B.K. și M.C.-C. a contribuit în mod egal la această lucrare.

proteinei

Blerina Kola, Mirjam Christ-Crain, Francesca Lolli, Giorgio Arnaldi, Gilberta Giacchetti, Marco Boscaro, Ashley B. Grossman, Márta Korbonits, Changes in Adenosine 5′-Monophosphate-Activated Protein Kinase as a Mechanism of Visceral Obesity in Cushing's Syndrome Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, Volumul 93, Ediția 12, 1 Decembrie 2008, Pagini 4969–4973, https://doi.org/10.1210/jc.2008-1297

Obiectiv: Caracteristicile sindromului metabolic, cum ar fi obezitatea centrală cu rezistență la insulină și dislipidemie, sunt semne tipice ale sindromului Cushing și efecte secundare frecvente ale tratamentului prelungit cu glucocorticoizi. Protein kinaza activată cu AMP (AMPK), o enzimă reglatoare cheie a metabolismului lipidelor și carbohidraților, precum și a poftei de mâncare, este implicată în dezvoltarea efectelor metabolice dăunătoare ale excesului de glucocorticoizi, dar nu există date disponibile la om. În studiul actual, am demonstrat efectul nivelurilor ridicate de glucocorticoizi asupra activității AMPK a probelor de țesut adipos uman de la pacienții cu sindrom Cushing.

Metode: Activitatea AMPK și expresia ARNm a genelor implicate în metabolismul lipidic au fost evaluate în țesutul adipos visceral îndepărtat la intervenția chirurgicală abdominală la 11 pacienți cu sindrom Cushing, nouă pacienți cu incidentalom suprarenal, precum și în țesutul adipos visceral din patru pacienți cu intervenții chirurgicale abdominale non-endocrine.

Rezultate: Pacienții cu sindrom Cushing au prezentat o activitate AMPK mai mică cu 70% în țesutul adipos visceral în comparație cu pacienții incidentali și de control (P = 0,007 și P

Sindromul endogen Cushing este cauzat fie de un adenom hipofizar secretor de ACTH, adică Boala Cushing sau tumori suprarenale care secretă cortizol sau, mai rar, prin tumori ectopice care secretă ACTH. În timp ce sindromul Cushing endogen este o boală relativ rară, cu o incidență estimată de cinci până la șase cazuri la 10 6 populații pe an (1), mai mult de jumătate de milion de persoane din Regatul Unit și aproximativ 2,5 milioane de persoane din Statele Unite sunt expuse în prezent la tratamentele pe termen lung cu glucocorticoizi (2-4), rezultând sindromul Cushing exogen. Complicații, cum ar fi obezitatea centrală, afectarea toleranței la glucoză, dislipidemie, ficat gras, hipertensiune arterială, gastrită, osteoporoză și modificări ale dispoziției contribuie la creșterea riscului cardiovascular și reducerea calității vieții, precum și a speranței de viață, la acești pacienți (5). Obezitatea centrală, o caracteristică tipică a sindromului Cushing (6), se caracterizează prin acumularea de grăsime viscerală abdominală și joacă un rol deosebit de important în dezvoltarea complicațiilor metabolice.

Proteina kinază activată cu AMP (AMPK) este un senzor al stării energiei celulare (7). AMPK este activat prin scăderi ale stării de energie a unei celule și, odată activat, AMPK oprește căile anabolice, cum ar fi sinteza acizilor grași, precum și sinteza proteinelor și activează căile catabolice, inclusiv glicoliza și oxidarea acizilor grași.

Multe dintre modificările observate în excesul de glucocorticoizi corespund etapelor metabolice reglementate de AMPK. Într-un model animal al sindromului Cushing, am arătat recent că tratamentul cu corticosteron modifică activitatea AMPK într-o manieră specifică țesutului (8): în special, provoacă inhibarea țesutului adipos AMPK, ceea ce poate explica acumularea de lipide în țesutul adipos visceral. și, împreună cu activitatea anormală a ficatului AMPK, contribuie la dezvoltarea unui ficat gras, dislipidemie și rezistență la insulină. De asemenea, am observat o creștere a activității hipotalamice AMPK la șobolani ca răspuns la tratamentul cu glucocorticoizi (8), ceea ce duce la creșterea foametei, un simptom cunoscut al excesului de glucocorticoizi, chiar dacă nu este clar dacă acesta este un efect direct al glucocorticoizilor sau se datorează rezistenței la insulină (9). Datele care susțin un rol pentru AMPK în sindromul metabolic au fost obținute în principal din studii efectuate la rozătoare, în timp ce datele de la oameni sunt limitate la studii asupra mușchilor scheletici la pacienții obezi sau diabetici (10-12). Am investigat acum activitatea AMPK în țesutul adipos visceral al pacienților cu sindrom Cushing.

