Adiponektínu je jedným z najrozšírenejších sekrečných proteínov produkovaných špeciálny typ buniek známych ako tukových bunkách, tukového charakteristiky tkaniva. Je zodpovedný za zvýšenie citlivosti na inzulín a podieľa sa na energetickej homeostáze a obezite.
Ľudský gén adiponektínu bol klonovaný z tukového tkaniva v roku 1996, počas experimentov, ktoré uskutočnil Matsuzawa, ktorý ho označil za najhojnejší transkript-1 génu pre adipózny gén (apM1, z anglického adipózneho najhojnejšieho génového prepisu 1).
Trojrozmerná štruktúra hexamérneho adiponektínu myši (Zdroj: vlastná práca cez Wikimedia Commons)
Proteín bol naopak identifikovaný v krvnej plazme toho istého roku Nakanoom a kol.
Tento hormón prispieva k integrácii endokrinných a metabolických signálov, ktoré súvisia s kontrolou energetickej homeostázy. Jeho expresia je indukovaná počas diferenciácie adipocytov a cirkuluje v sére v relatívne vysokých koncentráciách.
štruktúra
Adiponektín patrí do rodiny komplementu 1q (C1q) a možno ho nájsť v krvnej plazme v mnohých multimérnych komplexoch (niekoľkých podjednotiek): triméry, hexaméry a multiméry s vysokou molekulovou hmotnosťou (viac ako 18 podjednotiek).
Gén, ktorý kóduje adiponektín (ADIPOQ), sa nachádza na dlhom ramene chromozómu 3 u ľudí, má 16 kilogramov báz a má 3 exóny. Jeho expresia poskytuje vo vode rozpustný proteín, pozostávajúci z 247 aminokyselinových zvyškov a molekulovej hmotnosti tesne pod 30 kDa, s izoelektrickým bodom 5,42.
Ideogram ľudského chromozómu. Chromozóm 3 je zvýraznený. Zdroj: Národné centrum pre biotechnologické informácie, Národná lekárska knižnica USA
Pozostáva zo štyroch domén: signálna sekvencia na N-terminálnom konci, variabilná oblasť, kolagénová doména (cAd) a globulárna C-terminálna doména.
V aminokoncovej časti je rozlíšená kolagénová sekvencia známa ako kolagénová doména, ktorá je oblasťou veľmi dôležitou pre tvorbu multimérov a medzi druhmi je vysoko konzervovaná.
Hydroxylácia a súbežná glykozylácia lyzínových zvyškov v kolagénovej doméne tohto proteínu umožňuje tvorbu trimérov, ktoré sa môžu súčasne asociovať za vzniku hexamérov a iných komplexov s vysokou molekulovou hmotnosťou.
Zdá sa, že tieto komplexy majú špecifickosť pre „cieľové“ tkanivá, napríklad komplexy s vysokou molekulovou hmotnosťou sú aktívnejšie v pečeni, zatiaľ čo triméry a hexaméry pôsobia bez veľkého rozdielu v širokej škále tkanív.
Globulárna oblasť na C-konci, nazývaná globulárna doména alebo gAd, je homológna s proteínmi, ako je kolagén VIII a kolagén X, ako aj s komplementárnym faktorom C1q.
funkcie
Všeobecne sa predpokladá, že hormón adiponektín pôsobí relevantným spôsobom pri regulácii metabolizmu lipidov a uhľohydrátov v rôznych tkanivách citlivých na inzulín.
Pôsobí na rôzne tkanivá tela, pretože jeho receptory sú exprimované na niekoľkých miestach. Adiponektín, ktorý sa vyrába výlučne pomocou adipocytov, podporuje biosyntézu mastných kyselín a inhibíciu glukoneogenézy v pečeni, jednom z tkanív, v ktorých sa nachádza jeho receptor AdipoR2.
Diagram a histologická sekcia tukového tkaniva (Zdroj: OpenStax College prostredníctvom Wikimedia Commons)
V kostrovom svale, kde sa nachádzajú receptory AdipoR1 a AdipoR2, podporuje oxidáciu mastných kyselín a vstup glukózy do svalových buniek.
Adiponektín tiež zlepšuje inzulínovú rezistenciu u niektorých pacientov, pretože redukuje množstvo intracelulárneho tuku aktiváciou oxidácie mastných kyselín vo svale aj pečeni.
Niektorí autori naznačujú, že tento hormón tiež pôsobí ako antioxidant, ako protizápalové činidlo a ako antiaterosklerotický faktor.
prijímača
Zdá sa, že rôzne adiponektínové komplexy majú určitú prednosť pred špecifickými tkanivami. Tieto tkanivovo špecifické interakcie sa vyskytujú ako reakcia na rozdielnu expresiu rôznych typov adiponektínových receptorov.
