Povzetek

Perirenalno maščobno tkivo, eno od maščobnih mas, ki obdajajo ledvice, je mogoče pridobiti od zdravih darovalcev med presaditvijo ledvice. Perirenalno maščobno tkivo je bilo doslej znano le kot vezivno tkivo za zaščito ledvic in ledvičnih krvnih žil pred zunanjimi fizičnimi dražljaji. V zadnjem času pa se je maščobno tkivo začelo obravnavati kot endokrini organ, za perirenalno maščobno tkivo pa se šteje, da neposredno vpliva na presnovne bolezni. Značilnosti perirenalnega maščobnega tkiva zdravega darovalca so naslednje: (Ⅰ) obstaja veliko število rjavih maščobnih celic (70–80 odstotkov vseh), (Ⅱ) večina rjavih maščobnih celic je neaktivnih v celici v mirovanju. cikel, (Ⅲ) Aktivacijski dejavniki so stalna izpostavljenost nizkim temperaturam, hormoni, dejavniki metastaz in okoljski dejavniki, (Ⅳ) Anatomsko je veliko število rjavih maščobnih celic razporejenih blizu nadledvične žleze, (Ⅴ) bež celice, proizvedene s pretvorbo belih adipocitov v rjave adipocite so zelo aktivni, (Ⅵ) aktivirane celice izločajo BATokine in (Ⅶ) učinkovitost porabe energije je visoka. Kljub tem prednostim se vse perirenalno maščobno tkivo zdravega darovalca sežge kot medicinski odpadek. Z namenom njegove uporabe ta pregled obravnava rjave adipocite in bež celice v perirenalnem maščobnem tkivu zdravega darovalca in predlaga možnosti za njihovo klinično uporabo.

Ključne besede

perirenal; maščobno tkivo; zdrav darovalec; rjavi adipociti; bež celice;Koristi izvlečka Cistanche

Kliknite tukaj za pridobitevučinki Cistanche koristi na ledvice

Perirenalno maščobno tkivo

Obstajajo tri vrste maščobe, ki obdaja ledvice: pararenalna maščoba, sinusna maščoba in perirenalna maščoba. Pararenalna maščoba se nahaja zunaj ledvične membrane in je sestavljena iz bele maščobe [1]. Maščoba ledvičnega sinusa je porazdeljena okoli ledvičnih žil, prisotna je znotraj ledvične membrane in se poveča z debelostjo. Perirenalna maščoba se nahaja v retroperitonealni votlini in velja za preprosto vezivno tkivo, ki ščiti ledvice in ledvične žile pred zunanjimi fizičnimi dražljaji (slika 1A) [1].

Slika 1. Karakterizacija perirenalnega maščobnega tkiva. (A) Anatomska lokacija perirenalnega maščobnega tkiva, (B) Tipi maščobnih celic, ki sestavljajo perirenaladipozno tkivo, (C) Termogeneza rjavih adipocitov za izgorevanje kalorij, (D) Adipokini, ki jih izločajo rjavi, beli in bež adipociti, in (E) Induktorji porjavitve za transformacijo belih adipocitov v bež celico.

Kljub temu, da se maščobno tkivo šteje za endokrini organ, ki izloča različne adipokine in ne le za shranjevanje energije, se šteje, da perirenalno maščobno tkivo neposredno vpliva na presnovne bolezni, kot so sladkorna bolezen, debelost in kardiovaskularne nenormalnosti [2]. Kot endokrini organ perirenalno maščobno tkivo vsebuje veliko število rjavih adipocitov [3] in visoko aktiviranih bež celic, ki nastanejo s transformacijo belih adipocitov [4]. Zato perirenalno maščobno tkivo velja za zelo uporaben vir celic za terapevtske namene.

Vse perirenalno maščobno tkivo, pridobljeno od zdravih darovalcev med presaditvijo ledvice, pa se sežge kot medicinski odpadek. Da bi povečali možnost njegove klinične uporabe, ta članek obravnava značilnosti in možne uporabe perirenalnega maščobnega tkiva.

