Het adiponectine is een van de meest voorkomende secretoire eiwitten die worden geproduceerd door een speciaal type cellen dat bekend staat als adipocyte, kenmerken van vetweefsel. Het is verantwoordelijk voor het verhogen van de gevoeligheid voor insuline en is betrokken bij energiehomeostase en obesitas.
Het humane adiponectine-gen werd in 1996 gekloond uit vetweefsel, tijdens experimenten uitgevoerd door Matsuzawa, die het het meest voorkomende transcript van het vetgen-1 (apM1, van het Engelse transcript 1 van het vetweefsel) noemde.
Driedimensionale structuur van muis hexameer adiponectine (Bron: eigen werk via Wikimedia Commons)
Het eiwit daarentegen werd datzelfde jaar door Nakano et al. In bloedplasma geïdentificeerd.
Dit hormoon draagt bij tot de integratie van endocriene en metabolische signalen die verband houden met de controle van energiehomeostase. De expressie ervan wordt geïnduceerd tijdens adipocytdifferentiatie en circuleert in het serum bij relatief hoge concentraties.
Structuur
Adiponectine behoort tot de complement 1q (C1q) -familie en kan in bloedplasma worden aangetroffen in een grote verscheidenheid aan multimere complexen (van verschillende subeenheden): trimeren, hexameren en multimeren met hoog molecuulgewicht (van meer dan 18 subeenheden).
Het gen dat codeert voor adiponectine (ADIPOQ) bevindt zich op de lange arm van chromosoom 3 bij mensen, heeft basen van 16 kilo en heeft 3 exons. De expressie ervan levert een in water oplosbaar eiwit op, samengesteld uit 247 aminozuurresiduen en een molecuulgewicht van iets minder dan 30 kDa, met een iso-elektrisch punt van 5,42.
Ideogram van het menselijke chromosoom. Chromosoom 3 gemarkeerd. Bron: National Center for Biotechnology Information, US National Library of Medicine
Het bestaat uit vier domeinen: een signaalsequentie aan het N-terminale uiteinde, een variabel gebied, een collageendomein (cAd) en een globulair C-terminaal domein.
In het aminoterminale gedeelte wordt een collageenachtige sequentie onderscheiden die bekend staat als het collageendomein, een gebied dat van groot belang is voor de vorming van multimeren en sterk geconserveerd is tussen soorten.
De hydroxylering en gelijktijdige glycosylering van lysineresiduen in het collageendomein van dit eiwit is wat de vorming van trimeren mogelijk maakt, die tegelijkertijd met elkaar kunnen associëren om hexameren en andere complexen met een hoog molecuulgewicht te vormen.
Deze complexen lijken specificiteit te hebben voor "doel" -weefsels, zo zijn complexen met een hoog molecuulgewicht actiever in de lever, terwijl trimeren en hexameren zonder veel onderscheid werken in een grote verscheidenheid aan weefsels.
Het bolvormige gebied aan het C-uiteinde, het globulaire domein of gAd genoemd, is homoloog met eiwitten zoals collageen VIII en collageen X, evenals complementfactor C1q.
Functie
Over het algemeen wordt aangenomen dat het hormoon adiponectine op een relevante manier werkt bij de regulering van het metabolisme van lipiden en koolhydraten in verschillende insulinegevoelige weefsels.
Dit werkt op verschillende lichaamsweefsels, omdat de receptoren op verschillende plaatsen tot expressie worden gebracht. Exclusief geproduceerd door adipocyten, bevordert adiponectine de biosynthese van vetzuren en de remming van gluconeogenese in de lever, een van de weefsels waar de AdipoR2-receptor wordt aangetroffen.
Diagram en histologische sectie van vetweefsel (Bron: OpenStax College via Wikimedia Commons)
In skeletspieren, waar de AdipoR1- en AdipoR2-receptoren worden aangetroffen, bevordert het de oxidatie van vetzuren en de opname van glucose in de spiercellen.
Adiponectin verbetert ook de insulineresistentie bij sommige patiënten, omdat het de hoeveelheid intracellulair vet vermindert door de vetzuuroxidatie in zowel de spieren als de lever te activeren.
Sommige auteurs suggereren dat dit hormoon ook werkt als een antioxidant, als een ontstekingsremmend middel en als een anti-arteriosclerotische factor.
Ontvangers
De verschillende adiponectinecomplexen lijken enige voorkeur te hebben boven specifieke weefsels. Deze weefselspecifieke interacties treden op als reactie op de differentiële expressie van verschillende typen adiponectinereceptoren.
Adiponectinereceptoren (AdipoR) zijn aan G-proteïne gekoppelde receptoren die behoren tot de familie van receptoren die bekend staat als PAQR. Er zijn twee typen bekend: AdipoR1 en AdipoR2. Beiden behouden hun N-terminale domeinen in de intracellulaire ruimte, terwijl hun C-terminale domeinen worden blootgesteld aan de extracellulaire ruimte.
