Lipometabolizmus és glikometabolizmus májbetegségekben
1 Hepatobilia-sebészeti osztály, Nanjing Dobtorony Kórház Nanjing Orvosi Egyetem Klinikai Főiskola, Nanjing, Kína
2 Hepatobilia-sebészeti osztály, a Nanjing Egyetem Orvostudományi Karának társult dobtorony-kórháza, Nanjing, Kína
Absztrakt
A máj a szervezet fő metabolikus szerve, különösen a lipometabolizmus és a glikometabolizmus terén. A szénhidrátok és zsírok rendellenességei inzulinrezisztenciát eredményezhetnek a májban. Az anyagcsere egyensúlyhiány akár életveszélyes állapotokhoz is vezethet. Ezért elengedhetetlen a máj normális metabolikus funkciójának fenntartása. Amikor a máj kóros állapotban van, a máj metabolizmusának homeosztázisa károsodik, és az anyagcserezavarok tovább súlyosbítják a májbetegségeket. Következésképpen elengedhetetlen a májbetegségek és az anyagcserezavarok közötti kapcsolat meghatározása. Itt számos bizonyítékot tekintünk át arra vonatkozóan, hogy a májbetegségek szorosan összefüggenek a lipometabolizmussal és a glikometabolizmussal. Bár a máj anyagcseréjének rendellenességét különböző májbetegségek okozzák, az anyagcsere egyensúlyának megszakadását a máj állapotának változásai határozzák meg. Megbeszéljük a májbetegség és az anyagcsere-változások kapcsolatát, felvázoljuk az anyagcsere-változások májbetegségek általi szabályozásának folyamatát, és leírjuk, hogy az anyagcsere-változások milyen szerepet játszanak a májbetegség folyamatában és prognózisában.
1. Bemutatkozás
A máj a test legnagyobb szerve, főként a szénhidrát- és lipid-anyagcserét szabályozza. A szénhidrátok és zsírok kóros metabolizmusa a máj anyagcseréjének egyensúlyhiánya miatt inzulinrezisztenciát eredményezhet az inzulinérzékeny szövetekben, például a májban. A máj metabolizmusának egyensúlyhiánya következhet be a májműködési zavarokat okozó betegségből. A szénhidrátok és zsírok több metabolitja életveszélyes állapotokhoz is vezethet. Ennek következtében elengedhetetlen a máj normális metabolikus funkciójának fenntartása.
2. A máj főbb anyagcseréje
2.1. Lipometabolizmus
A máj fontos funkciója a lipid anyagcsere. A májsejtekben a lipidbevitel, az észterezés, az oxidáció és a zsírsavak szekréciója zajlik. A trigliceridek a lipid anyagcseréjéhez jutnak a májba, és a májsejtek felszívják, amelyet az LDL (alacsony sűrűségű lipoprotein) receptorok és az LRP (LDL receptorhoz kapcsolódó fehérjék) szabályoznak [1, 2]. A felesleges szénhidrátok átalakulhatnak lipidekké a májban olyan transzkripciós faktorok szabályozása alatt, mint az SREBP1, a ChREBP és az LXR, amelyet de novo zsírsavszintézis útnak neveznek [3].
Amikor a máj lipidanyagcseréjének homeosztázisa károsodik, a trigliceridek kórosan felhalmozódnak a májsejtekben a trigliceridszintézis felszabályozása, a lipidcseppek bomlásának csökkenése, valamint a triglicerid és a nagyon LDL (VLDL) szekréciós funkció károsodása miatt [4]. A máj lipidanyagcseréjének homeosztázisának szabályozatlansága végül zsírmájat eredményez. A nem alkoholos zsírmájbetegség (NAFLD) nonalkoholos steatohepatitiszé (NASH), májfibrózisossá, májcirrhosissá és májrákká való progressziójában szerepet játszó mechanizmus még mindig nem világos. Ekstedt M és Angulo P megállapította, hogy a fibrózis hozzájárult a krónikus májbetegség kialakulásához a NAFLD-ben szenvedő betegeknél [5, 6]. Noha a májfibrózis a májcsillagsejtek (HSC) túlzott aktiválódásának köszönhető, a folyamatot a lipid anyagcsere szabályozza [7, 8]. Ezért a máj egészséges biológiai működéséhez elengedhetetlen a lipid metabolizmus homeosztázisának fenntartása.
