Glucose effect on lipid metabolism homestasis in pancreatic β-cells

Abstract

Lipidy jsou důležitou součástí β-buněk. Nejenomže jsou nezbytnou strukturní složkou buněčných membrán a zdrojem energie, ale hrají nepostradatelnou roli ve fyziologii β-buněk. Jejich metabolismus je těsně propojen s metabolismem glukózy, zásadní molekulou pro β-buňky. Přítomnost lipidů je důležitá pro glukózou stimulovanou sekreci inzulinu a jejich metabolismus je nezbytný pro správnou funkci β-buněk. Lipidy jsou skladovány v tukových kapénkách ve formě triacylglycerolů, retinol esterů a cholesterol esterů. Tyto dynamické buněčné struktury jsou důležité pro metabolismus lipidů a ochranu buňky před různými typy stresu. Chronické vystavování β-buněk glukóze a lipidům vede ale k narušení GL/NEFA cyklu (cyklus glycerolu a volných mastných kyselin), glukolipotoxicitě a dále k dysfunkci β-buněk, jejich dediferenciaci, insulinové rezistenci a diabetu 2. typu. Experimentální část je zaměřena na charakteristiku lipidového metabolismu v β-buňkách ve spojení s metabolismem glukózy a redoxním prostředím. Glukózou indukovaná exprese proteinů účastnících se lipidového metabolismu (aktivace mastných kyselin, lipolýza, lipogeneze, atd.) a efekt pozměněného redoxního prostředí byly analyzovány v INS1E buněčné linii β-buněk a izolovaných myších pankreatických ostrůvcích. Množství tukových kapének bylo závislé na...

Lipids create an essential part of pancreatic β-cells. Not only they are the principal structural components and energy source, but they also play an indispensable role in β-cell physiology. Their metabolism is tightly interconnected with the metabolism of glucose, the fundamental β-cell molecule. The presence of lipids is critical for glucose-stimulated insulin secretion and their turnover is inevitable for correct β-cell function. Lipids in the form of triacylglycerols, retinyl esters and cholesterol esters are stored in lipid droplets. These dynamic cellular structures are important for lipid metabolism and the protection of the cells against various types of stress. However, chronic exposure of β-cells to glucose and lipids can lead to disrupted glycerol/non-esterified fatty acid (GL/NEFA) cycle function, glucolipotoxicity and further dysfunction of β-cells, their dedifferentiation, insulin resistance, and finally type 2 diabetes. The experimental part focused on lipid metabolism in pancreatic β-cells in connection with glucose metabolism and redox environment. Glucose-induced expression of proteins involved in lipid metabolism (fatty acid activation, lipolysis, lipogenesis, etc.) and the effect of modulated redox environment was investigated in β-cell line INS1E and isolated mouse pancreatic...