Frontierele BCAA Defectul catabolic modifică metabolismul glucozei în șoareci slabi Fiziologie

Fiziologie integrativă

Acest articol face parte din subiectul de cercetare

Progrese în mecanismele metabolice de îmbătrânire și bolile asociate Vezi toate cele 11 articole

Editat de

KATIA AQUILANO

Universitatea din Roma Tor Vergata, Italia

Revizuite de

Everardo M. Carneiro

Universitatea de Stat Campinas, Brazilia

Márcia Q. Latorraca

Universitatea Federală din Mato Grosso, Brazilia

Afilierile editorului și ale recenzenților sunt cele mai recente oferite în profilurile lor de cercetare Loop și este posibil să nu reflecte situația lor în momentul examinării.

• Descărcați articolul
  • Descărcați PDF
  • ReadCube
  • EPUB
  • XML (NLM)
  • Suplimentar
    Material
• Citarea exportului
  • Notă finală
  • Manager de referință
  • Fișier TEXT simplu
  • BibTex

DISTRIBUIE PE

Cercetare originală ARTICOL

• 1 Departamentul de Fiziopatologie, Institutul Internațional de Medicină Hongqiao, Spitalul Tongren, Laboratorul cheie de diferențiere celulară și apoptoză al Ministerului chinez al Educației, Școala de Medicină a Universității Jiao Tong din Shanghai, Shanghai, China
• 2 Departamentul de Cardiologie, Spitalul Xijing, Universitatea a patra medicală medicală, Xi’an, China
• 3 Școala de Medicină, Universitatea Shanghai Jiao Tong, Shanghai, China
• 4 departamente de anestezie, medicină și fiziologie, Școala de medicină David Geffen de la Universitatea din California, Los Angeles, Los Angeles, CA, Statele Unite

Introducere

În ultimii ani, rezistența la insulină și diabetul au fost legate de homeostazia perturbată a aminoacizilor cu lanț ramificat (BCAA) la animalele obeze și la oameni (Lynch și Adams, 2014). BCAA, inclusiv leucina, izoleucina și valina, sunt aminoacizi esențiali. O serie de studii observaționale au constatat că nivelurile circulante crescute de BCAA sunt asociate cu diabetul zaharat de tip 2 (T2DM) și rezistența la insulină la om și unele modele de rozătoare (Shaham și colab., 2008; Huffman și colab., 2009; Tai și colab., 2010; Xu și colab., 2013; Lynch și Adams, 2014; Lian și colab., 2015). Studiile longitudinale și prospective efectuate în diferite cohorte au raportat că nivelul crescut de BCAA în sânge este predictiv pentru patogeneza diabetului și modificarea nivelului plasmatic de BCAA este prognostic pentru rezultatele intervenției diabetului (Wang și colab., 2011; Melnik, 2012; Wang-Sattler și colab. ., 2012; Floegel și colab., 2013; Lu și colab., 2013; McCormack și colab., 2013). Nivelurile mai mici de BCAA au fost asociate cu o rezistență îmbunătățită la insulină după proceduri intervenționale (Laferrere și colab., 2011; Wang și colab., 2011; Shah și colab., 2012). Asocierea clară a condus la speculațiile cu privire la un potențial rol cauzal al homeostaziei BCAA perturbate în T2DM (Lynch și Adams, 2014).

Homeostazia aminoacizilor cu lanț ramificat este determinată în mare măsură de activitățile lor catabolice în țesuturi. Primii doi pași ai catabolismului BCAA sunt împărtășiți de toți cei trei BCAA. Pasul inițial de dezaminare pentru a produce cetoacizi cu lanț ramificat (BCKA) este catalizat de transaminaza BCAA (BCAT), care este urmată de decarboxilarea oxidativă pentru a forma esteri CoA, o reacție catalizată de complexul BCKA dehidrogenază (BCKD). Complexul BCKD este enzima care limitează viteza pentru catabolismul BCAA și este strict reglementată prin fosforilarea inhibitoare prin BCKDK și activarea defosforilării prin fosfataza mitocondrială 2C (PP2Cm). Pierderea PP2Cm în modelul genetic afectează parțial catabolismul BCAA, ducând la concentrații mai mari de BCAA și BCKA plasmatice (Lu și colab., 2009). În mod similar, la animalele obeze și la oameni, genele catabolice BCAA sunt reglementate în jos și catabolismul BCAA este moderat defect, contribuind la creșterea BCAA plasmatice și BCKA (She și colab., 2007b, 2013; Pietiläinen și colab., 2008; Herman și colab. al., 2010; Lackey și colab., 2013; Lu și colab., 2013; Menni și colab., 2013; Zimmerman și colab., 2013).

Asocierea puternică dintre nivelul crescut de BCAA și T2DM asociat cu obezitatea indică faptul că homeostazia BCAA perturbată poate contribui la controlul glicemic disfuncțional. Într-adevăr, studii recente arată că defectul catabolic al BCAA contribuie la rezistența la insulină și diabetul zaharat (White și colab., 2018; Zhou și colab., 2019). Cu toate acestea, la animalele obeze și la oameni, metabolismul lipidic neregulat și alte procese afectează dramatic sensibilitatea la insulină și metabolismul glucozei. Astfel, rămâne o provocare să deosebim impactul curat al defectului catabolic BCAA asupra metabolismului glucozei de perturbarea obezității la animalele obeze. Folosind șoareci slabi, studiul actual investighează impactul defectului catabolic BCAA asupra proceselor metabolice ale glucozei într-un model genetic de șoarece în care PP2Cm este ablat pentru a afecta parțial catabolismul BCAA.

---