Iryzyna a zaburzenia metaboliczne

Powszechność występowania chorób metabolicznych jest powodem wzrostu intensywności tworzenia prac, mających na celu identyfikację czynników biorących udział w utrzymaniu homeostazy procesów metabolicznych w organizmie. Obiecującym czynnikiem okazują się być cząsteczki o właściwościach podobnych do cytokin, zwane miokinami, a zwłaszcza jedna z nich – iryzyna.

Charakterystyka i właściwości iryzyny

Po raz pierwszy wzmianki na temat iryzyny pojawiły się w 2012 roku w Nature – jednym z najstarszych i najbardziej prestiżowych z czasopism naukowych. Boström i wsp. z Uniwersytetu Harvarda opisali iryzynę jako miokinę o budowie peptydowej, która indukowana jest wysiłkiem fizycznym. Miejscem jej wydzielania miały być mięśnie szkieletowe, głównie endomysium i perimysium (systemy ścięgniste) [1].

Iryzyna jest peptydem domeny zewnątrzkomórkowej białka FNDC5 o masie cząsteczkowej równej 12 kDa, uwalniana jest z FNDC5 pod wpływem aktywności fizycznej, białka rozprzęgającego – termogeniny (ang. UCP1 – Uncouple protein 1), a także drżenia mięśni wywołanego niską temperaturą otoczenia [2]. Miokina ta stymuluje termogenezę poprzez brązowienie białej tkanki tłuszczowej, a następnie zwiększenie wydatku energetycznego, poprawia również homeostazę glukozy. Oprócz roli regulacyjnej w metabolizmie nieliczne badania wykazały, że ​​odgrywa ona rolę w odporności, charakteryzując się właściwościami przeciwzapalnymi [3]. Wydzielanie iryzyny zarówno przez tkankę mięśniową, jak i tłuszczową sprawiło, że na dzień dzisiejszy traktowana jest ona jako adipomiokina.

Rodzaje tkanki tłuszczowej

Tkanka tłuszczowa oprócz funkcji magazynu energii zapasowej jest również czynna hormonalnie. Do całkiem niedawna znane były dwa jej rodzaje: biała (ang. WAT – White adipose tissue) oraz brunatna (ang. BAT- Brown adipose tissue). Dzisiaj wiemy, że istnieje także trzeci jej rodzaj, mianowicie beżowa tkanka tłuszczowa, wyodrębniona jako podtyp brunatnej. Wywodzą się one z odmiennych linii komórkowych odgrywając różną rolę w metabolizmie lipidów. Podczas gdy biała tkanka tłuszczowa jest magazynem energii, brunatna tkanka tłuszczowa zużywa ją dla utrzymania równowagi cieplnej organizmu [4].

Biała tkanka tłuszczowa

WAT charakteryzuje się aktywnością hormonalną, pełni też funkcje izolacyjne. Oprócz magazynowania lipidów biała tkanka tłuszczowa odpowiedzialna jest wydzielanie cytokin (adipokin) jak: IL-6, TNF-α, leptyna, rezystyna, wisfatyna czy waspina. Ich wzrost wiązany jest z rozwojem przewlekłego stanu zapalnego, który może być przyczyną rozwoju insulinooporności, zaburzeń lipidowych, a także chorób układu sercowo-naczyniowego.

Brunatna i beżowa tkanka tłuszczowa, mechanizm brązowienia

Swoisty dla brunatnej tkanki tłuszczowej jest proces termogenezy, czyli produkcji ciepła. Jednym z regulatorów różnicowania i aktywności BAT jest iryzyna [2].

Beżowa tkanka tłuszczowa, która ma pewne wspólne cechy z BAT, jak wysoka zawartość mitochondriów i ekspresja białka rozprzęgającego 1 (UCP1), może być indukowana w białej tkance tłuszczowej. Na podstawie badania mitochondrialnego białka UCP-1 oraz badań molekularnych wykazano występowanie w WAT adipocytów z charakterystyczną dla BAT znaczną liczbą mitochondriów ale minimalną ekspresją termogeniny. Komórki takie pojawiają się w odpowiedzi na niską temperaturę, czy wybrane leki, na przykład przeciwcukrzycowe [4].

Brązowienie WAT jest stymulowane przez złożoną interakcję czynników hormonalnych i środowiskowych. Biała tkanka tłuszczowa przekształca się w beżową wskutek wykonywanej aktywności fizycznej, ekspozycji na zimno, a także stosowaniem agonistów β-adrenergicznych. Na poziomie molekularnym brązowienie WAT jest regulowane przez ścieżki sygnałowe, jak aktywowany przez proliferatory peroksysomów receptor-γ (PPARγ) [5][6].

Podsumowanie

W wielu mysich modelach wykazano, że zwiększone powstawanie tłuszczu brunatnego lub beżowego ma działanie ochronne przeciw otyłości oraz przeciw cukrzycy. Przedstawiane dane sugerują, że nawet stosunkowo krótkie działanie iryzyny u otyłych myszy poprawia homeostazę glukozy i powoduje niewielką utratę wagi. Nie wiadomo, czy dłuższe leczenie iryzyną niezależnie od dawki spowodowałoby większą utratę masy ciała. Mimo, że ludzka iryzyna jest identyczna z mysią nie można przyjąć, że taki sam skutek zaobserwuje się wśród ludzi. To czy spadek aktywności BAT jest przyczynowo zaangażowany w rozwój otyłości i innych zaburzeń metabolicznych, pozostaje nadal do ustalenia [1][7][8].

LITERATURA

[1] P. Boström et al., “A PGC1-α-dependent myokine that drives brown-fat-like development of white fat and thermogenesis.,” Nature, vol. 481, no. 7382, pp. 463–8, Jan. 2012.

[2] P. Lee et al., “Irisin and FGF21 Are Cold-Induced Endocrine Activators of Brown Fat Function in Humans,” Cell Metab., vol. 19, no. 2, pp. 302–309, Feb. 2014.

[3] E. Eslampour, F. Ebrahimzadeh, A. Abbasnezhad, M. Z. Khosroshahi, R. Choghakhori, and O. Asbaghi, “Association between Circulating Irisin and C-Reactive Protein Levels: A Systematic Review and Meta-Analysis.,” Endocrinol. Metab. (Seoul, Korea), vol. 34, no. 2, pp. 140–149, Jun. 2019.

[4] L. M. M S Ahuja Hemraj B Chandalia et al., “International Journal of Diabetes in Developing Countries Incorporating Diabetes Bulletin Founder Editors Editor-in-Chief Executive Editor Associate Editors Statistical Editors Editorial Assistant NATIONAL ADVISORY BOARD,” 2019.

[5] X.-B. Cui and S.-Y. Chen, “White adipose tissue browning and obesity.,” J. Biomed. Res., vol. 31, no. 1, pp. 1–2, Oct. 2016.

[6] Á. Klusóczki et al., “Differentiating SGBS adipocytes respond to PPARγ stimulation, irisin and BMP7 by functional browning and beige characteristics.,” Sci. Rep., vol. 9, no. 1, p. 5823, Apr. 2019.

[7] T. Ebert et al., “Association of metabolic parameters and rs726344 in FNDC5 with serum irisin concentrations,” Int. J. Obes., vol. 40, no. 2, pp. 260–265, Feb. 2016.

[8] N. Perakakis et al., “Physiology and role of irisin in glucose homeostasis.,” Nat. Rev. Endocrinol., vol. 13, no. 6, pp. 324–337, 2017.