Диацилглицерин и сфинголипиды скелетных мышц - влияние локализации и видов на резистентность к инсулину у людей

Накопление биоактивных липидов, таких как диацилглицерин (DAG) и сфинголипиды, является одним из предполагаемых механизмов повышения резистентности мышц к инсулину. Недавние данные указывают на то, что эти липиды расположены в мембранах, но распределение и передача сигналов DAG и сфинголипидов в специфических клеточных органеллах, которые регулируют чувствительность к инсулину, неизвестны. Существует острая необходимость восполнить эти пробелы в знаниях для разработки соответствующих вмешательств для профилактики и лечения резистентности к инсулину, вызванной липидами. Общая цель этого проекта состоит в том, чтобы определить влияние изменений субклеточных видов DAG и сфинголипидов, передачи сигналов и метаболической функции до и после сенсибилизирующих инсулин вмешательств в образ жизни. Центральная гипотеза исследователей заключается в том, что DAG и сфинголипиды в мышцах способствуют резистентности к инсулину посредством механизмов, которые уникальны для местоположения, типа липидов и видов. Обоснование предлагаемого исследования заключается в том, что выяснение изменений в локализованных видах DAG и сфинголипидов, которые предсказывают чувствительность к инсулину, позволит выявить специфические локализованные липиды, на которые следует ориентироваться при лечении диабета 2 типа. Для достижения общей цели исследователи предлагают три конкретные задачи: 1. Определить влияние сарколеммальных DAG и сфинголипидов на передачу сигналов клетками и чувствительность к инсулину до и после сенсибилизирующих инсулин вмешательств в образ жизни. Надежные предварительные данные формируют гипотезу о том, что количество сарколеммальных 1,2-динасыщенных DAG и C18:0 церамидов будет снижаться после изменения образа жизни, сенсибилизирующего инсулин, что приведет к меньшей активации протеинкиназы C (PKC) и протеинфосфатазы 2A (PP2A) и усилению передачи сигналов инсулина. . Изомеры DAG и сфинголипидов в скелетных мышцах, виды, локализация и синтез de novo будут измеряться до и после диетического снижения веса или физических упражнений у мужчин и женщин с ожирением. Чувствительность к инсулину будет измеряться с помощью инсулиновых зажимов, а мышечные липиды - с помощью жидкостной хроматографии и масс-спектрометрии (ЖХ/МС). 2. Определить влияние митохондриального/ER (эндоплазматического ретикулума) DAG и сфинголипидов на митохондриальную функцию и стресс ER in vivo, до и после сенсибилизирующих инсулин вмешательств в образ жизни. Исследователи предполагают, опять же на основе предварительных данных, что митохондриальные/ER сфинголипиды будут уменьшаться, но DAG будет увеличиваться после сенсибилизирующих инсулин вмешательств в образ жизни, и каждый из них будет связан с повышенной чувствительностью к инсулину. Изменения сфинголипидов будут связаны с усилением митохондриальной функции, меньшим стрессом ER, активными формами кислорода (АФК) и образованием ацил-карнитина, в то время как изменения DAG будут связаны с увеличением содержания и динамики митохондрий. 3. Определить влияние экзогенных ДАГ и сфинголипидов на функцию митохондрий in vitro, до и после изменения образа жизни, повышающего чувствительность к инсулину. Рабочая гипотеза состоит в том, что ДАГ и сфинголипиды будут снижать митохондриальное дыхание и повышать содержание АФК и ацил-карнитина, но будут уменьшаться после тренировок на выносливость. Предлагаемое исследование является инновационным, поскольку оно представляет собой существенный отход от существующего положения вещей путем решения проблемы клеточной компартментализации биоактивных липидов. Вклад исследователей будет значительным благодаря выявлению ключевых видов и местонахождений DAG и сфинголипидов, способствующих резистентности к инсулину, а также механизмов, объясняющих накопление, которое может быть изменено с помощью терапевтических вмешательств, повышающих чувствительность к инсулину.