny i receptor prostaglandynowy E2, które stymulują Gai, powoduje inaktywację AC i zmniejsza produkcję cAMP, powodując osłabienie odpowiedzi lipolitycznej. Ponadto insulina hamuje wewnątrzkomórkową produkcję cAMP poprzez zwiększenie aktywności fosfodiesterazy-3B (PDE-3B), która zmienia cAMP NA AMP poprzez aktywację kinazy białkowej B / AKT (ryc. 1(b))., Podwyższony wewnątrzkomórkowy poziom cAMP fosforyluje i aktywuje kinazę białkową zależną od cAMP a (PKA), a następnie fosforyluje lipazę wrażliwą na hormony (HSL); dobrze wiadomo, że fosforylacja HSL w Ser563, Ser659 i Ser660 przez kinazę białkową zależną od cAMP (PKA) zwiększa jej aktywność enzymatyczną i że zewnątrzkomórkowa kinaza regulowana (ERK) indukuje fosforylację HSL w Ser600 w adipocytach 3T3-L1, chociaż nie ma badań potwierdzających ten wynik w pierwotnych ssaków białe adipocyty., Fosforylowany HSL aktywuje hydrolizę TG w adipocytach poprzez translokację HSL z cytoplazmy na powierzchnię kropelek lipidowych . Z drugiej strony donoszono o hamującym działaniu insuliny na aktywność HSL, a kinaza białkowa aktywowana AMP (AMPK) osłabia aktywność HSL poprzez zwiększenie jej fosforylacji w Ser565 .,


(a)

(b)


(a)
(b)

Figure 1
Lipolysis in white adipocytes is mainly regulated through GPCRs that localize on the plasma membrane., (a) w Warunkach stymulacyjnych ligandy wiążące się z GPCRs, czyli -,- I-AR, aktywują AC poprzez działanie gazu, powodując wzrost aktywności PKA poprzez akumulację wewnątrzkomórkowego cAMP, a z kolei PKA fosforyluje i aktywuje HSL. Fosforylowany HSL translokuje się na kropli lipidów, a tym samym aktywuje lipolizę. b) z drugiej strony ligandy wiążące się z GPCRs, czyli-AR, adenozyną-R i kwasem nikotynowym-R, osłabiają lipolizę poprzez zmniejszenie produkcji cAMP., Sygnalizacja receptora insuliny hamuje również odpowiedź lipolityczną poprzez aktywację PDH-3B, enzymu rozkładającego cAMP.

w 2004 roku trzy grupy niezależnie opublikowały odkrycie enzymu, który mógłby hydrolizować TG i nazwały go adipose trigliceryde lipase (ATGL). W przeciwieństwie do HSL, ATGL nie ma specyficzności dla hydrolizy MG, estrów cholesterolu lub estrów retinylu., ATGL ma jednak specyficzność substratową dla TG, która jest 10-krotnie wyższa niż dla DG, co wskazuje, że selektywnie działa jako pierwszy etap hydrolizy TG i że jego funkcja hydrolityczna nie ogranicza się do katabolizmu kropel lipidowych w tkance tłuszczowej. Ponadto, dwa miejsca fosforylacji ATGL, w Ser404 i Ser428, zostały zidentyfikowane w regionie C-terminal u ludzi . W przeciwieństwie do HSL, funkcje fosforylacji enzymu, ponieważ obejmuje kinazy białkowe, pozostają nieznane., Razem, zarówno HSL, jak i ATGL działają hierarchicznie w celu regulacji hydrolizy TG: ATGL inicjuje lipolizę poprzez usunięcie pierwszego FA z TG, aby z kolei wytworzyć DG; HSL generuje dodatkowe FA z DG I MG, aby wytworzyć glicerol (ryc. 2). W tych przypadkach fosforylacja lipaz odgrywa kluczową rolę w regulacji aktywności enzymów i jest ściśle związana z katabolizmem adipocytów.

