Adiponektyny jest jednym z najliczniejszych białek wydzielniczych wytwarzane przez szczególnego rodzaju komórek, zwanych komórkach tłuszczowych, tłuszczowych właściwości tkanek. Odpowiada za zwiększanie wrażliwości na insulinę i bierze udział w homeostazie energetycznej i otyłości.
Ludzki gen adiponektyny został sklonowany z tkanki tłuszczowej w 1996 r. Podczas eksperymentów przeprowadzonych przez Matsuzawę, który nazwał go najbardziej rozpowszechnionym genem tłuszczowym transkrypt-1 (apM1).
Trójwymiarowa struktura mysiej heksamerycznej adiponektyny (źródło: opracowanie własne za pośrednictwem Wikimedia Commons)
Z drugiej strony białko zostało zidentyfikowane w osoczu krwi w tym samym roku przez Nakano i wsp.
Hormon ten przyczynia się do integracji sygnałów endokrynologicznych i metabolicznych, które są związane z kontrolą homeostazy energetycznej. Jego ekspresja jest indukowana podczas różnicowania adipocytów i krąży w surowicy w stosunkowo wysokich stężeniach.
Struktura
Adiponektyna należy do rodziny dopełniacza 1q (C1q) i można ją znaleźć w osoczu krwi w szerokiej gamie multimerycznych kompleksów (z kilku podjednostek): trimerów, heksamerów i multimerów o dużej masie cząsteczkowej (ponad 18 podjednostek).
Gen kodujący adiponektynę (ADIPOQ) znajduje się na długim ramieniu chromosomu 3 u ludzi, ma 16 kilo zasad i 3 egzony. Jego ekspresja daje rozpuszczalne w wodzie białko, składające się z 247 reszt aminokwasowych i masy cząsteczkowej nieco poniżej 30 kDa, z punktem izoelektrycznym 5,42.
Ideogram ludzkiego chromosomu. Podświetlony chromosom 3. Źródło: National Center for Biotechnology Information, US National Library of Medicine
Składa się z czterech domen: sekwencji sygnałowej na N-końcu, regionu zmiennego, domeny kolagenu (cAd) i globularnej domeny C-końcowej.
W części aminoterminalnej wyróżnia się sekwencja podobna do kolagenu, znana jako domena kolagenowa, która jest regionem o wielkim znaczeniu dla tworzenia multimerów i jest silnie konserwowana między gatunkami.
Hydroksylacja i towarzysząca mu glikozylacja reszt lizyny w domenie kolagenowej tego białka umożliwia tworzenie trimerów, które jednocześnie mogą łączyć się ze sobą tworząc heksamery i inne kompleksy o dużej masie cząsteczkowej.
Wydaje się, że kompleksy te są specyficzne dla tkanek „docelowych”, na przykład kompleksy o dużej masie cząsteczkowej są bardziej aktywne w wątrobie, podczas gdy trimery i heksamery działają bez większego rozróżnienia w wielu różnych tkankach.
Region kulisty na końcu C, zwany domeną globularną lub gAd, jest homologiczny do białek, takich jak kolagen VIII i kolagen X, a także czynnik C1q dopełniacza.
Funkcjonować
Ogólnie uważa się, że hormon adiponektyna działa w istotny sposób w regulacji metabolizmu lipidów i węglowodanów w różnych tkankach wrażliwych na insulinę.
Działa to na różne tkanki ciała, ponieważ jego receptory są wyrażane w kilku miejscach. Wytwarzana wyłącznie przez adipocyty adiponektyna sprzyja biosyntezie kwasów tłuszczowych i hamowaniu glukoneogenezy w wątrobie, jednej z tkanek, w której znajduje się jej receptor AdipoR2.
Schemat i histologiczny przekrój tkanki tłuszczowej (źródło: OpenStax College za pośrednictwem Wikimedia Commons)
W mięśniach szkieletowych, gdzie znajdują się receptory AdipoR1 i AdipoR2, wspomaga utlenianie kwasów tłuszczowych i wnikanie glukozy do komórek mięśniowych.
Adiponektyna poprawia również insulinooporność u niektórych pacjentów, ponieważ zmniejsza ilość wewnątrzkomórkowego tłuszczu poprzez aktywację utleniania kwasów tłuszczowych zarówno w mięśniach, jak i wątrobie.
Niektórzy autorzy sugerują, że hormon ten działa również jako przeciwutleniacz, środek przeciwzapalny i jako czynnik przeciwmiażdżycowy.
Odbiorcy
Wydaje się, że różne kompleksy adiponektyny mają pewną przewagę nad określonymi tkankami. Te specyficzne dla tkanki interakcje występują w odpowiedzi na zróżnicowaną ekspresję różnych typów receptorów adiponektyny.
