내장 지방과 당뇨병: 이미징을 사용하여 형태를 기능으로 변환

II형 당뇨병은 인슐린 저항성 및 다양한 대사 손상으로 인한 췌장 베타 세포 부전의 결과이며, 그 중 하나는 과도한 체지방/비만입니다. 당뇨병 환자의 경우, 인슐린 신호를 통해 포도당을 세포에 적절하게 통합하는 신체의 정상적인 피드백 메커니즘의 실패로 인해 간 포도당 신생합성이 억제되지 않아 과도한 포도당 신생합성 및 고혈당증이 발생할 수 있습니다. 이 과잉 포도당의 기질은 식이성 글리세롤, 지방 분해에서 유래한 지방 유래 글리세롤, 시트르산 회로의 기질 등 간에서 여러 공급원에서 유래합니다. 정상 상태에서 지방 분해는 저장된 식이 중성 지방과 유리 지방산 사이의 평형 상태에서 정상 상태로 유지됩니다. 그러나 트리글리세리드가 과잉인 상황(예: 비만 상태)에서는 지방 분해가 과활성화되어 유리 지방산과 지방 유래 글리세롤이 증가할 수 있습니다. 이 과잉 글리세롤은 간에서 포도당신생합성을 촉진하고 포도당에 통합되어 혈액으로 방출되어 고혈당증, 궁극적으로 당뇨병 및 임상적 후유증을 유발합니다.

내장 지방과 과도한 포도당신생합성을 연결하는 인기 있는 가설은 장간막 트리글리세리드 회전율에서 발생하는 글리세롤이 간문맥 순환과 간으로 직접 전달된다는 것입니다. 글리세롤은 간에서 포도당신생합성의 주요 기질입니다. 정상적인 조건에서 간 포도당신생합성은 식이로 섭취된 글리세롤에서 시작하여 간에서 글리세롤-3-인산으로 전환된 후 디하이드록시아세톤인산(DHAP)으로 전환됩니다. DHAP는 일련의 반응을 거쳐 단일 6탄소 포도당 분자가 되는 과당-1,6-비스인산으로 전환됩니다. 지방세포는 트리글리세리드 저장소의 지방분해를 통해 글리세롤을 간장 포도당신생합성에 기여합니다. 글리세롤-글루코스 신생합성이 동물에서 광범위하게 연구되었지만, 방사성 추적자에 대한 전통적인 의존은 여러 가지 이유로 인간에게 번역을 어렵게 만듭니다. 우리는 간 유래 포도당에 대한 다양한 기질의 상대적 기여도를 정량화하여 비만 성인의 과도한 내장 지방과 관련된 변경된 포도당 대사의 메커니즘을 탐구하기 위해 새로운 기술을 사용하는 것을 목표로 합니다. 그러한 방법 중 하나는 13C3 표지된 글리세롤을 사용하여 식이 공급원에서 간 포도당신생합성에 이르는 글리세롤의 혼입을 추적합니다. 이 기술은 전리 방사선이 필요하지 않고 광범위하게 검증된 기술인 핵 자기 공명(NMR) 분광법을 활용하여 혈장 포도당의 NMR 스펙트럼을 분석하고 라벨이 붙은 글리세롤로 순환 포도당 분자의 "백분율 농축"을 정량화합니다. 결과적으로 농축의 차이는 내장 지방 조직에서 포도당신생합성에 대한 글리세롤의 기여와 관련하여 간 포도당 대사의 가변성을 반영합니다.

이 프로젝트의 근거는 기존 기술을 활용하여 당뇨병이 없는 비만 성인의 간 포도당신생합성에서 글리세롤 대사에 대한 과도한 내장 지방의 영향을 조사하고 내장 지방과 관련된 포도당 항상성에 대한 EMPA 치료의 효과를 탐색하는 것입니다.