Towarzystwo endokrynologiczne – światowy autorytet w dziedzinie hormonów

Zatrzymaj się i pomyśl o swoich kościach: jakie obrazy przychodzą na myśl? Być może czaszka z uśmiechniętymi szczękami lub silnymi białymi kończynami ciągnącymi się w kierunku palców. Możesz nawet pomyśleć o szpiku kostnym w nich, produkując krew, która przepływa przez twoje żyły. Ale to nie jest cały obraz, bo twój szkielet ukrywa sekret: jest pełen tłuszczu i nikt nie wie, dlaczego.,

nierozwiązana tajemnica

Ta nierozwiązana tajemnica jest zaskakująca. Naukowcy po raz pierwszy zauważyli, że nasz szpik kostny zawiera komórki magazynujące tłuszcz, zwane adipocytami, ponad sto lat temu.1 posiadanie adipocytów w kościach może wydawać się czymś niezwykłym, ale tak nie jest: u ssaków tkanka tłuszczowa szpiku kostnego (mat) rozwija się stabilnie po urodzeniu i szybko gromadzi się w okresie dojrzewania, tak że do czasu osiągnięcia dorosłości może ona zawierać do 70% objętości szpiku kostnego – stanowi to ponad 8% całkowitej masy tłuszczowej!,2

mata nie jest równomiernie rozmieszczona wokół szkieletu, ale zamiast tego dominuje w ramionach i nogach. Ta mata obwodowa rozwija się wcześnie po urodzeniu i rzadko jest wyczerpana, dlatego została nazwana „Mata konstytutywna” (cMAT).3 natomiast więcej miejsc centralnych, takich jak kręgosłup, miednica i mostek, a także bardziej proksymalne regiony kości długich, zawiera mniej MAT i więcej krwiotwórczego szpiku czerwonego (patrz rysunek)., W tych miejscach adipocyty szpiku są bardziej rozproszone i mają tendencję do zwiększania lub zmniejszania się w odpowiedzi na czynniki środowiskowe lub patologiczne; stąd ten depot został nazwany „regulated MAT” (rMAT).3

inne właściwości adipocytów szpiku również różnią się w tych miejscach szkieletu, z potencjalnymi implikacjami dla wpływu MAT na zdrowie i choroby.2,3 rzeczywiście, MAT zwiększa się wraz ze starzeniem się i w różnych warunkach klinicznych, w tym w chorobach szkieletowych, metabolicznych i hematologicznych (rysunek)., W związku z tym MAT cieszy się obecnie dużym zainteresowaniem jako potencjalny gracz w rozwoju licznych chorób. Jednak w przeciwieństwie do białych i brązowych tkanek tłuszczowych (odpowiednio WAT i BAT), badanie MAT było stosunkowo ograniczone. W związku z tym funkcje fizjologiczne i patologiczne MAT pozostają słabo poznane.4 więc, jaka jest funkcja MAT i jak może to wpłynąć na zdrowie człowieka?

źle do kości?,

zwiększona otyłość szpiku kostnego (BMA) jest związana z niższą gęstością mineralną kości i zwiększoną kruchością szkieletu, na przykład w osteoporozie, starzeniu się i niedoborze estrogenów.5 to zmotywowało badania nad tym, jak MAT ma wpływ na integralność szkieletu.

jedną z możliwości jest to, że adipocyty szpiku kostnego mają ten sam prekursor szkieletowych komórek macierzystych, co osteoblasty kostne, w którym to przypadku akumulacja MAT może nastąpić kosztem rozwoju osteoblastów.,6 jednak, chociaż jest to prawdą podczas rozwoju embrionalnego, nie jest mocno ustalone, czy ten wspólny prekursor utrzymuje się aż do dorosłości, aby przyczynić się do utrzymania tkanki poporodowej.