Receptoren van het AdipoR1-type hebben 375 aminozuren en een molecuulgewicht van 42 kDa, terwijl receptoren van het AdipoR2-type 311 aminozuren en een gewicht van 35 kDa hebben. Beide hebben 7 transmembraandomeinen, dat wil zeggen dat hun structuur 7 keer het plasmamembraan van de cellen kruist waarin ze worden aangetroffen.
Er is ongeveer 70% sequentiehomologie tussen beide receptoren, met uitzondering van hun N-terminale uiteinden, die specifiek zijn voor elk.
Zowel AdipoR1 als AdipoR2 worden in alle weefsels tot expressie gebracht, hoewel hun overvloed van de een tot de ander varieert. AdipoR1 komt voornamelijk voor in skeletspieren en AdipoR2 in zowel skeletspieren als lever.
T-cadherin
Er is ook een 'vermeende' receptor voor adiponectine, bekend als T-cadherine, die bestaat uit een enkel molecuul cadherine dat zijn cytosolische en transmembraandomeinen heeft verloren, en is gebonden aan het celoppervlak via glycosylfosfatidylinositolankers (GPI-ankers ).
Deze adiponectine "receptor" komt tot expressie in alle weefsels, maar is het meest overvloedig gerapporteerd in het hart, de aorta, halsslagader en bekkenslagaders en de nierslagaders.
Werkingsmechanisme
Hoewel de mechanismen van de productie en afgifte van adiponectine in de bloedbaan niet volledig zijn opgehelderd, wordt aangenomen dat de signaaltransductieroute begint met binding van adiponectine aan membraanreceptoren op zijn doelwitcellen.
Dit hormoon induceert de activering van AMP-geactiveerde proteïnekinase (AMPK), die plaatsvindt via een 'adapter'-proteïne dat een domein bevat van homologie met pleckstrin (typisch voor proteïnen die betrokken zijn bij celsignaleringsprocessen) en een domein van fosfotyrosinebinding (PTB), plus een leucine 1-sluitingsmotief (APPL).
Het APPL-domein is het domein dat zich bindt aan het intracellulaire deel van een van de twee AdipoR-receptoren. Een klein GTPase-eiwit, bekend als Rab5, bindt zich aan een van de plaatsen in het leucinesluitende domein en bevordert de membraantranslocatie van GLUT4, een insuline-gereguleerde glucosetransporteur.
Bovendien werkt adiponectine in op een nucleaire transcriptiefactor die bekend staat als PPARα, die belangrijk is vanuit het oogpunt van eiwit-, lipiden- en koolhydraatmetabolisme, evenals celdifferentiatie en ontwikkeling.
Normale waarden
De normale waarden die voor adiponectine in bloedplasma worden gerapporteerd, komen overeen met de multimere complexen van dit eiwit, waarvan het concentratiebereik tussen 5 en 20 microgram per milliliter ligt, hoewel ook concentraties tot 30 microgram per milliliter zijn gedocumenteerd.
Met het bovenstaande in gedachten is het de moeite waard te vermelden dat de adiponectineconcentraties in plasma aanzienlijk variëren; vrouwen hebben bijvoorbeeld doorgaans hogere waarden dan mannen.
De waarden van dit hormoon zijn sterk afhankelijk van de voedingstoestand, de aan- of afwezigheid van enige pathologie, enz., Maar zijn over het algemeen omgekeerd gecorreleerd met adipositas en met aandoeningen zoals hart- en vaatziekten, hypertensie en metabole syndromen.
Er zijn rapporten die ervoor zorgen dat de plasmaconcentraties van adiponectine afnemen bij die patiënten die lijden aan pathologische aandoeningen zoals insulineresistentie en obesitas.
Referenties
- Chandran, M., Phillips, SA, Ciaraldi, T., & Henry, RR (2003). Adiponectin: meer dan zomaar een vetcelhormoon? Diabeteszorg, 26 (8), 2442-2450.
- Hirako, S. (2016). Adiponectin. In Handbook of Hormones (pp. 308-e34B). Academische pers.
- Kadowaki, T., en Yamauchi, T. (2005). Adiponectine- en adiponectinereceptoren. Endocriene beoordelingen, 26 (3), 439-451.
- Kadowaki, T., Yamauchi, T., Kubota, N., Hara, K., Ueki, K., & Tobe, K. (2006). Adiponectine- en adiponectinereceptoren bij insulineresistentie, diabetes en het metabool syndroom. The Journal of clinical research, 116 (7), 1784-1792.
- Klein, S., & Romijn, JA (2007). Hoofdstuk 35-Obesitas. Williams Textbook of Endocrinology, 11, 1568-1569.
- Steyn, FJ en Chen, C. (2013). Adiponectin.