Tipi adipocitov v perirenalnem maščobnem tkivu

Adipociti, ki sestavljajo perirenalno maščobno tkivo, se tako kot druga maščobna tkiva večinoma delijo na bele in rjave celice (slika 1B). Beli adipociti shranjujejo energijo v obliki trigliceridov, ki se med postom razgradijo v maščobne kisline in glicerol. Vplivajo na apetit in občutljivost za inzulin na enak način kot endokrini organi z izločanjem hormonom podobnih molekul, kot sta leptin in lipokalin. Hkrati rjavi adipociti vzdržujejo telesno temperaturo s sproščanjem kemične energije kot toplote po poti, posredovani z odklopnim proteinom 1 (UCP1), obrambnim mehanizmom pred hipotermijo (slika 1C) [6, 7].

Histološko imajo adipociti enakomerno obliko, ločeno s tankimi kolagenskimi intervali. V belih adipocitih je citoplazma zaradi pritiska maščobnih kapljic potisnjena na rob. Medtem je jedro majhno in tanko, ovalne oblike in potisnjeno na stran z veliko maščobno kapljico na sredini (slika 1B(b)) [8]. Rjavi adipociti so manjši in vsebujejo veliko maščobnih kapljic (slika 1B(a)) [3]. Kadar imajo beli adipociti visoko izraženost UCP1 in veliko majhnih maščobnih kapljic, jih imenujemo bež celice (slika 1B(c)) [9l.]. Bež celice so drugačnega izvora kot rjavi adipociti, vendar imajo enako porabo energije kot kalorije; zato imajo klinično vrednost.

standardiziran Cistanche

Prednosti rjavega maščobnega tkiva

Glavna vloga rjavega maščobnega tkiva je vzdrževanje stalne telesne temperature s generiranjem toplote; ustvari 300 kcal in porabi 50 g rjavega maščobnega tkiva (slika 1C) [10]. Učinek rjavega maščobnega tkiva na izgorevanje kalorij se lahko uporabi pri zdravljenju debelosti in insulinske rezistence, ki sta presnovni motnji, ki ju povzroča prekomerno kopičenje energije.

Ko se rjavi adipociti aktivirajo, se glukoza in maščobne kisline učinkovito odstranijo iz krvi; glukoza v krvi se odstrani z aktiviranjem 3-adrenergičnih receptorjev na membrani rjavega adipocita, čemur sledi povečana sinteza prenašalca glukoze 1 (GLUT1), prenašalca glukoze, s cikličnim adenozin monofosfatom (cAMP) v citoplazmi [11]. Trigliceridi v plazmi se odstranijo z aktiviranjem lipoproteinskih proteaz in CD36, ki jih izločajo rjavi adipociti [12]. Tako lahko aktivacija rjavih adipocitov učinkovito izboljša občutljivost za insulin in porabo energije ter zmanjša telesno težo.

Do nedavnega je veljalo, da rjavega maščobnega tkiva pri ljudeh ni v vseh fazah od otroštva do odrasle dobe. Vendar pa je bilo z razvojem naprav za merjenje presnovne aktivnosti (fluor-18-fluorodeoksiglukoza pozitronska emisijska tomografija (18F-FDG-PET)/računalniška tomografija (CT)) ugotovljeno, da je rjavo maščobno tkivo prisotno v toplotno občutljivih tkivih pri odraslih [ 13]. Zlasti je bila najdena velika količina rjavega maščobnega tkiva okoli ledvice, ki je zelo aktivna [14]. V naših tekočih preliminarnih poskusih smo obdržali 302 perifernih maščobnih tkiv; povprečna teža darovalcev ledvic je bila 229,19 ± 136,53 g, povprečna starost pa 32,98 ± 9,94 let. S 17 vzorci smo izmerili porazdelitev rjave maščobe in ugotovili, da je prisotna v 10-60 odstotkih (v/v) tkiva. Obstajajo pomembne individualne razlike v volumnu rjave maščobe.

