Епигенетични и молекулярни механизми на пренатално програми- ране на захарен диабет със затлъстяване

Катедра по Фармакология и Токсикология, Медицински Факултет, Медицински Университет, София

Различни фактори имат роля в механизмите на развитие на захарен диабет тип 2 (ЗД2).Известно е, че затлъстяването е един от тях.Пренаталното програмиране на ЗД2 с или без затлъстяване е важен фактор в патогенезата

на метаболитни заболявания. В настоящия обзор са илюстрирани епигенетични и молекулярни механизми в пренаталното програмиране. Документирано е, че адипоцитите имат капацитет да продуцират около 50 различни вида вещества наречени адипоцитокини, като пептиди, цитокини и др. Ролята на различни цитокини като про-възпалителните TNF alpha (туморен некрозен фактор-алфа), IL-6 (интерлевкин 6), IL-1 (интерлевкин 1) в пренаталното програмиране на ЗД2 и затлъстяване е проучена, както експериментално, така и клинично. Съобщава се за други молекулни механизми, свързани с адипоцитите, като адхезионните молекули ICAM-1 (intercellular adhesion molecule-1), VCAM-1 (vascular adhesion molecule-1) и на hs CRP (C-reactive protein). Различни генетични изследвания документират ролята на мутации на отделни гени в рисковите фактори за захарен диабет. Нови проучвания върху мишки със затлъстяване и хранени с богата на мазнини храна документират ролята на Klotho ген в интраутеринно програмиране на ЗД2. Епигенетични промени като метилиране и ацетилиране на хистони, ДНК метилиране и други имат роля за унаследяване на ЗД2. За разлика от генетичното унаследяване,при епигенетичното симптомите на заболяването се проявяват през поколения и това може да обясни неочакваната проява на ЗД2 в семейства, при които няма страдащи от заболяването. Взети заедно, публикуваните резултати дават основание да се направи заключение, че различни молекулярни механизми, включващи продукти на адипоцитите и епигенетични изменения участват в ранното (пренатално)

програмиране на ЗД2 с или без затлъстяване.

Ключови думи: захарен диабет, адипоцитокини, епигенетика,

интерлевкини, затлъстяване.

Department of Pharmacology and Toxicology, Medical Faculty, Medical University, Sofia

 

Abstract:

Various factors play role in the mechanisms that underlie the development of type 2 diabetes mellitus (T2DM). It is well known that obesity is one of them. The prenatal programming of T2DM with or without obesity is an important factor.

Some epigenetic as well as molecular mechanisms in prenatal programming of T2DM are illustrated in the present review. It is well known that the adipocytes have a capacity to produce and secrete approximately 50 substances (named adipocytokines –peptides, cytokines, etc.) and part of them play a role in the intrauterine determination of the T2DM risk. Various cytokines as TNF alpha, IL-6 and IL-1 are well recognized in the fetal programming of obesity and T2DM. In addition, genetic studies have documented the role of gene mutations for the early programming of diabetes. Recent data from experimental studies in mice indicated the role of the Klotho gene and the capacity of high fat food to activate it in prenatal programming of metabolic diseases. Various substances produced from the adipocytes like the ICAM-1 (intercellular adhesion molecule-1), VCAM-1 (vascular adhesion molecule-1) and hs CRP (C-reactive protein) are recognized to participate in the intrauterine programming of T2DM. Epigenetic modifications like histone methylation, histone acetylation and DNA methylation are involved in the prenatal pathogenesis of obesity and T2DM. Together these data suggest that adipocytokines and epigenetic modifications are involved in the mechanisms of prenatal programming of the metabolic diseases.

 

Keywords: type 2 diabetes mellitus, epigenetics, adipocytokines, interleukins, obesity