Rysunek 2
ATGL działa wyłącznie na hydrolizę TG., Głównym składnikiem aktywności HSL jest wytwarzanie DG, substratu z działania ATGL. W końcu MGL działa w celu uwolnienia glicerolu i ostatecznego FFA.

3. Regulacja lipolizy poprzez skoordynowane działanie lipaz i kofaktorów

odkrycie perylipiny 1 dostarczyło dowodów na kofaktory istniejące w cytoplazmie i na powierzchni kropli lipidowych ., Perylipin 1 jest członkiem założycielem perylipin, adipophilin i tip47 rodziny (określane jako białka PAT / perylipin rodziny) lipidowych białek powlekanych i jest wyrażany głównie w białej tkance tłuszczowej, gdzie płaszcz krople lipidowe, oraz w tkance steroidogennej . Perylipina 1 ma aż sześć miejsc fosforylacji (Ser81, Ser222, Ser276, Ser433, Ser492 i Ser517) w adipocytach PKA ., Kilka badań donosiło, że perylipina 1 jest wielofunkcyjna i jest zdolna do zmniejszenia podstawowej lipolizy poprzez połączenie HSL z kroplami lipidowymi w celu utworzenia bariery i promuje ruch lipolizy perylipiny 1 z dala od kropli tłuszczu poprzez zależne od lipazy i niezależne mechanizmy . Ponadto stwierdzono, że CGI-58, znany również jako białko zawierające domenę α/β hydrolazy 5 (ABHD5), zwiększa aktywność hydrolazy TG ATGL dzięki bezpośredniej interakcji z białkami ATGL ., CGI-58 ma również zdolność do wiązania się z perylipiną 1 , wykazując, że lokalizacje zarówno perylipiny 1, jak i CGI-58 są centralnie zaangażowane w organizację i regulację interakcji efektorowych lipolitycznych zarówno w Stanach podstawowych, jak i stymulowanych hormonami. Schemat konsensusu koncepcyjnego przedstawiono poniżej (Rysunek 3). W Warunkach podstawowych CGI-58 lokalizuje się na powierzchni kropli lipidowych z perylipiną 1, chociaż ATGL występuje głównie w cytoplazmie, co powoduje osłabienie interakcji ATGL z CGI – 58 ., HSL znajduje się również całkowicie w cytoplazmie, gdzie jest niefosforylowany i usuwany z kropel lipidowych, zmniejszając w ten sposób aktywność hydrolizy TG w adipocytach . Natomiast aktywacja hormonalna β-ARs-PKA wywołuje skojarzenie CGI-58 Z ATGL w rozdrobnionych kropelkach lipidowych po szybkiej, w ciągu kilku minut, dysocjacji PKA-fosforylowanej perylipiny 1 w Ser517 i CGI-58 ., W tym czasie PKA promuje zarówno fosforylację, jak i translokację fosforylowanego HSL w Ser659 i Ser660 z cytoplazmy do kropel lipidowych , a z kolei perylipina 1 działa jako białko rusztowania do wiązania HSL z kropelkami lipidowymi, co powoduje indukcję maksymalnej odpowiedzi lipolitycznej. W ten sposób seryjne modyfikacje molekuł lipolitycznych, które wspierają lokalizację lipaz, odgrywałyby krytyczną rolę w adaptacyjnej zmianie odpowiedzi lipolitycznej w białych adipocytach przez ćwiczenia fizyczne.,


(a) Basal and inactivated conditions

(b) Hormone-activated conditions


(a) Basal and inactivated conditions
(b) Hormone-activated conditions

Figure 3
Under basal and inactivated conditions, perilipin 1 and CGI-58 form a complex on the surface of lipid droplets (a)., Z drugiej strony aktywacja PKA prowadzi do fosforylacji zarówno HSL, jak i perylipiny 1, w wyniku czego HSL i perylipina 1 tworzą kompleks na powierzchni kropelek lipidowych. Uwolniony CGI-58 Z fosforylowanej perylipiny 1 wiąże się z ATGL w celu wywołania lipolizy (b).

