Влияние ожирения, нарушения углеводного обмена и бариатрической хирургии на уровни мРНК адипонектина и лептина в различных депо жировой ткани

Цель исследования — определить влияние морбидного ожирения, нарушения углеводного обмена (НУО) и бариатрической хирургии на уровни мРНК адипонектина и лептина в подкожной и висцеральной жировой ткани.

Материалы и методы. В исследование было включено 30 пациентов женского пола с ожирением. У 11 пациентов ожирению сопутствовало нарушение углеводного обмена. Группу контроля составили 10 практически здоровых женщин без ожирения. У всех пациентов с ожирением забор подкожной и висцеральной жировой ткани осуществлялся во время бариатрической операции. У пациентов с ожирением через 1 год после вмешательства и индивидуумов из группы контроля осуществлялся забор подкожной жировой ткани. Уровни циркулирующих в крови белков адипонектина и лептина определяли иммуноферментным методом. Количество мРНК адипонектина и лептина в жировой ткани анализировали с помощью полимеразной цепной реакции в реальном времени.

Результаты. В течение первого послеоперационного года у всех пациентов наблюдалось монотонное снижение индекса массы тела. После операции уровни циркулирующих в крови адипонектина и лептина вернулись к референсным значениям для здоровой популяции. По сравнению с контрольной группой, у пациентов с ожирением в подкожной жировой ткани уровень мРНК адипонектина понижен в 1,4 раза (р < 0,01), а уровень мРНК лептина не изменен. В висцеральной жировой ткани пациентов с ожирением и НУО уровень мРНК адипонекти-на понижен в 2 раза (р < 0,01), по сравнению с пациентами без НУО. Как у пациентов с ожирением, так и у пациентов с ожирением и НУО, в висцеральной жировой ткани, по сравнению с подкожной, уровни мРНК обоих адипокинов понижены более чем в 2 раза (р < 0,05). В подкожной жировой ткани через 1 год после бариатрического вмешательства уровень мРНК адипонектина понижается в 4,5 раза (р < 0,01) у пациентов с ожирением, а уровень мРНК лептина понижается в 3,1 раза (р < 0,01) у пациентов с ожирением и в 1,5 раза (р < 0,05) у пациентов с ожирением и НУО. Ни для адипонектина, ни для лептина не обнаружено статистически значимых связей между уровнями их мРНК из жировой ткани различной локализации. Также не обнаружено статистически значимых связей между уровнями белковых продуктов исследуемых адипокинов в крови и их экспрессией на уровне мРНК в жировой ткани.

Заключение. Результаты работы указывают на то, что уровни мРНК адипонектина и лептина в клетках жировой ткани зависят от локализации жировой ткани, наличия ожирения и НУО, а также меняются в ответ на бариа-трические вмешательства.

1. GBD 2015 Obesity Collaborators, Afshin A, Forouzanfar MH, Reitsma MB, Sur P, Estep K et al. Health Effects of Overweight and Obesity in 195 Countries over 25 Years. N Engl J Med. 2017;377 (1):13-27. doi:10.1056/NEJMoa1614362

2. Kershaw EE, Flier JS. Adipose tissue as an endocrine organ. J Clin Endocrinol Metab. 2004; 89(6):2548-56.

3. Bluher M, Mantzoros CS. From leptin to other adipokines in health and disease: facts and expectations at the beginning of the 21st century. Metabolism. 2015;64(1):131-45. doi:10.1016/j.metabol.2014.10.016

4. Meier U, Gressner AM. Endocrine regulation of energy metabolism: review of pathobiochemical and clinical chemical aspects of leptin, ghrelin, adiponectin, and resistin. Clin Chem. 2004;50(9):1511-25.

5. Yamauchi T, Kamon J, Waki H, Terauchi Y, Kubota N, Hara K et al. The fat-derived hormone adiponectin reverses insulin resistance associated with both lipoatrophy and obesity. Nat Med. 2001;7(8):941-6.

6. Farooqi S, O’Rahilly S. Genetics of obesity in humans. Endocr Rev. 2006;27(7):710-18.

7. Weyer C, Funahashi T, Tanaka S, Hotta K, Matsuzawa Y, Pratley RE et al. Hypoadiponectinemia in obesity and type 2 diabetes: close association with insulin resistance and hyperinsulinemia. J Clin Endocrinol Metab. 2001;86(5):1930-5.

