Miyako Tanaka

1 Departamentul de Medicină Moleculară și Metabolism, Institutul de Cercetări în Medicină de Mediu, Universitatea Nagoya, Nagoya, Japonia,

Michiko Itoh

2 Departamentul de rețea și metabolizare a organelor, Școala postuniversitară de științe medicale și dentare, Tokyo Medical and Dental University, Tokyo, Japonia,

Yoshihiro Ogawa

1 Departamentul de Medicină Moleculară și Metabolism, Institutul de Cercetări în Medicină de Mediu, Universitatea Nagoya, Nagoya, Japonia,

3 Departamentul de Endocrinologie Moleculară și Metabolism, Școala Absolventă de Științe Medicale și Dentare, Tokyo Medical and Dental University, Tokyo, Japonia,

4 Departamentul de metabolizare moleculară și celulară, Școala postuniversitară de științe medicale și dentare, Tokyo Medical and Dental University, Tokyo, Japonia,

5 Departamentul de Medicină și Științe Bioregulatorii, Școala Absolventă de Științe Medicale, Universitatea Kyushu, Fukuoka, Japonia,

6 Agenția japoneză pentru cercetare și dezvoltare medicală, CREST, Tokyo, Japonia,

Takayoshi Suganami

1 Departamentul de Medicină Moleculară și Metabolism, Institutul de Cercetări în Medicină de Mediu, Universitatea Nagoya, Nagoya, Japonia,

Abstract

Inflamația cronică este o bază moleculară comună care stă la baza unei varietăți de boli cronice. Dovezile acumulate au sugerat, de asemenea, că inflamația cronică contribuie la patogeneza obezității și a diabetului, care au fost considerate boli metabolice. În ultimele câteva decenii, au existat progrese dramatice în înțelegerea mecanismului de bază al disfuncției țesutului adipos indus de obezitate. Remodelarea țesuturilor este una dintre caracteristicile histologice ale inflamației cronice, în care celulele stromale se schimbă dramatic în număr și tip de celule. Într-adevăr, remodelarea țesutului adipos este indusă de diferite celule stromale și are ca rezultat afectarea funcției țesutului adipos, cum ar fi producția de adipocitokine și depozitarea lipidelor, ceea ce duce la tulburări metabolice sistemice. În plus față de țesutul adipos, ficatul este un alt exemplu de remodelare a țesutului indusă de obezitate. În prezenta revizuire, discutăm despre modul în care obezitatea induce fibroza interstițială în țesutul adipos și ficat, concentrându-ne în special pe rolul macrofagelor.

Introducere

Inflamația cronică este o bază moleculară comună care stă la baza unei varietăți de boli cronice, cum ar fi boala aterosclerotică, boala autoimună, boala neurodegenerativă și cancerul. Dovezile acumulate au sugerat, de asemenea, că inflamația cronică joacă un rol crucial în obezitatea și patogeneza diabetului, care au fost considerate boli metabolice. Există un număr mare de studii privind efectul aportului excesiv de energie și al dezechilibrului nutrițional asupra inflamației cronice și afectării homeostaziei metabolice. În acest sens, unul dintre cele mai importante organe este țesutul adipos, care simte condițiile nutriționale din corpul nostru și stochează energia excesivă sub formă de trigliceride. Țesutul adipos reglează, de asemenea, răspunsurile inflamatorii și secretă diferite molecule bioactive, care sunt denumite „adipocitokine” sau „adipokine”, ca răspuns la starea nutrițională sistemică, rezultând un mecanism de feedback al homeostaziei metabolice 1, 2, 3, 4, 5, 6 . În obezitate, aceste funcții ale țesutului adipos devin afectate, ceea ce dă naștere unor tulburări metabolice sistemice (sindrom metabolic).

Spre deosebire de inflamația acută, semne tipice de „inflamație”, cum ar fi durerea, căldura, roșeața și umflarea, sunt rareori observate în inflamația cronică. În schimb, citokinele pro-inflamatorii și celulele imune sunt un mecanism comun al inflamației acute și cronice. În acest sens, remodelarea țesuturilor este una dintre caracteristicile histologice ale inflamației cronice, în care celulele stromale se schimbă dramatic în număr și tip de celule 7. În majoritatea cazurilor, inflamația cronică duce în cele din urmă la fibroza țesuturilor și disfuncția organelor. În plus față de țesutul adipos, ficatul este un alt exemplu de remodelare a țesutului indusă de obezitate. Acumularea de lipide în ficat sau boala hepatică grasă nealcoolică (NAFLD) este o caracteristică hepatică a sindromului metabolic. În special, steatohepatita nealcoolică (NASH), caracterizată prin inflamație cronică și fibroză pericelulară, crește riscul de ciroză și carcinom hepatocelular 8, 9. În prezentul articol de revizuire, discutăm progresele recente în înțelegerea mecanismului molecular al remodelării țesuturilor induse de obezitate, concentrându-ne în special asupra țesutului adipos și a ficatului.

