Lipsa sensibilă la hormoni

Lipsa sensibilă la hormoni

Lipsa sensibilă la hormoni (HSL, cunoscută și sub numele de LIPE) este o hidrolază esterică neutră a colesterolului care reglează depozitele de lipide din adipocite și țesuturile steroidogene. Ca răspuns la un hormon sau la un neurotransmițător care activează calea de semnalizare cAMP/PKA, HSL se translocă în picătura lipidică . O viziune actuală asupra mecanismelor de reglare a lipolizei în adipocite sugerează că proteina de acoperire a picăturii lipidice PLIN1 funcționează ca o schelă în reglarea lipolizei . În condiții de repaus, PLIN1 acționează ca o barieră în calea hidrolizei lipidelor stocate, împiedicând accesul lipazei trigliceridelor adipocitare (ATGL) și a HSL, principalele lipaze din celulele adipoase. În urma activării PKA, atât PLIN1, cât și HSL sunt fosforilate, ceea ce duce la translocarea HSL din compartimentul citosolic în picătura de lipide. Fosforilarea HSL facilitează interacțiunea sa cu substraturile lipidice, permițând hidroliza trigliceridelor sau a esterilor de colesterol. Fosforilarea HSL are loc pe mai multe situsuri, inclusiv Ser-660, care stimulează activitatea catalitică și Ser-563, despre care se crede că se exclude reciproc cu fosforilarea HSL la situsul Ser-565, care nu este un situs PKA. Astfel, indicii hormonali care semnalează eliberarea acizilor grași sau a colesterolului depozitat stimulează PKA să fosforileze HSL.

Evidențele indică faptul că HSL este principala hidrolază a esterilor de colesterol sensibilă la hormoni în țesuturile steroidogene. Prezența proteinelor de înveliș ale perilipinei și HSL în ovar sugerează că LH, prin intermediul unei căi de semnalizare cAMP/PKA, poate regla fosforilarea perilipinei și HSL pentru a hidroliza esterii de colesterol pentru a produce substratul pentru sinteza progesteronului. Studiile cu șoareci HSL-null au arătat că eliminarea HSL a dus la scăderea steroidogenezei în suprarenale și la inhibarea producției de spermă în testicule . Aceste constatări sugerează că HSL este implicat în prelucrarea intracelulară și disponibilitatea colesterolului pentru steroidogeneză. Shen și colab. au demonstrat o interacțiune între STAR și HSL în suprarenale de șobolan în urma tratamentului cu ACTH și au arătat că coexprimarea HSL și STAR a crescut atât activitatea HSL, cât și conținutul mitocondrial de colesterol. Alte studii furnizează dovezi pentru o interacțiune a HSL cu filamentul intermediar vimentină și că șoarecii lipsiți de vimentină au avut picături lipidice mici și o producție redusă de steroizi suprarenale și ovariene. Un studiu recent realizat de Zowalaty și colab. arată că deleția direcționată a RhoA a dezorganizat filamentele de vimentină în corpul galben al șoarecilor . Acest lucru a dus la insuficiență luteală și infertilitate la șoarecii femele. O linie de celule Leydig de șoarece activarea căii de semnalizare cAMP/PKA a stimulat fosforilarea HSL, care a fost corelată cu o creștere a STAR și a progesteronului . Mai mult, tratamentul cu un inhibitor al HSL CAY10499 sau reducerea la tăcere a HSL cu siRNA vizat a suprimat sinteza progesteronului. Un raport recent al lui Talbott și colab. leagă nivelurile HSL de sinteza progesteronului în corpul galben al bovinelor. În acest studiu, tratamentul cu prostaglandină F2α pentru a induce regresia luteală a dus la o scădere rapidă a HSL și a progesteronului înainte de reducerea expresiei altor componente ale mașinăriei steroidogene. Studiile care utilizează celule luteale bovine in vitro au demonstrat că LH, prin intermediul unei căi cAMP/PKA, a fosforilat rapid HSL, iar inhibitorul HSL CAY10499 a blocat în mod eficient acțiunile stimulatoare ale LH asupra sintezei progesteronului (Talbott, Krauss, Davis, nepublicat). Luate împreună, dovezile indică un rol important al HSL în steroidogeneza luteală, dar sunt necesare mai multe cercetări pentru a determina mecanismele prin care esterii de colesterol sunt eliberați din picăturile lipidice luteale.