inną możliwością jest to, że adipocyty szpiku kostnego wydzielają lokalne czynniki, które bezpośrednio upośledzają tworzenie kości i / lub stymulują resorpcję kości, zwiększając w ten sposób ryzyko złamań.7 intrygujące, takie działania parakrynowe mogą również sprzyjać wzrostowi guzów w obrębie kości, czy to pierwotnych raków mieloidalnych/limfatycznych, czy też przerzutów z innych miejsc (ryc.).,8,9

czy akumulacja maty jest zatem szkodliwa dla zdrowia kości? Niestety, jest zbyt wcześnie, aby to powiedzieć. Chociaż zwiększona MAT może być związana z podwyższonym ryzykiem złamania, zwiększona MAT nie zawsze wiąże się z utratą kości. Należy również w pełni zrozumieć potencjalny wpływ MAT na rozwój nowotworów szkieletowych. Biorąc pod uwagę wyzwania związane ze zdrowiem publicznym związane z osteoporozą, nowotworami szkieletu i chorobami związanymi ze starzeniem się, wyjaśnienie tych funkcji MAT jest głównym celem prowadzonych badań.,

Hematologia

kluczową funkcją szpiku kostnego jest produkcja komórek krwi, więc nie jest zaskakujące, że wiele najwcześniejszych badań MAT było prowadzonych z perspektywy hematologicznej. Ogólnie, zmniejszenie BMA jest związane ze zwiększeniem hematopoezy, 10 sugeruje hamujące działanie MAT.

popierając tę możliwość, przełomowy artykuł z 2009 roku ujawnił, że blokowanie gromadzenia się MAT zwiększa regenerację krwiotwórczą po przeszczepie szpiku kostnego.,11 ma to istotne implikacje translacyjne: wielu biorców przeszczepów szpiku kostnego wykazuje słabą długoterminową regenerację, a zatem hamowanie adipogenezy szpiku może stanowić nowe podejście terapeutyczne.

jednak nie wszystkie dane potwierdzają negatywny wpływ na hematopoezę. Rzeczywiście, ostatnie badania sugerują, że w kontekście przeszczepów szpiku kostnego, adipocyty szpiku wydzielają cząsteczkę zwaną czynnikiem komórek macierzystych, dzięki której promują hematopoezę i regenerację hematopoetycznych komórek macierzystych.,Tak więc, jeśli chodzi o domniemany wpływ MAT na kości, jego wpływ na hematopoezę okazuje się bardziej złożony niż początkowo podejrzewano (rysunek).

poza kością: funkcje metaboliczne i endokrynologiczne

chociaż funkcje MAT w kości i szpiku pozostają ostatecznie ustalone, wydaje się jasne, że adipocyty szpiku mogą wpływać na homeostazę szkieletową i hematopoezę poprzez wydzielanie czynników lokalnie działających. Ale czy MAT, podobnie jak WAT, również wydzielają produkty endokrynologiczne, aby wywierać ogólnoustrojowe efekty metaboliczne?

najnowsze badania z naszych laboratoriów i innych potwierdzają tę możliwość., Liczne doniesienia pokazują, że adipocyty szpiku kostnego wytwarzają leptynę, prototypowy hormon adipocytowy, który ma duży wpływ na homeostazę energetyczną, stan zapalny i funkcje rozrodcze.7 odkryliśmy, że podobnie jak w WAT, ekspresja leptyny w MAT jest tłumiona w odpowiedzi na zmniejszone spożycie kalorii,13 wykazując, że mat i Wat mają wspólne mechanizmy regulujące ich funkcje endokrynologiczne.

To, czy mat przyczynia się do krążenia leptyny, pozostaje nieznane, ale jego funkcja jako źródła innych czynników endokrynologicznych staje się jasne., Głównym celem naszych badań była Mata jako źródło adiponektyny, innego głównego hormonu wytwarzanego przez tkankę tłuszczową. Pomimo tego źródła tłuszczu, krążąca adiponektyna zmniejsza się w otyłości i zwiększa się w Stanach chudości, takich jak podczas ograniczenia kalorycznego. Nawet po 20 latach szeroko zakrojonych badań nad adiponektyną, podstawa tego tak zwanego „paradoksu adiponektyny” pozostała niekompletnie zrozumiana; dlaczego hormon pochodzący z adipozy zwiększa się, gdy brakuje Wat?