Pacienți și metode

Țesutul adipos visceral perirenal a fost prelevat în timpul operațiilor suprarenale la 11 pacienți cu sindrom Cushing (opt pacienți cu adenoame secretoare de cortizol, doi pacienți cu carcinoame suprarenale secretoare de cortizol și un pacient cu adenom hipofizar secretor de ACTH (operat pentru adrenalectomie bilaterală deoarece hipercortizolismul nu a fost controlat cu alte abordări terapeutice) și nouă pacienți martori de vârstă, sex și greutate cu adenoame suprarenale care nu au fost asociate cu simptome de eliberare excesivă de hormoni și au fost diagnosticați ca o constatare incidentală: incidentalomi suprarenali. sindromul Crenghinal și adenoamele suprarenale care nu hipersecretează au fost realizate pe baza prezentării clinice, a testelor de laborator și a imaginii conform ghidurilor publicate (5) și au fost confirmate histologic la toți pacienții. Detaliile clinice ale sindromului Cushing și ale pacienților cu incidentalom suprarenal sunt prezentate în Tabelul 1. Un control suplimentar a fost de asemenea analizat un grup de țesut adipos visceral de la patru pacienți cu operații perirenale non-endocrine. Acești pacienți nu aveau tulburări endocrine cunoscute, dar nu a fost efectuată testarea formală a axei hipotalamus-hipofiză-suprarenală.

Caracteristicile clinice ale pacienților

. Sindromul Cushing (n = 11). Incident suprarenalian (n = 9). Valoarea P .
Vârstă (an) 50 ± 11 53 ± 8 NS
Sex (M/F) 2/9 5/4 NS
IMC (kg/m 2) 32 ± 7 30 ± 3 NS
WHR 1,01 ± 0,1 0,95 ± 0,1 NS
Dimensiunea masei suprarenale (cm) 4,9 ± 1,8 4,02 ± 0,8
0900 h cortizol (μg/dl) [nmol/litru] 26,8 ± 7,8 [742 ± 216] 13,8 ± 4,5 [381 ± 124] A 27,6 ± 11,5 [6,1 ± 2,5] 0,002
. Sindromul Cushing (n = 11). Incident suprarenalian (n = 9). Valoarea P .
Vârstă (an) 50 ± 11 53 ± 8 NS
Sex (M/F) 2/9 5/4 NS
IMC (kg/m 2) 32 ± 7 30 ± 3 NS
WHR 1,01 ± 0,1 0,95 ± 0,1 NS
Dimensiunea masei suprarenale (cm) 4,9 ± 1,8 4,02 ± 0,8
0900 h cortizol (μg/dl) [nmol/litru] 26,8 ± 7,8 [742 ± 216] 13,8 ± 4,5 [381 ± 124] A 27,6 ± 11,5 [6,1 ± 2,5] 0,002

Toate datele sunt afișate ca medie ± sd. Domeniul normal pentru 0900 h cortizol seric este de 5–23 μg/dl (138–635 nmol/litru), cortizol fără urină, 13–160 μg pe 24 h (35,9–441,4 nmol pe 24 h), cortizol după testul de dexametazonă peste noapte, 1,8 μg/dl (50 nmol/litru) și ACTH, 7-65 pg/ml (1,54-14,3 pmol/litru). NS, Nesemnificativ; WHR, raportul talie la șold; Dexa 1 mg, test de dexametazonă peste noapte cu 1 mg dexametazonă orală; IMC, indicele de masă corporală.

Pacientul singur cu boală Cushing hipofizară dependentă cu ACTH circulant de 39 pg/ml (8,6 pmol/litru) nu a fost inclus în calculul ACTH din tabelul de mai sus.

