Руководство по пониманию стресса эндоплазматического ретикулума при метаболических заболеваниях

Введение: Глобальный рост распространённости метаболических заболеваний, включая ожирение, сахарный диабет 2-го типа и сердечно-сосудистые заболевания, требует глубокого молекулярного понимания клеточных механизмов, определяющих состояние здоровья и развитие заболеваний. Эндоплазматический ретикулум (ЭПР) — ключевая органелла, обеспечивающая функционирование клеток и метаболическую адаптацию; поэтому нарушение его функции, известное как «стресс ЭПР», является характерным признаком метаболических заболеваний.

Обзор: Поскольку стресс ЭПР остаётся недостаточно чётко определённым явлением, в этом обзоре представлено общее руководство по пониманию его природы, этиологии и последствий при метаболических заболеваниях. Мы характеризуем стресс ЭПР по типу стрессора, который может быть обусловлен протеотоксичностью, липотоксичностью и/или глюкотоксичностью. Значение стресса ЭПР при метаболических заболеваниях рассматривается на основании данных о роли фенотипических характеристик ЭПР и взаимодействия органелл, контроля качества белков, гомеостаза кальция, метаболизма липидов и углеводов, а также воспаления в развитии стресса ЭПР и метаболической дисфункции.

Основные выводы: В организме млекопитающих ЭПР представляет собой фенотипически и функционально разнообразную платформу для восприятия питательных веществ, критически важную для тканеспецифической регуляции обмена веществ в гепатоцитах, адипоцитах, мышечных клетках и нейронах. В этих клетках стресс ЭПР — особое преходящее состояние функционального дисбаланса, которое обычно устраняется при активации адаптивных программ, таких как ответ на неправильно свернутые белки (UPR), деградация белков, ассоциированная с ЭПР (ERAD), или аутофагия. Однако нарушения протеостаза также влияют на метаболизм липидов и глюкозы, и наоборот. В ЭПР объединены механизмы восприятия сигналов и адаптации; неспособность ЭПР к адаптации приводит к нарушению обмена веществ, дисфункции органелл, инсулинорезистентности и воспалению. Таким образом, ЭПР тесно связан с широким спектром клеточных функций и является критически важным компонентом поддержания и восстановления метаболического здоровья.