4. Wpływ ET na liczbę β-ARs, która jest pierwszym krokiem w mobilizacji kaskady lipolitycznej

jak wspomniano w powyższych punktach, stymulacja układu β-ARs-AC w białych adipocytach powoduje zmianę wewnątrzkomórkowej produkcji cAMP i późniejszą aktywację PKA., Tak więc, wzrost liczby β-ARs, które są wyrażone na powierzchniach komórek, można oczekiwać, że odegra kluczową rolę w podniesieniu lipolizy, która jest spowodowana przez ET. W ET istnieje jednak niewielka ilość dowodów wskazujących na brak zmiany liczby β-ARs, mierzonej za pomocą ligandów hydrofobowych, w porównaniu z pierwotnymi adipocytami osiadłych szczurów kontrolnych., Ponadto badania z wykorzystaniem ligandów hydrofilowych wykazały , że poziom β-ARs na powierzchni komórek jest znacznie obniżony z powodu ET u szczurów, co wskazuje, że poziom β-ARs przez ET, przynajmniej częściowo, może być internalizowany w cytoplazmie, a nie zwiększany na powierzchni komórek. Ponadto u szczurów wykazano, że w białych adipocytach z ET obserwuje się wzmocnienie sprzężenia β-ARs-AC ., Wyniki te wskazują, że indukowany przez ET wzrost lipolizy nie zależy od liczby β-ARs, ale raczej od zwiększenia skuteczności asocjacji zarówno białek β-ARs, jak i GS. W związku z tym indukowane przez ET wzmocnienie lipolizy może być pośredniczone przez adaptacyjną zmianę w post β-ARs.

pod wpływem ET, wielokrotne narażenie na wysokie stężenia katecholamin w osoczu podczas codziennych ćwiczeń może spowodować zmniejszenie regulacji i zmienić lokalizację β-ARs w cytoplazmie w białych adipocytach., Niektóre bardzo eleganckie badania przeprowadzone przez Shenoy i współpracowników wykazały, że-ARs mają funkcjonalny cykl obrotu z powierzchni komórkowej do cytozolu poprzez ubikwitynację w sposób zależny od dawki katecholaminy. Warto zauważyć, adaptacyjna zmiana adipocytów w odpowiedzi na ET wydaje się być wynikiem integracyjnego efektu napadów ostrego wysiłku. W związku z tym zrozumienie ostrych wydarzeń związanych z handlem-AR, wywołanych ćwiczeniami, wspierałoby Wyjaśnienie adaptacyjnego umiaru β-ARs przez ET., W pierwotnych adipocytach najądrza szczura, nasze wyniki uzyskane z ostrego wysiłku wykazały, że lokalizacja-ARs na powierzchni komórki była regulowana co najmniej 3 godziny po wysiłku przy zmniejszonej interakcji β-arrestyny 2 i-AR, podczas gdy powróciła ona do poziomu kontroli siedzącego trybu życia 24 godziny po wysiłku (ryc. 4). Utrata połączenia β-arrestyny 2 i-AR powodowała zmniejszenie ubikwitynacji-AR, co osłabiało internalizację-ARs do cytoplazmy. Jednak internalized-ARs były zdolne do szybkiego recyklingu na powierzchni komórki ., Razem, obrót-ARs, który został wywołany przez każdy atak ćwiczeń mógł być wynikiem zmniejszonego poziomu-ARs na powierzchni komórek przez ET, ponieważ w tym przypadku nie było zmian w całkowitej ilości β-AR (ryc. 4).

Rysunek 4
internalizacja-ARs z błony osocza do przestrzeni wewnątrzkomórkowej jest modyfikowana przez ostre ćwiczenia w białych adipocytach., Indukowany przez HE wzrost lokalizacji β-ARs do cytoplazmy może być wynikiem, przynajmniej częściowo, mobilizacji przemytu-ARs, który jest spowodowany codziennymi powtarzającymi się atakami ostrego wysiłku fizycznego.

