Lipid associated metaflammation
Lipotoxicity, generally defined as an increased concentration of harmful lipids, impairs cellular
homeostasis and disrupts tissue function. This is a vast area of study that encompasses many fundamental
processes in the cell and involves multiple mechanistic models. Here, we will focus mainly on
lipotoxicity as it relates to the integration of metabolic and immune responses, which is critical for health
and also plays a role in metabolic diseases (1). Chronic low-grade metabolic inflammation, termed
“metaflammation,” is considered one of the hallmarks of metabolic diseases such as obesity and diabetes,
and it occurs in several metabolic tissues including adipose tissue, liver, muscle, brain, and gut. Among
other potential mechanisms, it is now well-established that immunometabolic pathways are highly responsive to lipids and linked to lipotoxicity (1). Just as lipotoxicity gives rise to metaflammation,
alterations in lipid metabolism and signaling can also converge on common immune and stress responses
(2), thus creating vicious pathological cycles that contribute to many diseases.
Perturbations in fatty acid and cholesterol fluxes lead to higher representation of harmful lipid classes in
cells and in the circulation, especially saturated fatty acids and oxidized cholesterol (Figure 1). These
species have been studied extensively for their effects on cellular function, including inflammatory
responses and organ performance. For example, the saturated fatty acid palmitate can be imported into
cells via fatty acid transport protein 1 (FATP1), and overexpression of FATP1 in the heart leads to
lipotoxicity-mediated cardiomyopathy (3). Forced exposure to fatty acids can also be a driver for
pathologies at other sites or other metabolic diseases, and the discussion below is predominantly framed
in this context.
The mechanisms underlying the harmful effects of excess lipid flux are related in part to the impact of
lipids on the biophysical properties of cellular organelles. For example, the endoplasmic reticulum (ER),
which is one of the major hubs for lipid biosynthesis and esterification, is a critical organelle mediating
both metabolic and inflammatory adaptive responses to proteotoxic, nutritional and energy-related
stresses. In the setting of chronic nutrient stress, lipid synthesis is dysregulated in the ER, leading to
changes in phospholipid composition of the ER membrane. These changes cause disruption of calcium
signaling, prolonged ER stress, and decreased translation of ER-associated proteins (4, 5). Similarly,
saturated fatty acids and cholesterol loading increase ER stress and associated cell death (6-9). ER stress
responses also intersect with inflammatory pathways via activation of numerous inflammatory kinases
such as JNK, PKR, and IKK (10, 11) and activation of inflammatory mediators and the inflammasome
(Figure 1). The adaptive responses of ER and the unfolded protein response (UPR) exhibit a peculiar
pattern of defects in obesity and diabetes, in the context of chronic inflammation. This is evident in both
type 1 and type 2 diabetes (10, 12-17). For instance, ER stress propagation via increased induced nitric oxide synthase (iNOS) activity and subsequent inactivation of the key ER regulator inositol-requiring
protein 1 (IRE1α) via nitrosylation (18) represents one example of indirect impact of lipotoxicity on
chronic inflammatory processes.
Beyond the alteration of organelle function, lipotoxicity can also influence metaflammation and insulin
action via direct effects on intracellular signaling pathways. For example, palmitate exposure is
implicated in synthesis of diacylglycerols (DAGs), and ceramide (19) which can activate novel protein
kinase C (PKC) isoforms (20) (Figure 1) such as PKC-θ and PKC-ε, and have been linked to T cell
activation and LPS responses (21, 22) as well as insulin action and metabolic responses (23). While the
exact mechanisms underlying these signaling events and the lipid species that engage PKCs remains
under debate (23, 24), there is strong evidence supporting the involvement of PKCs in both metabolic and
inflammatory responses that are relevant to obesity and type 2 diabetes. Palmitate accumulation also leads
to ceramide biosynthesis, which can activate inflammatory pathways and inhibit insulin action (Figure 1).