Caracteristicile clinice ale pacienților

. Sindromul Cushing (n = 11). Incident suprarenalian (n = 9). Valoarea P .
Vârstă (an) 50 ± 11 53 ± 8 NS
Sex (M/F) 2/9 5/4 NS
IMC (kg/m 2) 32 ± 7 30 ± 3 NS
WHR 1,01 ± 0,1 0,95 ± 0,1 NS
Dimensiunea masei suprarenale (cm) 4,9 ± 1,8 4,02 ± 0,8
0900 h cortizol (μg/dl) [nmol/litru] 26,8 ± 7,8 [742 ± 216] 13,8 ± 4,5 [381 ± 124] A 27,6 ± 11,5 [6,1 ± 2,5] 0,002
. Sindromul Cushing (n = 11). Incident suprarenalian (n = 9). Valoarea P .
Vârstă (an) 50 ± 11 53 ± 8 NS
Sex (M/F) 2/9 5/4 NS
IMC (kg/m 2) 32 ± 7 30 ± 3 NS
WHR 1,01 ± 0,1 0,95 ± 0,1 NS
Dimensiunea masei suprarenale (cm) 4,9 ± 1,8 4,02 ± 0,8
0900 h cortizol (μg/dl) [nmol/litru] 26,8 ± 7,8 [742 ± 216] 13,8 ± 4,5 [381 ± 124] A 27,6 ± 11,5 [6,1 ± 2,5] 0,002

Toate datele sunt afișate ca medie ± sd. Domeniul normal pentru 0900 h cortizol seric este de 5–23 μg/dl (138–635 nmol/litru), cortizol fără urină, 13–160 μg pe 24 h (35,9–441,4 nmol pe 24 h), cortizol după testul de dexametazonă peste noapte, 1,8 μg/dl (50 nmol/litru) și ACTH, 7-65 pg/ml (1,54-14,3 pmol/litru). NS, Nesemnificativ; WHR, raportul talie la șold; Dexa 1 mg, test de dexametazonă peste noapte cu 1 mg dexametazonă orală; IMC, indicele de masă corporală.

Pacientul singur cu boală Cushing hipofizară dependentă cu ACTH circulant de 39 pg/ml (8,6 pmol/litru) nu a fost inclus în calculul ACTH din tabelul de mai sus.

Studiul a fost aprobat de Comitetul de Etică local și toți pacienții au dat consimțământul scris în scris pentru a participa la studiu. Nivelurile serice de cortizol și ACTH au fost măsurate prin teste de chemiluminescență (Diagnostic Products Corp., Los Angeles, CA). Cortizolul liber urinar a fost măsurat prin RIA (Cortisol Bridge, Atena, Grecia) și HPLC în conformitate cu metoda Santos-Montes modificată.

Analiza activității AMPK

Testul kinazei pentru activitatea AMPK a fost descris anterior (13, 14). Pe scurt, probele de țesut adipos au fost cântărite și omogenizate cu o mașină Precellys 24 folosind tuburi CK14 care conțin margele ceramice (Stretton Scientific, Stretton, Marea Britanie) la 6000 rpm timp de unul până la trei cicluri de 20 sec în tampon de liză care conține inhibitori de fosfatază și țesutul conținutul de proteine ​​a fost determinat utilizând testul BCA (Pierce, Rockford, IL). AMPK a fost imunoprecipitat cu un amestec egal de anticorpi α1AMPK și α2AMPK (13, 14), iar activitatea AMPK a fost determinată de entitatea încorporării 32 P în substratul AMPK SAMS (secvența de aminoacizi: HMRSAMSGLHLVKRR; sintetizată de Pepceuticals Ltd., Nottingham, REGATUL UNIT). Probele au fost analizate în duplicat și fiecare probă a fost, de asemenea, testată fără adăugarea substratului SAMS ca un control negativ.

PCR în timp real

PCR în timp real folosind primerii predisiniți (Applied Biosystems Inc., Warrington, Marea Britanie) pentru acidul gras sintetaza (FAS) și fosfoenol-piruvatul carboxicinaza (PEPCK) a fost efectuat în probe de adipos uman în conformitate cu protocolul descris anterior (8). Cantitățile relative de transcrieri țintă au fost calculate utilizând metoda curbei standard din datele probelor triplate după normalizarea față de gena de menaj β-actină.