Rjavo maščobno tkivo kot generator toplote

Organele, ki sodelujejo pri proizvodnji energije, so mitohondriji, kemična in toplotna energija pa nastajata skozi dva kanala v notranji mitohondrijski membrani. Protoni zapustijo mitohondrije po poti prenosa elektronov, kar povzroči potencialno razliko; kemična energija (ATP) nastane, ko protoni vstopijo skozi kompleks za sintezo ATP, toplotna energija pa nastane, ko protoni vstopijo v pot UCP1, kar aktivira oksidacijo maščobnih kislin v mitohondrijih (slika 1C) [15].

Rjava maščoba je posebno tkivo, s katerim se prilagodimo na mraz. Pri izpostavljenosti nizkim temperaturam simpatični živci izločajo kateholamine (predvsem norepinefrin) in aktivirajo se njihovi receptorji (3-adrenergični receptorji). Nato se aktivira UCP1 v notranji mitohondrijski membrani. S temperaturo povezani geni v rjavih adipocitih so stalno aktivni, ko doživljamo redne temperaturne razlike, vendar se bež celice, ki izvirajo iz belih adipocitov, aktivirajo le, ko smo izpostavljeni nizkim temperaturam [16].

Cistanche dodatek

Rjavo maščobno tkivo kot endokrini organ

Aktivirani rjavi adipociti po endokrinih poteh izločajo snovi, ki vplivajo na druga presnovna tkiva (motorične mišice) in uravnavajo energijsko presnovo [4] in vnetje [17]. Snovi, ki jih izloča rjavo maščobno tkivo, se imenujejo adipokini rjavega maščobnega tkiva (BAT) ali BATokini in se izločajo po avtokrinih, parakrinih, perifernih in endokrinih poteh (slika 1D) [18].

Avtokrine in periferno izločene snovi so NGF, FGF2 in VEGF-A, ki sodelujejo pri rasti rjavih adipocitov, vaskularizaciji, nevtralizaciji in procesih pretoka krvi; te snovi igrajo vlogo pri aktiviranju rjavih adipocitov, kadar so izpostavljeni hladnemu okolju. Snovi, ki jih izloča endokrini sistem, sta IGF1 in FGF21. IGF1 ima vlogo pri zmanjševanju koncentracije glukoze v krvi. FGF21 se poveča v krvi pri nizkih temperaturah z aktiviranjem rjavih adipocitov [20], sodeluje pri porjavenju belih adipocitov [21] in uravnava presnovo energije preko katabolne poti lipoproteinov [22]. Analizirali smo koncentracije NGF, FGF2, VEGF-A, IGF1 in FGF21 z uporabo 10 perifernih maščobnih tkiv. V skladu z navodili proizvajalca je bilo kot začetni volumen vzetih 25 g vsakega tkiva in z ročnim kompletom (Ustem kit, Ustem Biomedical, Seul, Koreja) pridobljena stromalna vaskularna frakcija (SVF). Končni volumen produkta je bil 1 ml in NGF 3,56±0,25 pg/mL, FGF2 230.27±167,24 pg/mL, VEGF-A 7,50±5,95 pg/mL, IGF1 2830.85± 5201,98 pg/mL in FGF21 3.36±0,19 pg/mL. fGF2, VEGF-A in IGF1 so pokazali pomembne individualne razlike, medtem ko sta NGF in FGF21 pokazala razmeroma enotno delovanje.

Rjavo maščobno tkivo ima tudi vlogo pri vnetnem odzivu. Protivnetni BATokini, ki jih neposredno izločajo rjavi/bež adipociti, so SLIT2-C, VEGFA, IGF-1, FGF21, CXCL14, L-PGDS, folistatin, IL6 in GDF15 [17]. Poleg tega, ko se razvije vnetno mikrookolje (npr. debelost), se poveča infiltracija makrofagov in drugih imunskih celic v maščobno tkivo. Imunske celice v glavnem izločajo provnetne citokine, ki zavirajo "prehod belih adipocitov v bež adipocite" in spodbujajo "beljenje rjavih adipocitov". Fenotipsko pobeljeni rjavi adipociti izločajo protivnetne BATokine, kot so Chemerin, IGF-1, CX3CL1, RBP4, TNF, GDF8, ET-1, IL6, IL1 in MCP1 [17]. Pobeljeni rjavi adipociti imajo zmanjšano termogeno aktivnost in zmanjšano zmogljivost porabe energije, s čimer izgubijo fiziološko učinkovitost rjavih adipocitov.

