Adiponektin je jedním z nejrozšířenějších sekrečních proteinů produkovaných speciální typ buněk známých jako tukových buňkách, tukové charakteristiky tkáně. Je zodpovědný za zvýšení citlivosti na inzulín a podílí se na energetické homeostáze a obezitě.
Gen lidského adiponektinu byl klonován z tukové tkáně v roce 1996, během experimentů prováděných Matsuzawou, který jej označil za nejhojnější transkript-1 genového adipózního genu (apM1, z anglického adipózního nejhojnějšího genového transkriptu 1).
Trojrozměrná struktura hexamerického adiponektinu myši (Zdroj: vlastní práce přes Wikimedia Commons)
Protein byl naopak identifikován v krevní plazmě téhož roku Nakano et al.
Tento hormon přispívá k integraci endokrinních a metabolických signálů, které souvisejí s kontrolou energetické homeostázy. Jeho exprese je indukována během diferenciace adipocytů a cirkuluje v séru v relativně vysokých koncentracích.
Struktura
Adiponektin patří do skupiny doplňkových 1q (C1q) a lze jej nalézt v krevní plazmě v celé řadě multimerních komplexů (několika podjednotek): trimery, hexamery a multimery s vysokou molekulovou hmotností (více než 18 podjednotek).
Gen, který kóduje adiponektin (ADIPOQ), je umístěn na dlouhém rameni chromozomu 3 u lidí, má 16 kilo bází a má 3 exony. Jeho exprese poskytuje ve vodě rozpustný protein, složený z 247 aminokyselinových zbytků a molekulové hmotnosti těsně pod 30 kDa, s isoelektrickým bodem 5,42.
Ideogram lidského chromozomu. Chromosome 3 zvýrazněn. Zdroj: Národní centrum pro biotechnologické informace, Národní knihovna USA
Skládá se ze čtyř domén: signální sekvence na N-terminálním konci, variabilní oblast, kolagenová doména (cAd) a globulární C-terminální doména.
V amino koncové části je rozlišena kolagenová sekvence známá jako kolagenová doména, což je oblast velkého významu pro tvorbu multimeru a je mezi druhy velmi konzervovaná.
Hydroxylace a souběžná glykosylace zbytků lysinu v kolagenové doméně tohoto proteinu umožňuje to, že se vytvoří trimery, které se mohou navzájem asociovat a vytvářet hexamery a další komplexy s vysokou molekulovou hmotností.
Zdá se, že tyto komplexy mají specificitu pro „cílové“ tkáně, například komplexy s vysokou molekulovou hmotností jsou aktivnější v játrech, zatímco trimery a hexamery působí v mnoha různých tkáních bez velkého rozlišení.
Globulární oblast na C-konci, zvaná globulární doména nebo gAd, je homologní s proteiny, jako je kolagen VIII a kolagen X, stejně jako faktor komplementu Clq.
Funkce
Obecně se předpokládá, že hormon adiponektinu působí relevantním způsobem při regulaci metabolismu lipidů a uhlohydrátů v různých tkáních citlivých na inzulín.
Působí na různé tkáně těla, protože jeho receptory jsou exprimovány na několika místech. Adiponectin, produkovaný výhradně adipocyty, podporuje biosyntézu mastných kyselin a inhibici glukoneogeneze v játrech, jedné z tkání, kde se nachází jeho receptor AdipoR2.
Diagram a histologická část tukové tkáně (Zdroj: OpenStax College prostřednictvím Wikimedia Commons)
V kosterním svalu, kde se nacházejí receptory AdipoR1 a AdipoR2, podporuje oxidaci mastných kyselin a vstup glukózy do svalových buněk.
Adiponectin také zlepšuje inzulínovou rezistenci u některých pacientů, protože snižuje množství intracelulárního tuku aktivací oxidace mastných kyselin ve svalech i játrech.
Někteří autoři tvrdí, že tento hormon působí také jako antioxidant, jako protizánětlivé činidlo a jako antiaterosklerotický faktor.
Přijímače
Zdá se, že různé adiponektinové komplexy mají určitou přednost před specifickými tkáněmi. K těmto tkáňově specifickým interakcím dochází v reakci na rozdílnou expresi různých typů receptorů adiponektinu.
Adiponektinové receptory (AdipoR) jsou receptory spojené s G-proteiny patřící do rodiny receptorů známých jako PAQR. Jsou známy dva typy: AdipoR1 a AdipoR2. Oba si udržují své N-terminální domény v intracelulárním prostoru, zatímco jejich C-terminální domény jsou vystaveny extracelulárnímu prostoru.