5. Adaptacyjne zmiany w białkach G poprzez nawykowe ćwiczenia fizyczne

wiadomo, że zarówno podjednostka α białka GS (Gsa), jak i podjednostka α białka gi (Gia), które są oddzielone od podjednostek β – i γ przez stymulację α-i β – ARs, odgrywają kluczową rolę w synergistycznym działaniu AC w białych adipocytach., ET podobno wywołał znaczny wzrost aktywności AC białych adipocytów szczura, któremu towarzyszył spadek poziomu białka Gia, ale nie spowodował zmiany poziomu białek GSA w białych adipocytach szczura . Ponadto ET znacząco zmniejszał stężenie białka Gia2, które głównie hamuje aktywność AC, w białych adipocytach szczurów i na szczurzych wysepkach trzustkowych . Wyniki te wskazują, że ET pozytywnie reguluje systemy transdukcji sygnału poprzez hamowanie funkcji Gia w komórkach tłuszczowych, co prowadzi do aktywacji AC., Nie jest jednak znany mechanizm (- y), za pomocą którego ET indukuje downregulację białka Gia2. W naszym poprzednim badaniu ostre ćwiczenie przejściowo obniżało poziom białek Gia2 co najmniej 3 godziny po wysiłku za pomocą maszynerii degradacji ubikwityny-proteasomalu w białych adipocytach szczura (ryc. 5), co sugeruje możliwość, że obniżanie białka Gia2 przez ET może być również związane z ostrym działaniem proteolizy wywołanym ćwiczeniami, ponieważ ET jest często definiowane przez powtarzanie ataków ostrego wysiłku., Rzeczywiście, wiadomo, że promocja systemu ubikwityny-proteasomu zależy od wewnątrzkomórkowego ATP, który jest wytwarzany w kilku komórkach podczas wysiłku . Ponadto poziom MuRF-1, ligazy E3 specyficznej dla mięśni, jest podobno zmniejszany przez ET u pacjentów z przewlekłą niewydolnością serca . Tak więc, w ET, widoczny wpływ ćwiczeń na produkcję energii komórkowej i selektywne systemy transkrypcyjne może być jednym z wyzwalaczy do downregulacji białek Gia2 w białych adipocytach (Rysunek 5). Taki wniosek wymaga jednak dalszych badań.,

Rysunek 5
w białych adipocytach ostry wysiłek fizyczny przyspiesza degradację białek Gai2 przez układ ubikwityna-proteasom podczas i co najmniej 3 godziny po wysiłku fizycznym. Mechanizm ten może stać się czynnikiem powodującym nawykowe obniżenie poziomu Gai2 przez ET.

6., Manipulacja cząsteczek lipolitycznych przez ćwiczenia fizyczne w celu dostarczenia energii

zrozumienie mechanizmów regulacyjnych leżących u podstaw lipolizy bazalnej i stymulowanej hormonami w adipocytach ewoluowało w ostatnich latach. Niewiele wiadomo jednak o wpływie ET na molekularne zachowanie białek lipolitycznych, czyli perylipiny 1 i CGI-58 w białych adipocytach., Badania ET na szczurach nie wykazały zmian wewnątrzkomórkowego gromadzenia cAMP w białych adipocytach w porównaniu z kontrolą siedzącego trybu życia , co sugeruje możliwość, że molekularne zachowanie białek lipolitycznych, które występują w komórce, odgrywa kluczową rolę w indukowanym przez HE wzmocnieniu odpowiedzi lipolitycznej., Rzeczywiście, nasze poprzednie badania wykazały, że białe adipocyty uzyskane z ET szczura zwiększają poziom katalitycznych podjednostek białek PKA i białka zakotwiczającego PKA 150 (AKAP150), który promuje wiązanie PKA i jego substratu, z aktywacją zarówno PKA, jak i HSL we frakcji kropelek lipidowych homogenianu adipocytów . Wyniki te wyjaśniałyby zjawiska, w których indukowane przez et zakotwiczenie AKAP150 do PKA zwiększa wielkość sygnalizacji cAMP w białych adipocytach, nawet jeśli akumulacje wewnątrzkomórkowego cAMP nie zwiększają się w wyniku ET., U szczurów, poziomy HSL w adipocytach podobno są podwyższane przez ET pomimo otyłości lub normalnych warunków u osobnika, co sugeruje, że stymulujące działanie PKA za pośrednictwem AKAP150 łatwo prowokuje interakcję PKA z HSL, tym samym aktywując fosforylację HSL w przestrzeni cytoplazmatycznej. Jednak w białych adipocytach szczura fosforylacji HSL poprzez ostre ćwiczenia towarzyszy wzrost wewnątrzkomórkowej produkcji cAMP . Tak więc, funkcjonalna zmiana w AKAP150 może odgrywać kluczową rolę w adaptacyjnej augmentacji odpowiedzi lipolitycznych przez ET w białych adipocytach.,