8. Lecke SB, Morsch DM, Spritzer PM. Leptin and adiponectin in the female life course. Braz J Med Biol Res. 2011 ;44 (5):381-7.

9. Bosello O, Zamboni M. Visceral obesity and metabolic syndrome. Obes Rev. 2000;1(1):47-56.

10. Tchernof A. Visceral adipocytes and the metabolic syndrome. Nutr Rev. 2007;65(6 Pt 2):S24-9.

11. Drolet R, Belanger C, Fortier M, Huot C, Mailloux J, Legare D et al. Fat depot-specific impact of visceral obesity on adipocyte adiponectin release in women. Obesity (Silver Spring). 2009;17(3):424-30. doi:10.1038/oby.2008.555

12. Chen J, Pamuklar Z, Spagnoli A, Torquati A. Serum leptin levels are inversely correlated with omental gene expression of adiponectin and markedly decreased after gastric bypass surgery. Surg Endosc. 2012;26(5):1476-80. doi:10.1007/s00464-011-2059-5

13. Savu MK, Phillips SA, Oh DK, Park K, Gerlan C, Ciaral-di TP et al. Response of adiponectin and its receptors to changes in metabolic state after gastric bypass surgery: dissociation between adipose tissue expression and circulating levels. Surg Obes Relat Dis. 2009;5(2):172-80. doi:10.1016/j.soard.2008.08.013

14. Rubino F, Schauer PR, Kaplan LM, Cummings DE. Metabolic surgery to treat type 2 diabetes: clinical outcomes and mechanisms of action. Annu Rev Med. 2010;61:393-411. doi:10.1146/annurev.med.051308.105148

15. Schoettl T, Fischer IP, Ussar S. Heterogeneity of adipose tissue in development and metabolic function. J Exp Biol. 2018;221 (Pt Suppl 1). pii: jeb162958. doi:10.1242/jeb.162958

16. Hatoum IJ, Kaplan LM. Advantages of percent weight loss as a method of reporting weight loss after Roux-en-Y gastric bypass. Obesity (Silver Spring). 2013;21(8):1519-25. doi:10.1002/oby.20186

17. Corcelles R, Boules M, Froylich D, Hag A, Daigle CR, Aminian A et al. Total weight loss as the outcome measure of choice after Roux-en-Y gastric bypass. Obes Surg. 2016;26(8):1794-8. doi:10.1007/s11695-015-2022-y

18. You T, Yang R, Lyles MF, Gong D, Nicklas BJ. Abdominal adipose tissue cytokine gene expression: relationship to obesity and metabolic risk factors. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2005;288 (4):E741-7.

19. Hu E, Liang P, Spiegelman BM. AdipoQ is a novel adipose-specific gene dysregulated in obesity. J Biol Chem. 1996;271(18): 10697-703.

20. Lonnqvist F, Arner P, Nordfors L, Schalling M. Overexpression of the obese (ob) gene in adipose tissue of human obese subjects. Nat Med. 1995;1(9):950-3.

21. Hube F, Lietz U, Igel M, Jensen PB, Tornqvist H, Joost HG et al. Difference in leptin mRNA levels between omental and subcutaneous abdominal adipose tissue from obese humans. Horm Metab Res. 1996;28(12):690-3.

22. Chen B, Lam KS, Wang Y, Wu D, Lam MC, Shen J et al. Hypoxia dysregulates the production of adiponectin and plasminogen activator inhibitor-1 independent of reactive oxygen species in adipocytes. Biochem Biophys Res Commun. 2006;341 (2):549-56.

23. Magalang UJ, Cruff JP, Rajappan R, Hunter MG, Patel T, Marsh CB et al. Intermittent hypoxia suppresses adiponectin secretion by adipocytes. Exp Clin Endocrinol Diabetes. 2009;117 (3):129-34. doi:10.1055/s-2008-1078738

24. Wang B, Wood IS, Trayhurn P. Hypoxia induces leptin gene expression and secretion in human preadipocytes: differential effects of hypoxia on adipokine expression by preadipocytes. J Endocrinol. 2008;198(1):127-34. doi:10.1677/JOE-08-0156

25. Al-Anazi A, Parhar R, Saleh S, Al-Hijailan R, Inglis A, Al-Jufan M et al. Intracellular calcium and NF-kB regulate hypoxia-induced leptin, VEGF, IL-6 and adiponectin secretion in human adipocytes. Life Sci. 2018;212:275-284. doi: 10.1016/j.lfs.2018.10.014

26. Lihn AS, Bruun JM, He G, Pedersen SB, Jensen PF, Richelsen B. Lower expression of adiponectin mRNA in visceral adipose tissue in lean and obese subjects. Mol Cell Endocrinol. 2004;219(1-2):9-15.

