Влияние метаболического статуса при ожирении и хирургического снижения массы тела на биоэнергетику жировой ткани человека

Ожирение связано с развитием инсулинорезистентности (ИР) — фактора риска сахарного диабета 2-го типа (СД2). Недостаточно изучено, как митохондриальная биоэнергетика жировой ткани различается при разных метаболических профилях: сохранённой чувствительности к инсулину (IS), ИР при нормогликемии (IR-NG), предиабете (PD) и СД2 (T2D). Целью исследования была оценка и сравнение биоэнергетики и предпочтительного использования энергетических субстратов сальниковой (OAT) и подкожной (SAT) жировой тканью у лиц с ожирением (OB, n = 40) на разных стадиях метаболических нарушений. Кроме того, биоэнергетику жировой ткани оценивали до и после бариатрической/метаболической хирургии (BMS). Для измерения в реальном времени способности к окислительному фосфорилированию (OXPHOS) и предпочтения митохондриальных субстратов в обеих тканях применяли высокоразрешающую респирометрию (HRR). Использовали протоколы титрования субстратом, разобщителем и ингибитором: SUIT-P1 (митохондриальное дыхание, связанное с комплексами I и II) и SUIT-P2 (митохондриальное дыхание, связанное с окислением жирных кислот, FAO). Рассчитывали коэффициенты контроля потока (FCR). В протоколе SUIT-P1 более низкую способность к OXPHOS выявляли в жировой ткани, особенно в SAT, на этапе развития ИР при нормогликемии (OB-IR-NG) и в группе T2D; это было связано с нарушениями митохондриального сопряжения, оценёнными по FCR. В протоколе SUIT-P2 эффективность сопряжения при OXPHOS была максимальной в группе OB-IR-NG. Жировая ткань в группах OB-IS, OB-IR-NG и OB-IR-PD при OXPHOS преимущественно окисляла пируват, малат, глутамат и/или жирные кислоты, тогда как ткань в группе T2D преимущественно окисляла сукцинат. BMS усиливала митохондриальное дыхание в OAT даже при низкой эффективности сопряжения OXPHOS. Таким образом, анализ OXPHOS в реальном времени с помощью HRR может быть чувствительным биомаркером митохондриального функционального состояния, особенно в жировой ткани. Вмешательства, направленные на изменение доступности энергетических субстратов, могут стать полезным инструментом стратификации лечения ожирения.

Ключевые положения: сальниковая жировая ткань характеризуется более высокой способностью к окислительному фосфорилированию по сравнению с подкожной жировой тканью в парных эксплантатах лиц с ожирением. Способность жировой ткани к окислительному фосфорилированию изменяется по мере прогрессирования метаболического заболевания. У лиц с ожирением и сахарным диабетом способность к окислительному фосфорилированию была минимальной в парных эксплантатах подкожной и сальниковой жировой ткани. Бариатрическая хирургия повышала способность сальниковой жировой ткани к окислительному фосфорилированию даже при низкой эффективности сопряжения OXPHOS. Оценка окислительной способности свежих эксплантатов жировой ткани может быть чувствительным методом ранней диагностики метаболических нарушений.