Receptory typu AdipoR1 mají 375 aminokyselin a 42 kDa molekulové hmotnosti, zatímco receptory typu AdipoR2 mají 311 aminokyselin a hmotnost 35 kDa. Oba mají 7 transmembránových domén, to znamená, že jejich struktura prochází 7krát plazmatickou membránou buněk, kde jsou nalezeny.
Mezi oběma receptory existuje přibližně 70% sekvenční homologie, s výjimkou jejich N-koncových zakončení, které jsou specifické pro každý z nich.
Jak AdipoR1, tak AdipoR2 jsou exprimovány ve všech tkáních, ačkoli jejich četnost se liší od jedné k druhé. AdipoR1 je primárně v kosterním svalu a AdipoR2 je v kosterním svalu a játrech.
T-kadherin
Existuje také „domnělý“ receptor pro adiponektin známý jako T-kadherin, který se skládá z jediné molekuly kadherinu, který ztratil své cytosolické a transmembránové domény, a je vázán k buněčnému povrchu pomocí glykosylfosfatidylinositolových kotev (GPI kotvy)).
Tento "receptor" adiponektinu je exprimován ve všech tkáních, byl však hlášen nejčastěji v srdci, v aortální, karotidové a iliální tepně a v renálních tepnách.
Mechanismus účinku
Ačkoli mechanismy produkce a uvolňování adiponektinu do krevního řečiště nejsou zcela objasněny, předpokládá se, že signální transdukční dráha začíná vazbou adiponektinu na membránové receptory na jeho cílových buňkách.
Uvedený hormon indukuje aktivaci AMP-aktivované proteinové kinázy (AMPK), ke které dochází prostřednictvím „adaptačního“ proteinu, který obsahuje doménu homologie s pleckstrinem (typická pro proteiny zapojené do buněčných signalizačních procesů) a doménu vazba fosfotyrosinu (PTB) plus leucin 1 uzavírací motiv (APPL).
Doména APPL je doména, která se váže na intracelulární část jednoho ze dvou receptorů AdipoR. Malý protein GTPázy známý jako Rab5 se váže na jedno z míst v leucinové uzavírací doméně a podporuje membránovou translokaci GLUT4, inzulínem regulovaného glukózového transportéru.
Kromě toho adiponektin působí na jaderný transkripční faktor známý jako PPARa, který je důležitý z hlediska metabolismu bílkovin, lipidů a uhlohydrátů, jakož i diferenciace a vývoje buněk.
Normální hodnoty
Normální hodnoty uváděné pro adiponektin v krevní plazmě odpovídají multimerním komplexům tohoto proteinu, jehož koncentrační rozmezí je mezi 5 a 20 mikrogramy na mililiter, i když byly také zdokumentovány koncentrace až 30 mikrogramů na mililiter.
S ohledem na výše uvedené je třeba zmínit, že koncentrace adiponektinu v plazmě se významně liší; například ženy mají tendenci mít vyšší hodnoty než muži.
Hodnoty tohoto hormonu do značné míry závisí na nutričním stavu, přítomnosti nebo nepřítomnosti jakékoli patologie atd., Ale obecně jsou nepřímo korelovány s adipozitou as podmínkami, jako jsou kardiovaskulární onemocnění, hypertenze a metabolické syndromy.
Existují zprávy, které zajišťují snížení plazmatických koncentrací adiponektinu u pacientů, kteří trpí patologickými stavy, jako je inzulínová rezistence a obezita.
Reference
- Chandran, M., Phillips, SA, Ciaraldi, T., & Henry, RR (2003). Adiponectin: více než jen další hormon tukových buněk? Péče o cukrovku, 26 (8), 2442-2450.
- Hirako, S. (2016). Adiponectin. V Handbook of Hormones (str. 308-e34B). Academic Press.
- Kadowaki, T., a Yamauchi, T. (2005). Adiponektinové a adiponektinové receptory. Endokrinní recenze, 26 (3), 439-451.
- Kadowaki, T., Yamauchi, T., Kubota, N., Hara, K., Ueki, K., & Tobe, K. (2006). Receptory adiponektinu a adiponektinu při inzulínové rezistenci, diabetu a metabolickém syndromu. The Journal of klinical research, 116 (7), 1784-1792.
- Klein, S., & Romijn, JA (2007). Kapitola 35 - Obezita. Williamsova učebnice endokrinologie, 11, 1568-1569.
- Steyn, FJ, & Chen, C. (2013). Adiponectin.