Alsted i współpracownicy jako pierwsi poinformowali , że poziom białka ATGL jest znacząco zwiększany w ludzkich mięśniach szkieletowych przez ET, chociaż tkanka tłuszczowa jest używana do identyfikacji ATGL . Warto zauważyć, że delecja ATGL u myszy upośledza wydajność ćwiczeń i że myszy nokautujące ATGL nie wykazują wzrostu krążących poziomów FFA podczas ćwiczeń, co sugeruje, że zmiana molekularna w ATGL, jak również HSL, odgrywa rolę w dostarczaniu FFA z białych adipocytów podczas wysiłku fizycznego jako paliwa do metabolizmu., Do tej pory jednak niewiele wiadomo o wpływie ET na zmiany molekularne ATGL w białych adipocytach. Niedawno, u szczurów, wykazaliśmy, że mRNA, poziomy białka ATGL i białka HSL są regulowane przez ET i że aktywność wiązania DNA aktywowanego przez proliferację peroksysomu receptora-γ 2 (PPAR-γ2) jest ściśle związana z indukowaną przez ET regulacją ATGL . W tych warunkach Wiązanie CGI – 58 Z ATGL było znacznie zwiększone na kropelkach lipidowych z dysocjacją CGI-58 i perylipiny 1., Wyniki te wskazują, że indukowane przez ET przyspieszenie reakcji lipolitycznych jest, przynajmniej częściowo, pośredniczone przez nadczynność nowo zsyntetyzowanego białka poprzez transcriptional aktywacji ATGL. Tymczasem nie ma dowodów na to, czy fosforylacja atgl za pośrednictwem PKA bierze udział w hydrolizie TG przez ET, chociaż przynajmniej jedno poprzednie badanie wykazało, że zwiększona fosforylacja ATGL w Ser406, miejscu fosforylacji za pośrednictwem PKA, zarówno podczas postu, jak i umiarkowanych pojedynczych napadów ćwiczeń jest związana ze zwiększoną szybkością lipolizy u myszy ., W naszym badaniu pilotażowym ET wykazał wyższy poziom fosforylowanego ATGL w porównaniu z kontrolą siedzącego trybu życia w białych adipocytach najądrza szczura (niepublikowane dane). Te wyniki sugerują możliwość że ET może powodować phosphorylation-prowokował conformational zmianę w proteinowych strukturach ATGL, który może powodować w hypercombination CGI-58 na lipidowych kropelkach, w ten sposób wzmacniający lipolityczny odpowiedzi w szczur białych adipocytes., Podsumowując, kilka wyników wskazało, że lokalizacja i / lub fosforylacja cząsteczek lipolitycznych, takich jak perylipin 1, CGI-58, HSL i ATGL, ma centralną funkcję w indukowanej przez ET adaptacyjnej zmianie lipolizy w białych adipocytach i że aktywacja PKA za pośrednictwem AKAP150 również odgrywa kluczową rolę w tym mechanizmie (Rysunek 6).