Rjava maščoba je povezana tudi s krožečimi eksosomskimi miRNA. izločanje eksosomalnih mikroRNA z BAT zavira transkripcijo. Ko so BAT presadili v miši brez encimskega dicerja za obdelavo miRNA, ki tvori mikroRNA, so opazili različne vrste mikroRNA, toleranca za glukozo se je zmanjšala [23] in znano je, da je miR-92 povezan z privzemom glukoze v rjavi barvi. maščoba [24].

Zeliščna cistanča

REFERENCE

1. Liu, BX; Sonce, W.; Kong, XQ Perirenalna maščoba: edinstvena maščobna blazinica in potencialna tarča za bolezni srca in ožilja. Angiologija 2019, 70, 584–593.

2. Fang, Y.; Xu, Y.; Yang, Y.; Liu, C.; Zhao, D.; Ke, J. Razmerje med debelino perirenalne maščobe in zmanjšano stopnjo glomerularne filtracije pri bolnikih s sladkorno boleznijo tipa 2. J. Diabetes Res. 2020, 2020, 6076145.

3. Jespersen, Nova Zelandija; Feizi, A.; Andersen, ES; Heywood, S.; Hattel, HB; Daugaard, S.; Peijs, L.; Bagi, P.; Feldt-Rasmussen, B.; Schultz, HS; et al. Heterogenost v perirenalnem predelu ljudi kaže na prisotnost mirujočega rjavega maščobnega tkiva, ki vsebuje predhodne celice rjave maščobe. Mol. Metab. 2019, 24, 30–43.

4. Kiefer, FW Pomen bež in rjave maščobe pri ljudeh. Endocr. Povežite se. 2017, 6, R70–R79.

5. Zhang, F.; Hao, G.; Shao, M.; Nham, K.; Kaj.; Wang, Q.; Zhu, Y.; Kusminski, CM; Hasan, G.; Gupta, RK; et al. Atlas maščobnega tkiva: slikovno vodena identifikacija človeku podobnih BAT in bež depojev pri glodavcih. Cell Metab. 2018, 27, 252–262.e3.

6. Betz, MJ; Enerback, S. Človeško rjavo maščobno tkivo: Kaj smo se do zdaj naučili. Diabetes 2015, 64, 2352–2360.

7. Van den Beukel, JC; Grefhorst, A.; Hoogduijn, MJ; Steenbergen, J.; Mastroberardino, PG; Dor, FJ; Themmem, AP. Ženske imajo več možnosti, da povzročijo porjavitev perirenalnega maščobnega tkiva kot moški. Debelost 2015, 23, 1671–1679.

8. Fagerberg, L.; Hallstrom, BM; Oksvold, P.; Kampf, C.; Đureinović, D.; Odeberg, J.; Habuka, M.; Tahmasebpoot, S.; Danielsson, A.; Edlund, K.; et al. Analiza izražanja, specifičnega za človeško tkivo, z integracijo transkriptomike in proteomike, ki temelji na protitelesih, v celotnem genomu. Mol. Celica. Proteom. 2014, 13, 397–406.

9. Kiefer, FW Browning in termogeno programiranje maščobnega tkiva. Najboljša praksa. Res. Clin. Endocrinol. Metab. 2016, 30, 479–485.

10. Rothwell, NJ; Zaloga, poraba MJ Luxus, termogeneza, povzročena s prehrano, in rjava maščoba: primer v prid. Clin. Sci. 1983, 64, 19–23.

11. Olsen, JM; Sato, M.; Dallner, OS; Sandstrom, AL; Pisani, DF; Chambard, JC; Amri, EZ; Hutchinson, DS; Bengtsson, T. Vnos glukoze v celice rjave maščobe je odvisen od translokacije GLUT1, ki jo spodbuja kompleks mTOR 2-. J. Cell Biol. 2014, 207, 365–374.

12. Bartelt, A.; Bruns, OT; Reimer, R.; Hohenberg, H.; Ittrich, H.; Peldschus, K.; Kaul, MG; Tromsdorf, U.; Weller, H.; Waurisch, C.; et al. Aktivnost rjavega maščobnega tkiva nadzoruje očistek trigliceridov. Nat. med. 2011, 17, 200–205.