Ceramides inhibit Akt-mediated insulin signaling as well as mitochondrial fatty acid oxidation by
disrupting mitochondrial electron transport (25-28). Furthermore, inhibition of ceramide synthesis via
myriocin treatment improves glucose and energy metabolism via recovery of insulin signaling in liver and
muscle (29). Interestingly, TLR4 signaling can also lead to increased expression of ceramide biosynthetic
enzymes (30), suggesting the importance of this pathway in mediating metaflammation and insulin
resistance and the reciprocal
Metaflammation ไขมันที่เกี่ยวข้องบั่นทอน Lipotoxicity โดยทั่วไปกำหนดให้เป็นการเพิ่มความเข้มข้นของไขมันที่เป็นอันตราย มือถือ ภาวะธำรงดุล และ disrupts ฟังก์ชันเนื้อเยื่อ นี้เป็นพื้นที่กว้างใหญ่ของการศึกษาที่ครอบคลุมหลายพื้นฐาน กระบวนการในเซลล์ และเกี่ยวข้องกับกลไกหลายรุ่น ที่นี่ เราจะเน้นหลักใน lipotoxicity มันเกี่ยวข้องกับการบูรณาการของการเผาผลาญอาหารและการตอบสนองภูมิคุ้มกัน ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับสุขภาพ และยัง มีบทบาทในโรค (1) พละเผาผลาญอักเสบเรื้อรัง เรียกว่า "metaflammation ถือเป็นหนึ่งของโรคเช่นโรคอ้วนและโรคเบาหวานและมันเกิดขึ้นในเนื้อเยื่อหลายเผาผลาญรวมทั้งเนื้อเยื่อไขมัน ตับ กล้ามเนื้อ สมอง และลำไส้ ในหมู่ กลไกที่มีศักยภาพอื่น ๆ มันขณะนั้นว่า ทาง immunometabolic จะสูงไขมันดีขึ้น และเชื่อมโยงกับ lipotoxicity (1) เหมือน lipotoxicity ก่อให้ metaflammationเปลี่ยนแปลงในการเผาผลาญไขมันและส่งสัญญาณสามารถมาบรรจบกันในการตอบสนองภูมิคุ้มกันและความเครียดทั่วไปยัง (2), ดังนั้น การสร้างหินพยาธิวงจรที่นำไปสู่โรค ชิ้นในกรดไขมันและคอเลสเตอรตัวช่วยหลอมนำไปสู่การแสดงสูงของชั้นไขมันที่เป็นอันตรายใน เซลล์ และในการไหลเวียน โดยเฉพาะอย่างยิ่งอิ่มตัวกรดไขมัน และออกซิไดซ์คอเลสเตอร (รูปที่ 1) เหล่านี้ สายพันธุ์ได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางผลทำงานของเซลล์ รวมทั้งอักเสบ การตอบสนองและประสิทธิภาพการทำงานของอวัยวะ ตัวอย่างเช่น palmitate กรดไขมันอิ่มตัวสามารถนำ เซลล์ผ่านกรดไขมันโปรตีน 1 (FATP1) การขนส่ง และนำไปสู่การแสดงออกของ FATP1 ใน สื่อ lipotoxicity cardiomyopathy (3) บังคับสัมผัสกับกรดไขมันยังสามารถควบคุมสำหรับ โรคที่เว็บไซต์อื่น หรือโรคอื่น และการอภิปรายด้านล่างส่วนใหญ่เป็นกรอบ ในบริบทนี้กลไกพื้นฐานผลกระทบอันตรายของไขมันส่วนเกินไหลเกี่ยวข้องส่วนหนึ่งกับผลกระทบของ ไขมันกับคุณสมบัติทางกายภาพและชีวภาพของเซลล์ออร์แกเนลล์ ตัวอย่างเช่น การลัม endoplasmic (ER), ซึ่งเป็นหนึ่งในศูนย์กลางสำคัญสำหรับการสังเคราะห์ไขมันและ esterification เป็นออร์แกเนลล์สำคัญการเป็นสื่อกลาง เผาผลาญ และอักเสบปรับการตอบสนอง proteotoxic โภชนาการ และ ด้านพลังงาน เครียด ในการตั้งค่าของความเครียดเรื้อรังสารอาหาร ไขมันสังเคราะห์คือ dysregulated ใน ER นำไป การเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบเรียมของเมมเบรนที่ ER การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ทำให้เกิดภาวะการขาดแคลเซียม สัญญาณ ER ความเครียดเป็นเวลานาน และลดลงของโปรตีนที่เกี่ยวข้อง ER (4, 5) ในทำนองเดียวกัน กรดไขมันอิ่มตัวและคอเลสเตอรโหลดเพิ่มความเครียด ER และเกี่ยวข้องการตายของเซลล์ (6-9) ความเครียดของ ER การตอบสนองยังตัดกับอักเสบทางเดินผ่านงานของ kinases อักเสบมากมาย เช่น JNK, PKR และอักเสบและ inflammasome การเปิดใช้งาน IKK (10, 11)(รูปที่ 1) ปรับการตอบสนองของ ER และการตอบสนองก็โปรตีน (UPR) แสดงความแปลก รูปแบบของข้อบกพร่องในโรคอ้วนและโรคเบาหวาน ในบริบทของการอักเสบเรื้อรัง นี่คือ evident ในทั้งสอง ชนิด 1 และชนิดที่ 2 โรคเบาหวาน (10, 12-17) เช่น ER เครียดเผยแพร่ผ่านทางกิจกรรม synthase (iNOS) ไนตริกออกไซด์เหนี่ยวนำเพิ่มขึ้นและฤทธิ์คีย์ ER เกร์ทอที่ต้องตามมา โปรตีน 1 (IRE1α) ผ่านทาง nitrosylation (18) แสดงถึงตัวอย่างหนึ่งของผลกระทบทางอ้อมของ lipotoxicity บน กระบวนการอักเสบเรื้อรัง นอกเหนือจากการเปลี่ยนแปลงของฟังก์ชันออร์แกเนลล์ lipotoxicity สามารถยังมีอิทธิพลต่อ metaflammation และอินซูลิน การดำเนินการผ่านผลกระทบโดยตรงในเส้นทางการส่งสัญญาณภายในเซลล์ ตัวอย่างเช่น palmitate แสงคือ ที่เกี่ยวข้องในการสังเคราะห์ diacylglycerols (DAGs), และเซราไมด์ (19) ซึ่งสามารถเปิดใช้งานนวนิยายโปรตีน ไคเนสรี isoforms C (PKC) (20) (รูปที่ 1) เช่นค่าθ PKC และ PKC-ε และเชื่อมโยงไปยังเซลล์ T เปิดใช้งาน และตอบ LPS (21, 22) เป็นการกระทำของอินซูลิน และการตอบสนองเผาผลาญ (23) ในขณะ ต้นเหตุการณ์เหล่านี้ส่งสัญญาณและชนิดของไขมันที่มีส่วนร่วมยังคง PKCs กลไกที่แน่นอน ภายใต้การอภิปราย (23, 24), มีหลักฐานสนับสนุนของ PKCs ทั้งเผาผลาญ และ การตอบสนองการอักเสบที่เกี่ยวข้องกับโรคอ้วน และโรคเบาหวาน 2 ชนิด ยังมีการนำไปสะสม palmitate การสังเคราะห์ ceramide ซึ่งสามารถเปิดใช้เส้นทางที่อักเสบ และยับยั้งอินซูลินการกระทำ (รูปที่ 1) Ceramides ช่วยยับยั้งอินซูลิน Akt สื่อสัญญาณเช่นเดียวกับกรดไขมันยลออกซิเดชันโดย กระทบกับการขนส่งอิเล็กตรอนยล (25-28) นอกจากนี้ การยับยั้งการสังเคราะห์ ceramide ผ่าน รักษา myriocin เพิ่มการเผาผลาญกลูโคสและพลังงานผ่านการกู้คืนของอินซูลินในตับการส่งสัญญาณ และ กล้ามเนื้อ (29) เรื่องน่าสนใจ ส่งสัญญาณ TLR4 สามารถนำการเพิ่มนิพจน์ของ ceramide ชีวสังเคราะห์ เอนไซม์ (30), บอกความสำคัญของเส้นทางนี้ในการเป็นสื่อกลาง metaflammation และอินซูลิน ความต้านทานและในทางกลับกัน
การแปล กรุณารอสักครู่..

