引言
糖類和脂類是為人體提供能量和熱量的重要營養素,然而當它們的攝入和代謝失衡時,可能引發肥胖、胰島素抵抗(IR)和2型糖尿病(T2DM)等糖脂代謝異常相關疾病。因此,研究調節糖脂代謝的手段是預防這些疾病的重要方向。近年研究表明,脂肪不僅是脂質儲存的器官,還能分泌多種因子調節機體功能,其中脂聯素(adiponectin/ADPN)作為一種重要的脂肪因子,具有調節糖脂代謝、抗炎和抗氧化應激等多種功能。
脂聯素的作用機制
脂聯素是一種由脂肪組織分泌的內源性多肽或蛋白質,能夠增強胰島素敏感性、促進脂肪酸分解代謝并調節血糖水平。其主要通過與脂聯素受體(AdipoR)結合發揮作用,AdipoR包括兩種亞型:AdipoR1主要在骨骼肌中表達,而AdipoR2主要在肝臟中表達。肝臟和骨骼肌是糖脂代謝的核心器官,糖類在體內代謝后部分葡萄糖分解供能,同時肝臟和骨骼肌在胰島素作用下吸收血糖并合成糖原。脂類在小腸內分解后,在肝臟中重新合成甘油三酯,并以脂蛋白形式運輸至皮下儲存。脂代謝異常會導致脂肪在肝臟等器官內異位堆積,而骨骼肌則以氧化脂肪酸為主要供能方式。
目前,脂聯素重組蛋白或其受體激動劑已被開發為潛在藥物,用于治療細胞和動物模型中的糖脂代謝紊亂,并在臨床試驗中展現出抗糖尿病、抗動脈粥樣硬化和抗炎的潛力。此外,脂聯素還被認為可能是糖尿病和冠心病等糖脂代謝異常疾病的生物標志物,因此備受學術界和臨床醫生的關注。
脂聯素對骨骼肌的調節
骨骼肌胰島素抵抗主要表現為糖攝取能力下降、胰島素敏感性降低以及胰島素信號通路受損。研究表明,脂聯素受體激動劑AdipoRon能夠顯著改善小鼠的胰島素抵抗,并促進骨骼肌肌管的葡萄糖攝取。此外,脂聯素合成的短肽可上調正常和胰島素抵抗模型中骨骼肌的胰島素敏感性。重組脂聯素治療還能顯著改善肥胖小鼠骨骼肌中脂聯素及其信號通路的活性,表明脂聯素對骨骼肌胰島素抵抗的影響是多方面的。
線粒體是細胞能量的主要來源。研究發現,脂聯素過表達可顯著上調骨骼肌細胞中與脂肪分解和線粒體脂肪酸轉運相關的基因表達,如甘油三酯脂肪酶、脂蛋白脂肪酶、脂肪酸轉運酶和肉堿棕櫚酰轉移酶1B(CPT1B)等。
脂聯素對肝臟的調節
早期研究表明,注射脂聯素可降低健康小鼠以及1型和2型糖尿病小鼠的血糖水平。值得注意的是,高劑量脂聯素并未引起低血糖,這表明其降糖作用主要通過抑制糖異生或糖原分解實現。短期輸注脂聯素后,肝臟中的糖異生和糖原分解指標顯著下降,進一步證實了這一結論。
脂聯素還能有效緩解酒精和肥胖相關的肝臟異常,這可能與其增強肝臟脂肪酸氧化能力有關。脂聯素通過增加肉堿棕櫚酰轉移酶1(CPT1)活性,同時降低乙酰輔酶A羧化酶和脂肪酸合酶的活性,從而減少脂肪酸合成。此外,脂聯素補充可激活AMP依賴的蛋白激酶,下調成脂基因并激活脂肪氧化途徑。
線粒體功能障礙是肥胖及相關代謝并發癥的核心機制。在非酒精性脂肪性肝病中,肝臟線粒體表現出超微結構病變和呼吸鏈復合物活性降低。脂聯素補充可挽救線粒體功能,減少脂質過氧化產物的積累,從而緩解脂肪性肝炎、壞死、炎癥和纖維化。
小結與展望
脂聯素及其受體激動劑能夠有效調節細胞和動物模型的糖脂代謝水平。AdipoRon可顯著上調人源化AdipoR1的表達,顯示出作為治療藥物的潛力。然而,目前脂聯素在人體研究中的應用更多局限于作為糖脂代謝水平的生物標志物,其作為治療藥物的臨床應用仍需更多臨床試驗驗證。短期AdipoRon干預可改善胰島素敏感性,但長期使用可能導致藥物抵抗。
值得注意的是,不同形式的運動能夠有效上調脂聯素及其受體的表達,并增強骨骼肌和肝臟對脂聯素的敏感性。因此,在脂聯素及其受體激動劑尚未廣泛應用于臨床的情況下,增加運動量可能是改善糖脂代謝異常的最便捷途徑。
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