analize statistice

A, activitatea AMPK în țesutul adipos visceral al unui pacient cu sindrom Cushing în comparație cu pacienții cu adenoame suprarenale (incidentalom) și controale care nu hipersecretează. B, Corelarea activității AMPK cu cortizolul urinar liber (UFC) la pacienții cu sindrom Cushing și incidentalom suprarenal. Pacientul cu UFC excepțional de mare de 2215 μg la 24 de ore nu a fost inclus în această figură pentru a permite o mai bună reprezentare a datelor. C, Corelarea activității AMPK la 0900 h cortizol seric la pacienții cu sindrom Cushing și incidentalom suprarenal. D, expresia ARNm FAS în țesutul adipos visceral al pacienților cu sindrom Cushing comparativ cu pacienții cu adenoame suprarenale (incidentalom) și martori nehipersecretante. Datele sunt prezentate ca medie ± sem, n = 4-13 pacienți/grup. *, P sem, n = 4-13 pacienți/grup. *, P Fig. 1B), 0900 h cortizol seric (r = -0,51, P = 0,03, Fig. 1C) și niveluri de cortizol după 1 mg test de dexametazona (r = -0,45, P = 0,047).

RT-PCR

FAS și PEPCK sunt enzime importante care limitează rata în sinteza acizilor grași și gliceroneogeneza. RT-PCR în timp real a relevat reglarea în sus a mARN-ului FAS în țesutul adipos visceral la pacienții cu sindrom Cushing comparativ cu pacienții martor (240 ± 34,7% din martori, P = 0,01, Fig. 1D), în timp ce valorile pentru pacienții cu incidentalom au fost între martori și pacienții cu Cushing (178,5 ± 29,9% din martori) (P = 0,12 față de martori, P = 0,13 față de cei de la Cushing). Expresia mARN-ului PEPCK părea a fi mai mare la pacienții cu sindrom Cushing vs. subiecți de control, dar acest lucru nu a atins semnificație (228,79 ± 50,5% din control, P = 0,19).

Discuţie

În stările de exces de glucocorticoizi, există obezitate centrală cu acumularea de grăsime viscerală intraabdominală mai dezavantajoasă din punct de vedere metabolic (6). Unele dintre efectele glucocorticoizilor asupra activității celulelor adipoase și a acumulării de lipide sunt mai pronunțate în viscerală decât în ​​grăsimea sc, sugerând că glucocorticoizii pot juca un rol esențial în patogeneza obezității centripete caracteristice acestei afecțiuni (15, 18). Nivelul mai ridicat de producție locală de glucocorticoizi activi din metaboliți inactivi de către țesutul adipos visceral 11β-hidroxidhidrogenază-1 în obezitate, împreună cu datele de la șoarecii knock-out 11β-hidroxidhidrogenază-1 tisulari, susține, de asemenea, un rol important al glucocorticoizilor în patogeneză de adipozitate viscerală (19). Activarea AMPK în țesutul adipos inhibă lipogeneza și lipoliza și stimulează oxidarea lipidelor (20). Astfel, inhibarea AMPK duce la creșterea depozitelor de lipide în asociere cu lipoliza îmbunătățită, ducând la eliberarea acizilor grași liberi (20).

Metformina este un pilon al terapiei în tratamentul diabetului de tip 2, iar efectele sale de scădere a glucozei sunt mediate de serină hepatică/treonină protein kinază 11 (LKB1), o kinază AMPK în amonte (23). Datele noastre recente privind adipocitele umane arată că metformina inversează efectele inhibitoare ale corticosteroizilor asupra AMPK, sugerând că metformina și glucocorticoizii influențează calea de semnalizare AMPK în moduri opuse și că metformina este capabilă să anuleze efectul glucocorticoizilor asupra acestei enzime. Acest lucru sugerează că metformina sau activatorii noi de AMPK specifică țesutului ar putea fi benefici în prevenirea sau tratamentul consecințelor metabolice dăunătoare, în special acumularea de țesut adipos visceral dezavantajos, la pacienții cu sindrom Cushing endogen sau iatrogen. O legătură recunoscută între AMPK și cortizol ar putea îmbunătăți, de asemenea, dezvoltarea unor forme mai sigure de terapie cu corticosteroizi pentru pacienții care necesită acțiuni antiinflamatorii ale glucocorticoizilor, deoarece există o căutare intensă a unui compus asemănător glucocorticoizilor care afectează selectiv căile inflamatorii (24); legătura sugerată de datele noastre între glucocorticoizi și AMPK poate ajuta la selectarea medicamentelor adecvate în acest scop.

Mulțumiri

Această lucrare a fost susținută de un grant pentru proiectul Wellcome Trust. M.C.-C. a fost sprijinit de un grant de la Fundația Elvețiană pentru Stipendii Medicale și Biologice.

Declarație de divulgare: Autorii nu au nimic de declarat.