2.2. Glikometabolizmus
A májnak jelentős szerepe van a cukor anyagcseréjében is, amely felelős a glükóz képződéséért és tárolásáért. Az ételfogyasztást követően a máj glükóz-anyagcseréje gyors átalakulást eredményez a glükózszintézisből a glükóz tárolásába, és az inzulin szabályozza a kulcsszabályozót [9]. Az inzulin hozzájárul a glükóz tárolásához a glikogén szintáz aktiválásával, amely közvetíti a máj glikogén szintézisét. Ha az inzulin szekréciója elégtelen, a máj glikogén szintézise gátolt. Ezt illusztrálja a máj glikogénszintézise 1-es típusú cukorbetegségben és normális étrendben szenvedő betegeknél, ami csak egyharmada az egészséges egyéneknél [10]. Az inzulin biológiai funkciója az intracelluláris jelátviteli út koordinációjától függ. Az inzulin aktiválhatja az IRTK-t (inzulinreceptor tirozin kináz), amely az ATP foszforilezését közvetíti a glükóz metabolizmusának serkentése érdekében a PDK1 és az mTORC2 kapcsán. Az inzulin csökkentheti a glikogénnel kapcsolatos enzimek szintjét és inaktiválja a glikogén szintáz kinázt, amely csökkenti a máj glükóztermelését.
2.3. A glükóz metabolizmus és a lipid metabolizmus kapcsolata
Amikor a máj kóros állapotban van, a máj metabolizmusának homeosztázisa károsodik, és az anyagcserezavarok tovább súlyosbítják a májbetegségeket. Következésképpen elengedhetetlen a májbetegségek és az anyagcserezavarok közötti kapcsolat meghatározása.
3. Major májbetegségek
3.1. Máj steatosis
A lipotoxicitás mellett a glükóz-anyagcsere-rendellenességek által okozott „glükóz-toxicitás” szerepet játszik a NASH patogenezisében. A felesleges szénhidrátok aktiválják a zsírszintézis útját, amelyet az acetil-CoA karboxiláz, az SCD-1 és a zsírsavszintáz szabályoz a máj steatosisának súlyosbítása érdekében. A fruktóz növelheti a CD36 expresszióját, és összekapcsolódik a de novo lipidszintézissel kapcsolatos fehérjékkel, például a ChREBP-vel a lipidszintézis elősegítése érdekében [25]. A felesleges glükóz és fruktóz közvetlenül szabályozhatja a ChREBP és az SREBP1c expresszióját. Ezenkívül a fruktóz javíthatja a zsírszint szintézis génjét is a lipidek felhalmozódásának elősegítése érdekében. A Softic S megerősítette, hogy az egerek máj steatosisát súlyosbította a fruktóz metabolizmusának gátlása. A máj steatosis előfordulása a fruktóz anyagcserezavarral küzdő embereknél is jelentősen megnőtt [26].
3.2. Májfibrózis
3.3. Májtumor
3.4. Akut májelégtelenség
4. Következtetések
A máj fontos anyagcsere-szerv. A máj rendellenességei befolyásolják az anyagcsere homeosztázisát, és a metabolitok viszont védő vagy súlyosbító szerepet játszhatnak a beteg májban. Tekintettel a máj és az anyagcsere összetett kapcsolatára, nagy lehetőség rejlik specifikus májbetegségek célzott metabolikus terápiával történő kezelésében. Ez a kezelés várhatóan késlelteti vagy akár meg is gyógyítja a betegséget, és jelentős klinikai értékkel bír.
