Diacylglycérol et sphingolipides du muscle squelettique - Impact de la localisation et des espèces sur la résistance à l'insuline chez l'homme

L'accumulation de lipides bioactifs tels que le diacylglycérol (DAG) et les sphingolipides est un mécanisme proposé pour favoriser la résistance musculaire à l'insuline. Des données récentes indiquent que ces lipides sont situés dans les membranes, mais la distribution et la signalisation du DAG et des sphingolipides dans des organites cellulaires spécifiques qui régulent la sensibilité à l'insuline ne sont pas connues. Il est essentiel de combler ces lacunes dans les connaissances afin de concevoir des interventions appropriées pour prévenir et traiter la résistance à l'insuline induite par les lipides. L'objectif global de ce projet est de déterminer l'impact des changements dans les DAG subcellulaires et les espèces de sphingolipides, la signalisation et la fonction métabolique avant et après les interventions de sensibilisation à l'insuline sur le mode de vie. L'hypothèse centrale des chercheurs est que le DAG et les sphingolipides dans le muscle favorisent la résistance à l'insuline via des mécanismes propres à l'emplacement, au type de lipide et à l'espèce. La justification de la recherche proposée est que l'élucidation des changements dans les espèces localisées de DAG et de sphingolipides qui prédisent la sensibilité à l'insuline révélera des lipides localisés spécifiques à cibler dans la thérapeutique du diabète de type 2. Pour atteindre l'objectif global, les chercheurs proposent trois objectifs spécifiques : 1. Identifier l'influence du DAG sarcolemmique et des sphingolipides sur la signalisation cellulaire et la sensibilité à l'insuline avant et après les interventions de sensibilisation à l'insuline. Des données préliminaires solides façonnent l'hypothèse selon laquelle les espèces de DAG 1,2-disaturées et de céramides C18: 0 du sarcolemme diminueront après des interventions de sensibilisation à l'insuline sur le mode de vie, entraînant une activation moindre de la protéine kinase C (PKC) et de la protéine phosphatase 2A (PP2A) et une meilleure signalisation de l'insuline . Les DAG musculaires squelettiques et les isomères sphingolipidiques, les espèces, la localisation et la synthèse de novo seront mesurés avant et après les interventions de perte de poids induite par l'alimentation ou d'entraînement physique chez les hommes et les femmes obèses. La sensibilité à l'insuline sera mesurée à l'aide de pinces à insuline et les lipides musculaires à l'aide de la spectrométrie de masse par chromatographie liquide (LC/MS). 2. Déterminer l'impact du DAG mitochondrial / ER (réticulum endoplasmique) et des sphingolipides sur la fonction mitochondriale et le stress ER in vivo, avant et après les interventions de sensibilisation à l'insuline sur le mode de vie. Les enquêteurs émettent l'hypothèse, à nouveau sur la base de données préliminaires, que les sphingolipides mitochondriaux / ER diminueront, mais que le DAG augmentera après les interventions de sensibilisation à l'insuline sur le mode de vie, et chacun sera associé à une sensibilité accrue à l'insuline. Les changements dans les sphingolipides seront liés à une fonction mitochondriale accrue, moins de stress ER, des espèces réactives de l'oxygène (ROS) et la formation d'acyl-carnitine, tandis que les changements dans le DAG seront liés à une augmentation du contenu et de la dynamique des mitochondries. 3. Identifier l'effet des DAG exogènes et des sphingolipides sur la fonction mitochondriale in vitro, avant et après les interventions de sensibilisation à l'insuline sur le mode de vie. L'hypothèse de travail est que le DAG et les sphingolipides réduiront la respiration mitochondriale et augmenteront la teneur en ROS et en acyl-carnitine, mais seront atténués après un entraînement d'endurance. La recherche proposée est innovante car elle représente une rupture substantielle avec le statu quo en abordant la compartimentation cellulaire des lipides bioactifs. La contribution des chercheurs sera significative en identifiant les principales espèces et localisations des DAG et des sphingolipides favorisant la résistance à l'insuline, ainsi que les mécanismes expliquant l'accumulation qui pourraient être modifiés par des interventions thérapeutiques sensibilisant à l'insuline.