27. Carmina E, Chu MC, Moran C, Tortoriello D, Vardhana P, Tena G et al. Subcutaneous and omental fat expression of adiponectin and leptin in women with polycystic ovary syndrome. Fertil Steril. 2008;89(3):642-8.

28. Statnick MA, Beavers LS, Conner LJ, Corominola H, Johnson D, Hammond CD et al. Decreased expression of apM1 in omental and subcutaneous adipose tissue of humans with type 2 diabetes. Int J Exp Diabetes Res. 2000;1(2):81-8.

29. Sirbu AE, Buburuzan L, Kevorkian S, Martin S, Barbu C, Copaescu C et al. Adiponectin expression in visceral adiposity is an important determinant of insulin resistance in morbid obesity. Endokrynol Pol. 2018;69(3):252-258. doi:10.5603/EP.a2018.0026

30. Teijeira-Fernandez E, Eiras S, Grigorian-Shamagian L, Salgado-Somoza A, Martinez-Comendador JM, Gonzalez-Juana-tey JR. Diabetic and nondiabetic patients express similar adipose tissue adiponectin and leptin levels. Int J Obes (Lond). 2010;34 (7):1200-8. doi:10.1038/ijo.2010.30

31. Halleux CM, Takahashi M, Delporte ML, Detry R, Funahashi T, Matsuzawa Y et al. Secretion of adiponectin and regulation of apM1 gene expression in human visceral adipose tissue. Biochem Biophys Res Commun. 2001;288(5):1102-7.

32. Stolic M, Russell A, Hutley L, Fielding G, Hay J, MacDonald G et al. Glucose uptake and insulin action in human adipose tissue — influence of BMI, anatomical depot and body fat distribution. Int J Obes Relat Metab Disord. 2002;26(1):17-23.

33. Chen J, Spagnoli A, Torquati A. Omental gene expression of adiponectin correlates with degree of insulin sensitivity before and after gastric bypass surgery. Obes Surg. 2012;22(3):472-7. doi: 10.1007/s11695-011-0568-x

34. Haluzik MM, Lacinova Z, Dolinkova M, Haluzikova D, Housa D, Horinek A et al. Improvement of insulin sensitivity after peroxisome proliferator-activated receptor-alpha agonist treatment is accompanied by paradoxical increase of circulating resistin levels. Endocrinology. 2006;147(9):4517-24.

35. Dolezalova R, Lacinova Z, Dolinkova M, Kleiblova P, Haluzikova D, Housa D et al. Changes of endocrine function of adipose tissue in anorexia nervosa: comparison of circulating levels versus subcutaneous mRNA expression. Clin Endocrinol (Oxf). 2007;67(5):674-8.

36. Behre CJ, GummessonA, Jernas M, Lystig TC, Fagerberg B, Carlsson B et al. Dissociation between adipose tissue expression and serum levels of adiponectin during and after diet-induced weight loss in obese subjects with and without the metabolic syndrome. Metabolism. 2007;56(8):1022-8.

37. Andersen PH, Kristensen K, Pedersen SB, Hjollund E, Schmitz O, Richelsen B. Effects of long-term total fasting and insulin on ob gene expression in obese patients. Eur J Endocrinol. 1997;137(3):229-33.

38. Ranganathan S, Maffei M, Kern PA. Adipose tissue ob mRNA expression in humans: discordance with plasma leptin and relationship with adipose TNFalpha expression. J Lipid Res. 1998;39 (4):724-30.

39. Wang ZV, Schraw TD, Kim JY, Khan T, Rajala MW, Follenzi A et al. Secretion of the adipocyte-specific secretory protein adiponectin critically depends on thiol-mediated protein retention. Mol Cell Biol. 2007;27(10):3716-31.

40. Russell CD, Ricci MR, Brolin RE, Magill E, Fried SK. Regulation of the leptin content of obese human adipose tissue. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2001;280(3):E399-404.