metaflammation เกี่ยวข้องลิพิดlipotoxicity , โดยทั่วไปหมายถึงความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้นของเป็นอันตรายไขมัน ทำลายเซลล์ความสมดุลของร่างกายและขัดขวางการทำงานเนื้อเยื่อ นี้มีพื้นที่กว้างใหญ่ของการศึกษาที่ครอบคลุมหลายขั้นพื้นฐานกระบวนการในเซลล์ และเกี่ยวข้องกับกลไกหลายรูปแบบ ที่นี่เราจะเน้นหลักในlipotoxicity ในขณะที่มันเกี่ยวข้องกับการสลายและการตอบสนองภูมิคุ้มกันซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับสุขภาพและยังเล่นบทบาทในการเผาผลาญโรค ( 1 ) การอักเสบการเผาผลาญอาหารเกรดต่ำเรื้อรัง ที่เรียกว่า" metaflammation " ถือเป็นหนึ่งใน hallmarks ของโรคเมตาบอลิก เช่นโรคอ้วนและโรคเบาหวานและมันเกิดขึ้นในเนื้อเยื่อต่าง ๆ รวมทั้งสลายเนื้อเยื่อไขมัน ตับ กล้ามเนื้อ สมอง และไส้ ระหว่างกลไกที่มีศักยภาพอื่น ๆ มันเป็นเส้นทางที่ immunometabolic ดีขึ้นเป็นอย่างมากเพื่อตอบสนองความ และเชื่อมโยงกับ lipotoxicity ( 1 ) เช่นเดียวกับ lipotoxicity ให้ metaflammation ขึ้น ,การเปลี่ยนแปลงในการเผาผลาญไขมันและการส่งสัญญาณสามารถมาบรรจบกันในทั่วไปและความเครียดการตอบสนองภูมิคุ้มกัน( 2 ) ดังนั้นการสร้างวงจรชั่วร้ายพยาธิวิทยาที่นำไปสู่โรคต่าง ๆได้กรดไขมันและคอเลสเตอรอลในฟลักซ์นำไปสู่สูงกว่าเป็นตัวแทนของไขมันที่เป็นอันตรายในชั้นเรียนเซลล์และการไหลเวียน โดยเฉพาะกรดไขมันอิ่มตัวและคอเลสเตอรอลออกซิไดซ์ ( รูปที่ 1 ) เหล่านี้ชนิดที่ได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางในผลกระทบต่อการทำงานของเซลล์ รวมทั้งการอักเสบการตอบสนองและประสิทธิภาพของอวัยวะ เช่น กรดไขมัน palmitate สามารถนำเข้าเซลล์ผ่านทางโปรตีน กรดไขมัน กรดขนส่ง 1 ( fatp1 ) และ overexpression ของ fatp1 ในหัวใจนักlipotoxicity ) ด้วย ( 3 ) บังคับแสง กรดไขมัน นอกจากนี้ยังสามารถเป็นคนขับรถให้โรคที่เว็บไซต์อื่น ๆหรือโรคเมตาบอลิกอื่น ๆและการสนทนาด้านล่างเด่นกรอบในบริบทนี้กลไกพื้นฐานของการผลที่เป็นอันตรายไขมันส่วนเกิน ที่เกี่ยวข้องในส่วนของผลกระทบของไขมันต่อคุณสมบัติทางชีวกายภาพของออร์แกเนลล์ของเซลล์ ตัวอย่างเช่น , endoplasmic reticulum ( ER )ซึ่งเป็นหนึ่งในฮับที่สำคัญสำหรับการผลิตไขมันและเอสเทอริฟิเคชันเป็นออร์แกเนลล์ที่สําคัญขณะทั้งการสลายและการตอบสนองการอักเสบเพื่อปรับ proteotoxic โภชนาการและพลังงานที่เกี่ยวข้องความเครียด ในการตั้งค่าของความเครียดเรื้อรัง ไขมันเป็นสารอาหารสังเคราะห์ dysregulated ในห้องฉุกเฉิน าการเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบของเยื่อฟอสโฟลิปิดเอ้อ . การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ก่อให้เกิดการหยุดชะงักของแคลเซียมการให้สัญญาณความเครียดนานอ่า ลดลงแปลเอ้อเกี่ยวข้องโปรตีน ( 4 , 5 ) ในทํานองเดียวกันอิ่มตัวกรดไขมันและคอเลสเตอรอลโหลดเพิ่มเอ้อความเครียดและเกี่ยวข้องการตายของเซลล์ ( 6-9 ) เอ้อ ความเครียดการตอบสนองยังเกี่ยวโยงกับการอักเสบทางเดินผ่านการใช้งานของ ยาอักเสบมากมายเช่น jnk PKR และ ikk , ( 10 , 11 ) และการไกล่เกลี่ยและ inflammasome อักเสบ( รูปที่ 1 ) การปรับการตอบสนองของ ER และโปรตีนห่อการตอบสนอง ( UPR ) จัดแสดงที่แปลกรูปแบบของข้อบกพร่องในโรคอ้วนและโรคเบาหวาน ในบริบทของการอักเสบเรื้อรัง ซึ่งจะเห็นได้ทั้งในประเภท 1 และเบาหวานชนิดที่ 2 ( 10 , 12-17 ) เช่น ความเครียด การกระตุ้น และเอ้อผ่านเพิ่มไนตริกออกไซด์ ( inos ) กิจกรรม และต่อมาเมื่อกุญแจ ER ที่ต้องการควบคุมไอโนซิทอลโปรตีน 1 ( ire1 α ) ผ่าน nitrosylation ( 18 ) คือตัวอย่างหนึ่งของผลกระทบของ lipotoxicity ในทางอ้อมกระบวนการอักเสบเรื้อรังนอกเหนือจากการเปลี่ยนแปลงหน้าที่ของออร์แกเนลล์ lipotoxicity , สามารถมีอิทธิพลต่อ metaflammation และอินซูลินการกระทำโดยตรงต่อ intracellular สัญญาณเซลล์ . ความเสี่ยงที่สุดคือตัวอย่างที่เกี่ยวข้องในการสังเคราะห์ diacylglycerols ( เดคากรัม ) และ เซราไมด์ ( 19 ) ซึ่งสามารถกระตุ้นโปรตีนนวนิยายวัดค่า C ( PKC ) เฮอร์บาไลฟ์ ( 20 ) ( รูปที่ 1 ) เช่น จำกัด - θ และจำกัด - ε , และได้รับการเชื่อมโยงไปยังเซลล์ tใช้งานหล่อลื่นการตอบสนอง ( 21 , 22 ) รวมทั้งการตอบสนองต่ออินซูลินและการเผาผลาญ ( 23 ) ในขณะที่แน่นอนกลไกพื้นฐานเหล่านี้ส่งสัญญาณเหตุการณ์และไขมันชนิดที่ pkcs ยังคงต่อสู้ภายใต้การอภิปราย ( 23 , 24 ) , มีหลักฐานสนับสนุนการมีส่วนร่วมของ pkcs ทั้งในและการเผาผลาญการตอบสนองการอักเสบที่เกี่ยวข้องกับโรคอ้วนและเบาหวานชนิดที่ 2 นักสะสมที่สุดยังกับ เซราไมด์ในที่สามารถกระตุ้นการอักเสบและยับยั้งการกระทำที่จะอินซูลิน ( รูปที่ 1 )การส่งสัญญาณไบ akt ระดับอินซูลินตลอดจนการออกซิเดชัน โดยกรดไขมันขัดขวางการเคลื่อนย้ายอิเล็กตรอน ( 25-28 ) นอกจากนี้ ยับยั้งการสังเคราะห์เซราไมด์ ผ่านทางmyriocin รักษาช่วยเพิ่มการเผาผลาญ พลังงาน กลูโคสและอินซูลินส่งสัญญาณผ่านการกู้คืนในตับกล้ามเนื้อ ( 29 ) น่าสนใจ tlr4 สัญญาณยังสามารถนำไปสู่การเพิ่มการแสดงออกของ เซราไมด์เอนไซม์ ( 30 ) แสดงให้เห็นความสำคัญของเส้นทางนี้ในขณะ metaflammation และอินซูลินความต้านทาน และกฎแห่งกรรม
การแปล กรุณารอสักครู่..