Inflamarea țesutului adipos indusă de obezitate

Țesutul adipos include nu numai adipocite mature încărcate cu lipide, ci și numeroase celule stromale, precum preadipocite, fibroblaste, celule endoteliale și celule imune. În timpul dezvoltării obezității, țesutul adipos prezintă modificări histologice dinamice caracterizate prin hipertrofie adipocitară, creșterea angiogenezei, infiltrarea celulelor imune și supraproducția matricei extracelulare 2, 6, 10, 11. Aceste modificări amintesc de „remodelarea vasculară”, care reprezintă răspunsurile inflamatorii cronice în pereții vasculari aterosclerotici. Se înțelege bine că „remodelarea vasculară” este cauzată de interacțiunile complexe dintre diferite celule, cum ar fi celulele endoteliale vasculare, celulele musculare netede vasculare, limfocitele și macrofagele derivate din monocite 5, astfel încât schimbarea dinamică observată în țesutul adipos obez poate fi menționată la „remodelare a țesutului adipos”, care ar trebui să fie implicat în patogeneza disfuncției țesutului adipos indusă de obezitate. Mai mult, există dovezi considerabile care sugerează că producția de adipocitokine și stocarea lipidelor sunt reglementate de interacțiunea adipocitelor mature și a celulelor stromale în țesutul adipos 12, 13 .

Interacțiunea paracrină între adipocite și macrofage

Mecanismul molecular al remodelării țesutului adipos

molecular

Rolul structurii asemănătoare coroanei (CLS) în remodelarea țesutului „metabolic” indus de obezitate în țesutul adipos și ficat. Mincle, un nou senzor pentru moartea celulelor, este exprimat exclusiv în CD 11c - macrofage pozitive care constituie CLS în țesutul adipos obez. Când este activat de liganzi endogeni necunoscuți în prezent, Mincle induce puternic formarea miofibroblastelor și fibroza interstițială. Există o structură histologică similară denumită CLS hepatică în ficat în timpul progresiei bolii de la steatoza simplă la steatohepatita nealcoolică (NASH). Astfel, CLS joacă un rol critic în conducerea remodelării țesuturilor „metabolice”.

Rolul fibrozei țesutului adipos în acumularea de lipide ectopice. Depozitarea energiei excesive ca trigliceride este o funcție fundamentală a țesutului adipos, care este strâns reglementat de hormoni, cum ar fi insulina și nervul simpatic. În plus, dovezile recente au sugerat că inflamația cronică este implicată în acest proces. În special, fibroza interstițială limitează extensibilitatea țesutului adipos, ceea ce duce în cele din urmă la o acumulare crescută de lipide ectopice.

Model animal nou al NASH

CLS hepatică - Fibroză hepatică mediată în NASH

Relevanța clinică a CLS hepatice în NASH

Concluzie

În ultimele câteva decenii, s-au înregistrat progrese dramatice în înțelegerea mecanismului de bază al inflamației cronice în bolile legate de stilul de viață, cum ar fi obezitatea, diabetul și NAFLD/NASH. În prezenta analiză, am discutat despre progresele recente ale acestui domeniu de cercetare, concentrându-ne în special asupra modului în care inflamația cronică indusă de obezitate duce la fibroză interstițială în țesutul adipos și în ficat. CLS este locul discuției încrucișate între celulele parenchimatoase și celulele stromale, inclusiv macrofagele, inducând astfel inflamație persistentă și fibroză interstițială. Cu alte cuvinte, CLS ar putea funcționa pentru a determina remodelarea țesuturilor „metabolice”. O mai bună înțelegere a mecanismului molecular care stă la baza inflamației cronice induse de obezitate ar deschide calea spre dezvoltarea unei strategii terapeutice noi pentru bolile legate de stilul de viață, cum ar fi obezitatea, diabetul și NAFLD/NASH.

Dezvăluire

Autorii nu declară niciun conflict de interese.

Mulțumiri

Această lucrare a fost susținută parțial de subvenții pentru cercetare științifică de la Ministerul Educației, Culturii, Sportului, Științei și Tehnologiei din Japonia (16H05171, 16KT0110, 16K08732, 17K19686 și 17H05500) și Agenția Japoneză pentru Cercetare și Dezvoltare Medicală (CREST). Această lucrare a fost, de asemenea, susținută de subvenții de cercetare de la Takeda Science Foundation, Takeda Medical Research Foundation și Programul comun de utilizare/cercetare a Institutului de cercetare medicală și Tokyo Medical and Dental University.

Note

J Diabetes Investig 2018; 9: 256–261 [Google Scholar]