13. Hany, TF; Gharehpapagh, E.; Kamel, EM; Buck, A.; Himms-Hagen, J.; von Schulthess, GK Rjavo maščobno tkivo: Dejavnik, ki ga je treba upoštevati pri simetričnem prevzemu sledilca v predelu vratu in zgornjega dela prsnega koša. EUR. J. Nucl. med. Mol. Imaging 2002, 29, 1393–1398.

14. Svensson, PA; Lindberg, K.; Hoffmann, JM; Taube, M.; Pereira, MJ; Mohsen-Kanson, T.; Hafner, AL; Rizell, M.; Palming, J.; Dani, C.; et al. Karakterizacija rjavega maščobnega tkiva v človeškem perirenalnem depoju. Debelost 2014, 22, 1830–1837.

15. Brondani, LA; Assmann, TS; Duarte, GC; Gross, JL; Canani, LH; Crispim, D. Vloga ločilnega proteina 1 (UCP1) pri razvoju debelosti in diabetesa mellitusa tipa 2. Arq. Nedrčki. Endocrinol. Presnova. 2012, 56, 215–225.

16. Harms, M.; Seale, P. Brown in bež maščoba: razvoj, funkcija in terapevtski potencial. Nat. med. 2013, 19, 1252–1263.

17. Omran, F.; Christian, M. Vnetna signalizacija in aktivnost rjave maščobe. Spredaj. Endocrinol. 2020, 11, 156.

18. Villarroya, F.; Cereijo, R.; Villarroya, J.; Giralt, M. Rjavo maščobno tkivo kot sekretorni organ. Nat. Rev. Endocrinol. 2017, 13, 26–35.

19. Gunawardana, SC; Piston, DW Preklic sladkorne bolezni tipa 1 pri miših s presaditvijo rjavega maščobnega tkiva. Diabetes 2012, 61, 674–682.

20. Hanssen, MJ; Broeders, E.; Samms, RJ; Vosselman, MJ; van der Lans, AA; Cheng, CC; Adams, AC; Van Marken Lichtenbelt, WD; Schrauwen, P. Serumske ravni FGF21 so povezane z aktivnostjo rjavega maščobnega tkiva pri ljudeh. Sci. Rep. 2015, 5, 10275.

21. . Fisher, FM; Kleiner, S.; Douris, N.; Fox, EC; Mepani, RJ; Verdeguer, F.; Wu, J.; Kharitonenkov, A.; Letalec, JS; Maratos-Flier, E.; et al. FGF21 uravnava PGC-1alfa in porjavitev belih maščobnih tkiv v adaptivni termogenezi. Genes Dev. 2012, 26, 271–281.

22. Schlein, C.; Talukdar, S.; Heine, M.; Fischer, AW; Krott, LM; Nilsson, SK; Brenner, MB; Heeren, J.; Scheja, L. FGF21 znižuje trigliceride v plazmi s pospeševanjem katabolizma lipoproteinov v belih in rjavih maščobnih tkivih. Cell Metab. 2016, 23, 441–453.

23. Thomou, T.; Mori, MA; Dreyfuss, JM; Koniši, M.; Sakaguchi, M.; Wolfrum, C.; Rao, TN; Winnay, JN; Garcia-Martin, R.; Grinspoon, SK; et al. Krožeče miRNA, pridobljene iz maščobnega tkiva, uravnavajo izražanje genov v drugih tkivih. Narava 2017, 542, 450–455.

24. Chen, Y.; Buyel, JJ; Hanssen, MJ; Siegel, F.; Pan, R.; Naumann, J.; Schell, M.; Van Der Lans, A.; Schlein, C.; Froehlich, H.; et al. Koncentracija eksosomalne mikroRNA miR-92a v serumu odraža aktivnost človeške rjave maščobe. Nat. Komun. 2016, 7, 11420.

1. Skupni inštitut za regenerativno medicino, Nacionalna univerza Kyungpook, Daegu 41405, Koreja;