Receptory adiponektínu (AdipoR) sú receptory spojené s G-proteínom patriace do rodiny receptorov známych ako PAQR. Sú známe dva typy: AdipoR1 a AdipoR2. Obidve udržiavajú svoje N-terminálne domény vo vnútrobunkovom priestore, zatiaľ čo ich C-terminálne domény sú vystavené extracelulárnemu priestoru.
Receptory typu AdipoR1 majú 375 aminokyselín a 42 kDa molekulovú hmotnosť, zatiaľ čo receptory typu AdipoR2 majú 311 aminokyselín a hmotnosť 35 kDa. Obidve majú 7 transmembránových domén, to znamená, že ich štruktúra prechádza 7-krát plazmatickou membránou buniek, kde sa nachádzajú.
Medzi obidvoma receptormi existuje asi 70% sekvenčná homológia, s výnimkou ich N-terminálnych koncov, ktoré sú špecifické pre každý z nich.
AdipoR1 aj AdipoR2 sú exprimované vo všetkých tkanivách, aj keď sa ich početnosť v jednotlivých tkanivách líši. AdipoR1 je primárne v kostrovom svale a AdipoR2 v kostrovom svale a pečeni.
T-cadherin
Existuje tiež „domnelý“ receptor pre adiponektín známy ako T-kadherín, ktorý pozostáva z jedinej molekuly kadherínu, ktorý stratil svoje cytosolické a transmembránové domény, a je viazaný na bunkový povrch prostredníctvom glykozylfosfatidylinozitolových kotiev (GPI kotvy) ).
Tento "receptor" adiponektínu sa exprimuje vo všetkých tkanivách, najčastejšie sa však uvádza v srdci, v aortálnej, krčnej a ilickej tepne a v obličkových artériách.
Mechanizmus akcie
Aj keď mechanizmy produkcie a uvoľňovania adiponektínu do krvného riečišťa nie sú úplne objasnené, predpokladá sa, že signálna transdukčná dráha začína väzbou adiponektínu na membránové receptory na cieľových bunkách.
Uvedený hormón indukuje aktiváciu proteínkinázy aktivovanej AMP (AMPK), ktorá sa vyskytuje prostredníctvom „adaptačného“ proteínu, ktorý obsahuje doménu homológie s pleckstrínom (typické pre proteíny zapojené do procesov signalizácie buniek) a doménu fosfotyrozínová väzba (PTB) plus leucín 1 uzatvárací motív (APPL).
Doména APPL je doména, ktorá sa viaže na intracelulárnu časť jedného z dvoch receptorov AdipoR. Malý proteín GTPázy známy ako Rab5 sa viaže na jedno z miest leucínovej uzatváracej domény a podporuje membránovú translokáciu GLUT4, inzulínom regulovaného glukózového transportéra.
Ďalej adiponektín pôsobí na jadrový transkripčný faktor známy ako PPARa, ktorý je dôležitý z hľadiska metabolizmu proteínov, lipidov a uhľohydrátov, ako aj diferenciácie a vývoja buniek.
Normálne hodnoty
Normálne hodnoty uvádzané pre adiponektín v krvnej plazme zodpovedajú multimérnym komplexom tohto proteínu, ktorého koncentračné rozpätie je medzi 5 a 20 mikrogramami na mililiter, hoci boli dokumentované aj koncentrácie až 30 mikrogramov na mililiter.
Vzhľadom na vyššie uvedené je potrebné poznamenať, že koncentrácie adiponektínu v plazme sa významne líšia; napríklad ženy majú tendenciu mať vyššie hodnoty ako muži.
Hodnoty tohto hormónu do značnej miery závisia od nutričného stavu, prítomnosti alebo neprítomnosti akejkoľvek patológie atď., Ale vo všeobecnosti nepriamo korelujú s adipozitou a so stavmi, ako sú kardiovaskulárne choroby, hypertenzia a metabolické syndrómy.
Existujú správy, ktoré zabezpečujú zníženie plazmatických koncentrácií adiponektínu u pacientov, ktorí trpia patologickými stavmi, ako sú inzulínová rezistencia a obezita.
Referencie
- Chandran, M., Phillips, SA, Ciaraldi, T., & Henry, RR (2003). Adiponectin: viac ako len ďalší hormón tukových buniek? Diabetes care, 26 (8), 2442-2450.
- Hirako, S. (2016). Adiponektínu. V Handbook of Hormones (pp. 308-e34B). Academic Press.
- Kadowaki, T. a Yamauchi, T. (2005). Receptory adiponektínu a adiponektínu. Endokrinné recenzie, 26 (3), 439-451.
- Kadowaki, T., Yamauchi, T., Kubota, N., Hara, K., Ueki, K., & Tobe, K. (2006). Receptory adiponektínu a adiponektínu pri inzulínovej rezistencii, diabete a metabolickom syndróme. The Journal of klinical research, 116 (7), 1784-1792.
- Klein, S., & Romijn, JA (2007). Kapitola 35 - Obezita. Williamsova učebnica endokrinológie, 11, 1568 - 1569.
- Steyn, FJ, a Chen, C. (2013). Adiponektínu.