Rövidítések
| LDL: | Alacsony sűrűségű lipoprotein |
| LRP: | LDL-receptorral kapcsolatos fehérjék |
| SREBP1: | Szterol szabályozó elemeket megkötő fehérjék 1 |
| ChREBP: | Szénhidrát-válasz elemkötő fehérje |
| LXR: | Máj X receptor |
| VLDL: | Nagyon alacsony sűrűségű lipoprotein |
| NAFLD: | Alkoholmentes zsírmájbetegség |
| NASH: | Alkoholmentes steatohepatitis |
| HSC-k: | Májcsillagsejtek |
| IRTK: | Inzulin receptor tirozin kináz |
| ATP: | Adenozin-trifoszfát |
| PDK1: | Foszfoinozidid-függő kináz 1 |
| mTORC2: | mTOR Complex 2 |
| PKC: | Protein-kináz C |
| HCC: | Májtumor |
| TNF-α: | Tumor nekrózis faktor-α |
| ROS: | Reaktív oxigén fajok |
| SCD-1: | 1. sztearoil-CoA deszaturáz |
| CD36: | Zsírsav transzlokáz |
| SREBP1c: | Szterol szabályozó elemkötő fehérjék 1c |
| HSC-k: | Májcsillagsejtek |
| ECM: | Extracelluláris mátrix |
| RAB18: | Ras-rokon fehérje Rab-18 |
| PPAR: | A peroxiszóma proliferátor által aktivált receptor |
| BMP6: | Csont morfogenetikus fehérje 6 |
| CCL2: | Chemokine CCL2 |
| MCP-1: | Monocita kemoattraktáns protein-1 |
| TGF-β: | Transzformáló növekedési tényező-β |
| PDGF: | Trombocita eredetű növekedési faktor |
| IL-1: | Interleukin-1 |
| TNF: | Tumor nekrózis faktor |
| αSMA: | α simaizom aktin |
| HBV: | Hepatitis B vírus |
| HCV: | Hepatitis C vírus |
| JAK: | Janus kináz 1 |
| STATISZTIKA: | Jelátalakítók és a transzkripció aktivátorai |
| ERK: | Az extracelluláris jel által szabályozott kináz |
| AMPK: | Adenozin-monofoszfát-aktivált protein-kináz |
| mTOR: | A rapamicin emlős célpontja |
| SASP: | Szeneszenciához kapcsolódó szekréciós fenotípus |
| IL-6: | Interleukin-6 |
| TNFR1: | Daganat nekrózis faktor receptor 1 |
| IKKβ: | énκB-kináz β |
| NF-κB: | Nukleáris tényező-κB |
| IGF-1: | Inzulin növekedési faktor 1 |
| HbA1C: | Glikozilezett hemoglobin A1C |
| IGFR: | Inzulinszerű növekedési faktor receptor |
| JNK: | c-júniusi N-terminális kináz |
| OS: | Oxidatív stressz. |
Összeférhetetlenség
A szerzők nem jelentenek összeférhetetlenséget.
A szerzők közreműködése
Hao által vezetett Ding és Jing-lin Wang jelentős, közvetlen és szellemi hozzájárulást nyújtott a munkához. Hao-zhen Ren és Hsziao-lej Shi ugyanakkor részt vett a tanulmány megtervezésében, a kézirat elkészítésében és megírásában, valamint benyújtásra jóváhagyásában. Hao által vezetett Ding és Jing-lin Wang egyformán járultak hozzá ehhez a munkához.
Köszönetnyilvánítás
A szerzők szeretnék köszönetet mondani a Kínai Nanjing Egyetem Orvostudományi Karának, a Hepatobiláris Sebészeti Osztály munkatársai által nyújtott technikai segítségnek.
Hivatkozások
- Májbetegségek könyve Dr.
- Hogyan segíthet a homeopátia az akut májbetegségek kezelésében - Times of India
- Májbetegségek macskákban VCA Állatkórház
- Májbetegségek és elhízás A fehérjekutatás új kezelési lehetőségeket azonosít
- Hogyan diagnosztizálják a zsírmájbetegséget