właśnie przez ten obiektyw zaczęliśmy oglądać matę w nowym świetle., W przeciwieństwie do WAT, tworzenie MAT zwiększa się w Stanach głodu, takich jak podczas ograniczenia kalorycznego u zwierząt i u ludzi z anoreksją nerwosa.Zarówno mat, jak i krążąca adiponektyna są również zwiększone w wielu innych stanach, takich jak starzenie się, niedobór estrogenów i po leczeniu glikokortykosteroidami lub lekami przeciwcukrzycowymi (rysunek).4 ale czy są to zwykłe zbiegi okoliczności, czy MAT rzeczywiście przyczynia się do krążenia adiponektyny?

aby odpowiedzieć na to pytanie, połączyliśmy obserwacje kliniczne z badaniami w unikalnym modelu myszy, który jest odporny na powstawanie MAT., Podejścia te ujawniły, że podczas ograniczenia kalorycznego, ekspansja MAT jest wymagana dla pełnego wzrostu krążącej adiponektyny, 15 wniosek od czasu popartego przez nasze nowsze badania.Ekspansja MAT 4,13 podczas ograniczenia kalorycznego wydaje się również wpływać na adaptacje metaboliczne w mięśniach szkieletowych.15 nie jest jasne, czy jest to przez adiponektynę lub inne czynniki endokrynologiczne, ale podkreśla to potencjał MAT do wywierania efektów ogólnoustrojowych.,

FUTURE MATTERS

w ciągu ostatniej dekady rozwijająca się dziedzina badań nad matami znacznie rozwinęła nasze zrozumienie tworzenia i funkcji maty. MAT nie jest już uważany za obojętny „wypełniacz przestrzeni” w szpiku kostnym, ale za aktywną tkankę o zróżnicowanym wpływie na przebudowę szkieletu, progresję guza, regulację układu krwiotwórczego oraz układowe funkcje endokrynologiczne i metaboliczne. Niemniej jednak badania nad MAT nadal pozostają daleko w tyle za badaniami nad WAT i BAT, dlatego wiele kluczowych pytań pozostaje nadal do odpowiedzi.,

Pierwsze międzynarodowe spotkanie na temat BMA odbyło się w Lille we Francji w 2015 roku, a kolejne spotkania odbyły się w latach 2016 i 2017. Na spotkaniu BMA w Lozannie w Szwajcarii w 2017 roku uczestnicy głosowali za utworzeniem Międzynarodowego Towarzystwa tkanki tłuszczowej szpiku kostnego, które ma na celu pogłębienie wiedzy o BMA (www.bma-society.org). zmiany te podkreślają rosnące zainteresowanie i entuzjazm dla nauki MAT., Dlatego możemy być pewni, że przyszłe wysiłki badawcze będą kontynuowane w celu odblokowania podstawowej wiedzy o biologii maty, zarówno jako narządzie endokrynologicznym, jak i poza nim.,

William P Cawthorn, Chancellor ' s Fellow and MRC Career Development Fellow, University/British Heart Foundation Centre for Cardiovascular Science, University of Edinburgh, UK

Ormond a MacDougald, John A Faulkner Collegiate Professor of Molecular and Integrative Physiology, University of Michigan Medical School, Ann Arbor, MI, USA

1. Muir r & Drummond WB 1893 Journal of anatomy & Physiology 28 125-141.
2. 2016 trendy w endokrynologii &,
3. 2015 Nature Communications 6 7808.
4. 2016 Adipocyte 5 251-269.
6. Gimble JM i in. 1996 Bone 19 421-428.
7. Sulston RJ& Cawthorn WP 2016 Hormone Molecular Biology and Clinical Investigation 28 21-38.
8. 2017 Blood 129 1320-1332.
9. Morris EV&
10. Horowitz MC et al. 2017 Adipocyte 6 193-204.,
11. 2009 natura 460 259-263.
12. 2017 Nature Cell Biology 19 891-903.
13. 2016 Endokrynologia 157 508-521.
14. 2016 Frontiers in Endocrinology (Lozanna) 7 125.
15. 2014 Cell Metabolism 20 368-375.
16. Kricun ME 1985 14 10-19.