Induction of lipid catabolism and mitochondrial biogenesis in white adipose tissue as therapeutic target for obesity and associated metabolic disorders

Abstract

Adipose tissue is not only crucial in the storage of excessive fat and its release but also plays important role in the secretion of endo/para- and autocrine factors, thus influencing energy metabolism on the whole body level. The incapability of adipose tissue to meet its responsibilities leads to whole-body metabolic problems resulting in type 2 diabetes, storing of fat in the liver, coronary disease, and other diseases. How to prevent development of obesity and its consequences and/or completely reverse it, is a subject of great scientific interest. Activation of brown adipose tissue (BAT) and brite cells via induction of uncoupling protein 1 (UCP1) and/or stimulation of UCP1-independent energy-dissipating metabolic pathways such as futile cycles in white adipose tissue may be a promising path to fulfill this goal. This thesis is based on results from experiments with two cold-exposed inbred murine strains differing in the propensity to obesity and murine experiments with diet-induced obesity prevented by n-3 polyunsaturated fatty acids (PUFA). Mice resistant to diet-induced obesity (A/J mice) showed higher induction of triacylglycerol (TAG)/fatty acid (FA) futile cycle in epididymal white adipose tissue by cold exposure in comparison to obesity-prone B6 mice. Interestingly, the level of both...

Funkcí tukové tkáně není jen ukládání tuků, ale také produkce a sekrece tzv. adipokinů, které ovlivňují metabolizmus na celotělové úrovni. Narušení funkčnosti tukové tkáně vede k rozvoji diabetu 2. typu, ukládání tuku v játrech, kardio-vaskulárním onemocněním a dalším poruchám. Mnoho vědeckého úsilí je věnováno tomu, jak obezitě a s ní spojeným komplikacím předejít, popř. je zvrátit. Uvažuje se např. o indukci mitochondriálního odřahujícího proteinu 1 (UCP1) v hnědé a bílé tukové tkáni a/nebo stimulaci metabolických drah v bílé tukové tkáni, které spotřebovávají energii bez účasti UCP1, jako jsou prázdné/jalové cykly. Tato dizerační práce je založena na výsledcích z experimentů s dvěma imbredními myšími kmeny lišícími se náchylností k obezitě, které byly vystaveny chladu, a z experimentů na myších krmených vysokotukou dietou, nebo vysokotukou dietou obohacenou n-3 polynenasycenými mastnými kyselinami. Myši kmene A/J, které jsou rezistentní k obesitě indukované dietou, vykazovaly v chladu vyšší indukci jalového cyklu mastných kyselin a triacylglycerolu v epididymální tukové tkáni v porovnání s B6 myšmi, které jsou k obezitě náchylné. Množství UCP1 proteinu a jeho mRNA, který je esenciální pro netřesovou termogenezi v hnědé tukové tkáni, byly po vystavení chladu zvýšeny u obou kmenů podobně, což...