Identificarea picăturilor lipidice citoplasmatice ca platforme importante pentru semnalizarea celulară și interacțiunile cu alte organite a impulsionat cercetătorii să identifice compoziția proteică și lipidică a picăturilor lipidice. Familia PLIN de proteine de acoperire a picăturilor lipidice poate influența tipul de lipide stocate în picăturile lipidice și activitatea metabolică . Ovarele de maimuță , de șoarece și de bovină exprimă PLIN2, care este asociată cu stocarea esterilor de colesterol. Compoziția proteică a picăturilor lipidice a fost caracterizată în grade diferite în câteva țesuturi sau linii celulare de mamifere și adipocite 3T3-L1 , ficat de șobolan și țesut muscular de șoarece , precum și linii celulare umane ]. Lipsesc informații directe cu privire la compoziția proteică a picăturilor lipidice din corpul galben și la efectele hormonilor sau ale modificărilor metabolice asupra proprietăților picăturilor lipidice. Khor et al. au comparat proteomul picăturilor lipidice din celulele granuloase de șobolan tratate in vitro fie cu lipoproteine de înaltă densitate, fie cu acizi grași pentru a îmbogăți picăturile lipidice citoplasmatice pentru esteri de colesterol sau, respectiv, triacilgliceroli. În acest studiu, 278 de proteine, inclusiv PLIN2, au fost comune picăturilor lipidice pregătite din ambele tratamente și au existat, de asemenea, alte rapoarte similare privind proteomul picăturilor lipidice. Ei au identificat, de asemenea, 61 și 40 de proteine unice pentru picăturile lipidice bogate în esteri de colesterol sau în triacilgliceroli. În special, în picăturile lipidice bogate în esteri de colesterol, ei au identificat HSD3B1, vimentina și canalul anionic dependent de tensiune (VDAC1), fiecare dintre acestea având, conform rapoartelor, un rol în steroidogeneză. Analiza proteomică a picăturilor lipidice izolate din linia celulară tumorală Leydig de șoarece MLTC-1 , precum și din testicule de șoarece a evidențiat, de asemenea, prezența proteinelor din familia PLIN și a enzimelor implicate în sinteza hormonilor steroizi. În studiile noastre, s-a constatat că picăturile lipidice izolate din corpora lutea de bovine complet funcționale la mijlocul ciclului au conținut proteinele de acoperire PLIN2 și PLIN3, HSL și HSD3B, CYP11A1 și VDAC1 (Talbott, Cupp, Wood și Davis, nepublicat). În mod colectiv, aceste studii indică faptul că picăturile lipidice luteale pot servi ca o platformă reglată hormonal care este esențială pentru steroidogeneza gonadică. Este necesară o analiză cuprinzătoare a compoziției lipidice și proteice a picăturilor lipidice luteale și a răspunsului lor la hormonii luteotrofici sau luteolitici pentru a înțelege pe deplin dinamica care înconjoară mișcarea colesterolului de la picăturile lipidice la mitocondrii.

Corpii lutea de bovine și ovine au două celule steroidogene distincte cu capacități diferite de a produce progesteron . Celulele luteale mici răspund la LH cu creșteri mari ale secreției de progesteron, iar celulele luteale mari au o rată bazală ridicată a secreției de progesteron și răspund la LH cu o creștere modestă. Țesutul luteal la femei, maimuțe, oi și rozătoare posedă, de asemenea, celule luteale mari și mici cu răspuns variabil la LH. Tipurile de celule lutea bovine și ovine au o morfologie diferită a picăturilor lipidice, după cum indică colorarea BODIPY a lipidelor neutre. În medie, celulele luteale mici au picături lipidice mai mari, iar celulele mari au picături lipidice mici, abundente și dispersate. Factorii care contribuie la aceste diferențe sunt necunoscuți, dar nivelul bazal ridicat raportat al activității PKA în celulele luteale mari poate asigura o activare tonică a HSL, rezultând în picături lipidice mai mici și dispersate.

Pe baza diferenței pronunțate în capacitatea celulelor luteale mari și mici de a produce progesteron în condiții bazale și stimulate, pare probabil că celulele luteale mari și mici au cerințe diferite de procesare a energiei în timpul steroidogenezei bazale și stimulate. Hidroliza esterilor de colesterol eliberează atât colesterol, cât și acizi grași. Acizii grași sunt fie reesterificați și depozitați în picăturile lipidice sau în membrane, fie utilizați pentru β-oxidare, producând echivalenți reducători și acetil-CoA pentru ciclul acidului citric . Acizii grași sunt consumați de mitocondrii prin β-oxidare pentru a produce acetil-CoA și NADH și FADH2 pentru a fi utilizați în lanțul de transport al electronilor pentru a produce ATP . Deși țesuturile steroidogene utilizează glicoliza pentru a susține steroidogeneza , pare probabil ca producerea unor cantități mari de progesteron de către celulele luteale să necesite β-oxidarea acizilor grași pentru a furniza energia necesară pentru steroidogeneza optimă în condiții bazale, dar acest lucru rămâne să fie evaluat în mod critic. Studii recente indică faptul că acizii grași joacă un rol important în metabolismul complexului ovocitelor din cumulus și în maturarea ovocitelor . Aceste studii au constatat că adăugarea de l-carnitină pentru a promova β-oxidarea a îmbunătățit dezvoltarea embrionară și că inhibarea farmacologică a β-oxidării acizilor grași cu etomoxir a afectat maturarea ovocitelor și dezvoltarea embrionară. Enzima carnitină palmitoiltransferază 1A (CPT1A) este responsabilă de absorbția acizilor grași în mitocondrii pentru β-oxidare. Un raport la bovine indică faptul că expresia ARNm CPT1A în celulele luteale mari este de 5,6 ori mai mare decât în celulele granuloase, în timp ce nu a fost observată nicio diferență de expresie între celulele theca și celulele luteale mici. Aceste date susțin ideea că β-oxidarea poate juca un rol important în reglarea metabolică a celulelor luteale mari. Proporția de respirație care este susținută de acizii grași în celulele luteale mari și mici din bovine rămâne să fie determinată experimental. În ciuda importanței fiziologice fundamentale a acestora, un aport excesiv de acizi grași neesterificați poate fi dăunător pentru funcția celulară . Având în vedere interesul intens pentru patologiile care au ca rezultat acumularea de lipide și condițiile (de exemplu, obezitatea, diabetul, sindromul metabolic) care cresc acizii grași liberi și modifică metabolismul, înțelegerea modului în care picăturile lipidice, glicoliza și β-oxidarea sunt reglementate în corpul galben poate oferi indicii cu privire la rolurile lor în steroidogeneză și indicii pentru îmbunătățirea funcției ovariene, tratarea tulburărilor ovariene și îmbunătățirea fertilității.

.