Het is algemeen bekend dat obesitas de insulineproductie van het lichaam beïnvloedt en na verloop van tijd het risico loopt op diabetes type 2 en verschillende andere stofwisselingsziekten. Nu hebben onderzoekers van het Karolinska Institutet in Zweden een verdere verklaring gevonden waarom vetcellen metabole morbiditeit veroorzaken. De studie, gepubliceerd in Nature Medicine, kan een impact hebben op de behandeling van comorbiditeit bij obesitas met reeds beschikbare medicijnen.
Obesitas is een snel groeiend mondiaal probleem voor de volksgezondheid, niet in de laatste plaats onder kinderen en jongeren. Veel stofwisselingsziekten, waaronder diabetes type 2, zijn sterk geassocieerd met obesitas. Om de trend te keren is meer kennis nodig over onder meer hoe vetcellen (adipocyten) bijdragen aan verschillende schadelijke processen in weefsels en organen.
Wanneer vetcellen worden vergroot, beginnen ze factoren af te scheiden die een ontsteking van het vetweefsel veroorzaken. Vergroting van vetcellen wordt ook in verband gebracht met insulineresistentie, wanneer cellen in het lichaam niet reageren op insuline zoals zou moeten. De belangrijke taak van insuline is het reguleren van energie, glucose, voor de lichaamscellen. Wanneer die functie verstoord is, zoals bij insulineresistentie, neemt de kans op diabetes type 2 toe.
Deze relatie is goed gedocumenteerd, maar er is een gebrek aan kennis over de onderliggende mechanismen achter vergrote vetcellen (vetcelhypertrofie) en de afscheiding van pro-inflammatoire stoffen.
Veranderingen in vetcelactiviteit
Nu hebben onderzoekers van Karolinska Institutet aangetoond dat bij obesitas en insulineresistentie de celactiviteit van vetcellen verandert. Naarmate vetcellen in celgrootte toenemen, nemen ook de nucleaire grootte en het nucleaire DNA-gehalte toe.
“Het proces waarbij cellen zich niet delen, maar toenemen in DNA-gehalte en celgrootte (endoreplicatie) komt veel voor bij planten en dieren. Daarentegen is het proces niet beschreven voor menselijke vetcellen (adipocyten), die in grootte kunnen toenemen met meer dan 200 keer over hun levensduur”, zegt Qian Li, onderzoeker bij de afdeling Cel- en Moleculaire Biologie, Karolinska Institutet, en gezamenlijke eerste auteur.
Het natuurlijke proces van in omvang toenemen van vetcellen heeft verschillende negatieve effecten op de gezondheid. De auteurs tonen aan dat verhoogde niveaus van insuline in het bloed voortijdige veroudering, senescentie, veroorzaken in sommige cellen in het vetweefsel.
“Onze resultaten tonen aan dat verouderde vetcellen de afscheiding van pro-inflammatoire factoren verhogen en ontstekingen en pathologie in menselijk vetweefsel veroorzaken. Dit beïnvloedt op zijn beurt de gezondheid van het hele lichaam”, zegt Carolina Hagberg, onderzoeker bij het Department of Medicine, Solna bij Karolinska Institutet, en gezamenlijke eerste auteur.
De resultaten zijn gebaseerd op analyse van vetweefsel van 63 mensen met een BMI onder de 30 die een navelbreukoperatie of cholecysectomie voor galsteenziekte ondergingen, evenals 196 mensen met een BMI boven de 30 die een bariatrische operatie ondergingen voor obesitas in Stockholm.
Met behulp van een algemeen voorgeschreven medicijn voor diabetes type 2, waren de onderzoekers in staat om de vorming van verouderde vetcellen te blokkeren en de afscheiding van op vetcellen gebaseerde pro-inflammatoire factoren te verminderen.
“Deze studies identificeren een niet gewaardeerd aspect van de biologie van menselijke adipocyten, de activering van een celcyclusprogramma bij obesitas en hyperinsulinemie, wat de weg zou kunnen effenen voor nieuwe behandelingsstrategieën voor obesitas en geassocieerde comorbiditeiten, zoals diabetes type 2”, zegt Kirsty. Spalding, onderzoeker bij de afdeling Cel- en Moleculaire Biologie, Karolinska Institutet, en de laatste auteur van de studie.