Receptory adiponektyny (AdipoR) to receptory sprzężone z białkiem G należące do rodziny receptorów zwanej PAQR. Znane są dwa typy: AdipoR1 i AdipoR2. Obie utrzymują swoje domeny N-końcowe w przestrzeni wewnątrzkomórkowej, podczas gdy ich domeny C-końcowe są eksponowane na przestrzeń zewnątrzkomórkową.
Receptory typu AdipoR1 mają 375 aminokwasów i masę cząsteczkową 42 kDa, natomiast receptory typu AdipoR2 mają 311 aminokwasów i masę 35 kDa. Obie mają 7 domen transbłonowych, to znaczy ich struktura przekracza 7 razy błonę plazmatyczną komórek, w których się znajdują.
Istnieje około 70% homologii sekwencji między obydwoma receptorami, z wyjątkiem ich N-końcowych końców, które są specyficzne dla każdego z nich.
Zarówno AdipoR1, jak i AdipoR2 są wyrażane we wszystkich tkankach, chociaż ich obfitość jest różna w zależności od siebie. AdipoR1 występuje głównie w mięśniach szkieletowych, a AdipoR2 w mięśniach szkieletowych i wątrobie.
Kadheryna T.
Istnieje również „domniemany” receptor adiponektyny znany jako kadheryna T, który składa się z pojedynczej cząsteczki kadheryny, która utraciła domeny cytozolowe i transbłonowe i jest związana z powierzchnią komórki poprzez kotwice glikozylofosfatydyloinozytolowe (kotwice GPI ).
Ten „receptor” adiponektyny jest wyrażany we wszystkich tkankach, ale najczęściej odnotowywano go w sercu, tętnicach aortalnych, szyjnych i biodrowych oraz w tętnicach nerkowych.
Mechanizm akcji
Chociaż mechanizmy wytwarzania i uwalniania adiponektyny do krwiobiegu nie są w pełni wyjaśnione, uważa się, że szlak przekazywania sygnału rozpoczyna się od wiązania adiponektyny z receptorami błonowymi komórek docelowych.
Wspomniany hormon indukuje aktywację kinazy białkowej aktywowanej przez AMP (AMPK), która zachodzi poprzez białko „adaptorowe”, które zawiera domenę homologii z pleckstryną (typową dla białek zaangażowanych w procesy sygnalizacji komórkowej) i domenę wiązanie fosfotyrozyny (PTB) plus motyw zamykający leucyna 1 (APPL).
Domena APPL to ta, która wiąże się z wewnątrzkomórkową częścią każdego z dwóch receptorów AdipoR. Małe białko GTPazy znane jako Rab5 wiąże się z jednym z miejsc domeny zamykającej leucynę i promuje translokację błonową GLUT4, regulowanego przez insulinę transportera glukozy.
Ponadto adiponektyna działa na jądrowy czynnik transkrypcyjny zwany PPARα, który jest ważny z punktu widzenia metabolizmu białek, lipidów i węglowodanów, a także różnicowania i rozwoju komórek.
Wartości normalne
Normalne wartości adiponektyny w osoczu krwi odpowiadają multimerycznym kompleksom tego białka, których stężenie mieści się w zakresie od 5 do 20 mikrogramów na mililitr, chociaż udokumentowano również stężenia do 30 mikrogramów na mililitr.
Mając powyższe na uwadze, warto wspomnieć, że stężenia adiponektyny w osoczu znacznie się różnią; na przykład kobiety mają zwykle wyższe wartości niż mężczyźni.
Wartości tego hormonu w dużym stopniu zależą od stanu odżywienia, obecności lub braku jakiejkolwiek patologii itp., Ale generalnie są odwrotnie skorelowane z otyłością i stanami takimi jak choroby sercowo-naczyniowe, nadciśnienie i zespoły metaboliczne.
Istnieją doniesienia, które zapewniają, że stężenie adiponektyny w osoczu zmniejsza się u pacjentów cierpiących na stany patologiczne, takie jak insulinooporność i otyłość.
Bibliografia
- Chandran, M., Phillips, SA, Ciaraldi, T. i Henry, RR (2003). Adiponektyna: więcej niż kolejny hormon komórek tłuszczowych? Opieka diabetologiczna, 26 (8), 2442-2450.
- Hirako, S. (2016). Adiponektyna. W Handbook of Hormones (str. 308-e34B). Academic Press.
- Kadowaki, T. i Yamauchi, T. (2005). Receptory adiponektyny i adiponektyny. Endocrine reviews, 26 (3), 439-451.
- Kadowaki, T., Yamauchi, T., Kubota, N., Hara, K., Ueki, K. i Tobe, K. (2006). Receptory adiponektyny i adiponektyny w insulinooporności, cukrzycy i zespole metabolicznym. Dziennik badań klinicznych, 116 (7), 1784-1792.
- Klein, S. i Romijn, JA (2007). Rozdział 35-Otyłość. Williams Textbook of Endocrinology, 11, 1568-1569.
- Steyn, FJ i Chen, C. (2013). Adiponektyna.