Rysunek 6
podsumowanie indukowanych przez HE zmian adaptacyjnych cząsteczek lipolitycznych w białych adipocytach., ET stale promuje poziom ekspresji białek ATGL I HSL. Warunki te mogą powodować stymulację reakcji lipolitycznych poprzez adaptacyjne zmiany w cząsteczkach, takie jak wzrost działania kotwiczącego AKAP150, wyższe poziomy fosforylowanego HSL i zwiększenie tworzenia się kompleksu zarówno HSL / perylipin 1, jak i ATGL / CGI-58 na powierzchni kropli lipidowych. : podwyższenie poziomu funkcji i ekspresji każdej cząsteczki.

7., Wnioski

dobrze udokumentowane jest, że ćwiczenia o umiarkowanej intensywności przyspieszają reakcje lipolityczne w ludzkich białych adipocytach . W tym przeglądzie badania pokazujące zarówno ET, jak i ostre ćwiczenie światła do umiarkowanej intensywności wykazały, że umiarkowana intensywność ET wyraźnie prowokuje wzmocnienie lipolizy w białych adipocytach z orkiestrową zmianą w cząsteczkach lipolitycznych w sposób pozytywny. Jednak niewiele wiadomo o wysokiej intensywności ćwiczeń wywołanych zachowaniem cząsteczek lipolitycznych w białych adipocytach do tej pory. Konieczne są dalsze badania w celu wyjaśnienia tego punktu.,

Wyjaśnienie wywołanych przez niego zmian molekularnych w kaskadzie lipolitycznej ma zastosowanie nie tylko do zapobiegania otyłości, ale także do wyjaśnienia metodologii postępu w skuteczności ćwiczeń. Jednak w białych adipocytach nie ma kompletnych dowodów na wyjaśnienie mechanizmu(ów) leżącego u podstaw zmian adaptacyjnych wywołanych przez HE w lipolizie., W szczególności, nie ma nowych spostrzeżeń dotyczących zmian w receptorach sprzężonych z białkiem G, ani w rodzinie białek G i związanych z nimi modyfikacji spowodowanych przez HE, chociaż kilka wyników uzyskanych w naszych badaniach wykazało, że układ ubikwityna-proteasome odgrywa rolę w ostrej amplifikacji kaskady lipolitycznej za pośrednictwem wysiłku fizycznego poprzez poziomy ekspresji zarówno białek-AR, jak i Gia2., Warto jednak zauważyć, że u Drosophila zidentyfikowano ponad 200 genów regulujących morfologię kropli lipidowych, co sugeruje, że nowe cząsteczki, które nie są znane u ssaków, byłyby związane z regulacją zdarzeń lipolitycznych w białych adipocytach z ćwiczeniami lub bez ćwiczeń., W niedalekiej przyszłości poszukiwanie nowych cząsteczek w celu wyjaśnienia ich funkcji w sposób specyficzny dla ćwiczeń rzuci nowe światło na obliczenia wysoce skutecznego systemu lipolitycznego ćwiczeń i zwiększy biologiczne zrozumienie białych adipocytów jako” nośnika ” do przechowywania i dostarczania energii.,r>

ATGL: Adipose triglyceride lipase MGL: Monoacylglycerol lipase AMPK: AMP activated protein kinase CGI-58: Comparative gene identification-58 PAT/perilipin family proteins: Perilipin/perilipin 1, adipophilin/perilipin 2, TIP47/perilipin 3, S3-12/perilipin 4, and muscle lipid droplet protein/perilipin 5 family proteins AKAP150: PKA-anchoring protein 150 PPAR-γ2: Peroxisome proliferation-activated receptor-γ 2.,

konflikt interesów

autorzy oświadczyli, że nie ma konfliktu interesów.

podziękowanie

praca ta była częściowo wspierana przez Grant-in-Aid for Scientific Research z japońskiego Ministerstwa Edukacji, Kultury, Sportu, Nauki i technologii.