Skeletspierdiacylglycerol en sfingolipiden - Impact van lokalisatie en soorten op insulineresistentie bij mensen

Accumulatie van bioactieve lipiden zoals diacylglycerol (DAG) en sfingolipiden is een mechanisme dat wordt voorgesteld om de insulineresistentie van spieren te bevorderen. Recente gegevens geven aan dat deze lipiden zich in membranen bevinden, maar de distributie en signalering van DAG en sfingolipiden in specifieke cellulaire organellen die de insulinegevoeligheid reguleren, is niet bekend. Er is een kritieke behoefte om deze hiaten in kennis aan te pakken om geschikte interventies te ontwerpen om lipide-geïnduceerde insulineresistentie te voorkomen en te behandelen. De algemene doelstelling van dit project is het bepalen van de impact van veranderingen in subcellulaire DAG- en sfingolipidensoorten, signalering en metabole functie voor en na insulinesensibiliserende leefstijlinterventies. De centrale hypothese van de onderzoekers is dat DAG en sfingolipiden in spieren de insulineresistentie bevorderen via mechanismen die uniek zijn voor locatie, type lipide en soort. De grondgedachte voor het voorgestelde onderzoek is dat het ophelderen van veranderingen in gelokaliseerde DAG- en sfingolipidensoorten die de insulinegevoeligheid voorspellen, specifieke gelokaliseerde lipiden aan het licht zal brengen om zich op te richten in therapieën voor diabetes type 2. Om het algemene doel te bereiken, stellen de onderzoekers drie specifieke doelen voor: 1. Identificatie van de invloed van sarcolemmale DAG en sfingolipiden op celsignalering en insulinegevoeligheid voor en na insulinesensibiliserende leefstijlinterventies. Sterke voorlopige gegevens vormen de hypothese dat sarcolemmale 1,2-diverzadigde DAG- en C18:0-ceramidesoorten zullen afnemen na insulinesensibiliserende levensstijlinterventies, wat leidt tot minder activatie van proteïnekinase C (PKC) en proteïnefosfatase 2A (PP2A) en verbeterde insulinesignalering . Skeletspier-DAG en sfingolipide-isomeren, soorten, lokalisatie en de novo-synthese zullen worden gemeten voor en na dieet-geïnduceerd gewichtsverlies of trainingsinterventies bij zwaarlijvige mannen en vrouwen. De insulinegevoeligheid wordt gemeten met behulp van insulineklemmen en spierlipiden met behulp van vloeistofchromatografie-massaspectrometrie (LC/MS). 2. Bepaal de impact van mitochondriale/ER (endoplasmatisch reticulum) DAG en sfingolipiden op de mitochondriale functie en ER-stress in vivo, voor en na insulinesensibiliserende leefstijlinterventies. De onderzoekers veronderstellen, wederom op basis van voorlopige gegevens, dat mitochondriale/ER-sfingolipiden zullen afnemen, maar DAG zal toenemen na insulinesensibiliserende leefstijlinterventies, en elk zal geassocieerd worden met een verhoogde insulinegevoeligheid. Veranderingen in sfingolipiden zullen verband houden met verhoogde mitochondriale functie, minder ER-stress, reactieve zuurstofspecies (ROS) en vorming van acyl-carnitine, terwijl veranderingen in DAG verband houden met verhoogde mitochondriale inhoud en dynamiek. 3. Identificeer het effect van exogene DAG en sfingolipiden op de mitochondriale functie in vitro, voor en na insulinesensibiliserende leefstijlinterventies. De werkhypothese is dat DAG en sfingolipiden de mitochondriale ademhaling zullen verminderen en het ROS- en acyl-carnitinegehalte zullen verhogen, maar zullen worden verzwakt na duurtraining. Het voorgestelde onderzoek is innovatief omdat het een wezenlijke afwijking vertegenwoordigt van de status-quo door cellulaire compartimentering van bioactieve lipiden aan te pakken. De bijdrage van de onderzoekers zal aanzienlijk zijn door de belangrijkste soorten en locaties van DAG en sfingolipiden te identificeren die insulineresistentie bevorderen, evenals mechanismen die accumulatie verklaren die kunnen worden gewijzigd door insulinesensibiliserende therapeutische interventies.