Στην παρούσα εργασία, μελετήσαμε την συνεισφορά των μεταβολικών μονοπατιών της HDL και των χυλομικρών/VLDL στην εμφάνιση της παχυσαρκίας, στις διαταραχές του μεταβολισμού της γλυκόζης, στην εναπόθεση των τριγλυκεριδίων στο ήπαρ και στην ανάπτυξη της διατροφικά επαγόμενης μη αλκοολικής λιπώδους νόσου του ήπατος (NAFLD). Έτσι, επιλέξαμε να εστιάσουμε στην μελέτη των απολιποπρωτεϊνών Α-Ι (apoA-I) και Ε (apoE) και του ενζύμου λεκιθινο-χοληστερολική ακυλοτρανσφεράση (LCAT). Η apoA-I αποτελεί το κύριο συστατικό των υψηλής πυκνότητας λιποπρωτεϊνών (HDL) και είναι υπεύθυνη για την σύνθεση τους, η LCAT εστεροποιεί την ελεύθερη χοληστερόλη των λιποπρωτεϊνών του πλάσματος και ευθύνεται για το σχηματισμό των ώριμων σωματιδίων HDL και η apoE συμμετέχει στον καταβολισμό των υπολειμμάτων των χυλομικρών, των πολύ χαμηλής πυκνότητας λιποπρωτεϊνών (VLDL) και των χαμηλής πυκνότητας λιποπρωτεϊνών (LDL) από την κυκλοφορία καθώς και στην de novo βιογένεση της HDL. Προκειμένου να μελετηθεί ο ρόλος αυτών των μορίων στις παραπάνω μεταβολικές διαταραχές, μελετήσαμε πειραματικά μοντέλα ποντικών με έλλειψη στα γονίδια αυτά. Συγκεκριμένα, ομάδες ποντικών με έλλειψη στο γονίδιο που κωδικοποιεί την apoA-I (apoA-I-/-), την LCAT (LCAT-/-), την apoE (apoE-/-) αλλά και μια ομάδα ποντικών που εκφράζουν το πλήρες γονιδίωμα (C57BL/6) τέθηκαν σε δίαιτα πλούσια σε λιπαρά (δίαιτα δυτικού τύπου) για 24 εβδομάδες και πραγματοποιήθηκαν ιστολογικές, βιοχημικές και κινητικές αναλύσεις. Στα apoA-I-/- ποντίκια παρατηρήθηκε αύξηση του σωματικού βάρους, έντονη συσσώρευση τριγλυκεριδίων στο ήπαρ, διαταραγμένη ιστολογική εικόνα του ήπατος και ανάπτυξη διατροφικά επαγόμενης NAFLD όπως, επίσης, παρουσίασαν ανοχή στη γλυκόζη και αντίσταση στην ινσουλίνη. Επιπλέον, η ποσοτικοποίηση του mRNA των γονιδίων FASN, DGAT-1 και PPAR-γ απέκλεισε την de novo σύνθεση των λιπαρών οξέων και των τριγλυκεριδίων σαν πιθανή αιτία της εμφάνισης της νόσου στα apoA-I-/- ποντίκια. Παρόμοια το μεταβολικό προφίλ δεν ανέδειξε σημαντικές διαφορές στην ενεργειακή δαπάνη μεταξύ των apoA-I-/- και των C57BL/6 ποντικών. Επίσης, παρατηρήθηκε ενισχυμένη εντερική απορρόφηση, ταχύτερη κάθαρση των μεταγευματικών τριγλυκεριδίων από την κυκλοφορία και μειωμένη ταχύτητα ηπατικής έκκρισης των πολύ χαμηλής πυκνότητας λιποπρωτεϊνών (VLDL) σε σχέση με την ομάδα ελέγχου. Γονιδιακή μεταφορά της apoA-IMilano μέσω αδενοϊού σε apoA-I-/- ποντίκια που έλαβαν δίαιτα δυτικού τύπου για 12 εβδομάδες, είχε ως αποτέλεσμα την μείωση της συγκέντρωσης των ηπατικών τριγλυκεριδίων και την βελτίωση της ιστολογικής εικόνας και αρχιτεκτονικής του ήπατος. Τα ποντίκια αυτά λόγω της έλλειψης της apoA-I δεν συνθέτουν HDL, επομένως η απουσία της HDL σε συνδυασμό με δίαιτα πλούσια σε λιπαρά οδηγεί στην εμφάνιση παχυσαρκίας, διαταραχών στο μεταβολισμό της γλυκόζης και NAFLD. Για να αξιολογήσουμε τη συνεισφορά της ποιότητας της HDL στην εμφάνιση των παραπάνω διαταραχών, μελετήσαμε LCAT-/- ποντίκια που διαθέτουν ¨ανώριμη¨ δισκοειδή HDL. Όπως και στα ποντίκια που δεν εκφράζουν την apoA-I, έτσι και σε αυτή την ομάδα παρατηρήθηκε σημαντική διατροφικά επαγόμενη εναπόθεση τριγλυκεριδίων στο ήπαρ και διαταραγμένη ιστολογική εικόνα και αρχιτεκτονική του ήπατος. Αντιθέτως στα ποντίκια αυτά παρατηρήθηκε σημαντική αύξηση του σωματικού βάρους σε σχέση με την ομάδα ελέγχου. Επιπλέον, τα LCAT-/- ποντίκια δεν παρουσίασαν διαταραχές στο μεταβολισμό της γλυκόζης ενώ οι κινητικές αναλύσεις έδειξαν ότι η απουσία της LCAT σχετίζεται με αυξημένη εντερική απορρόφηση των διατροφικών λιπιδίων, ταχύτερη κάθαρση των μεταγευματικών τριγλυκεριδίων και μειωμένη ταχύτητα ηπατικής έκκρισης των VLDL σε σχέση με τα C57BL/6 ποντίκια. Γονιδιακή μεταφορά της LCAT μέσω αδενοϊού σε LCAT-/- ποντίκια που έλαβαν δίαιτα δυτικού τύπου για 12 εβδομάδες, είχε ως αποτέλεσμα την σημαντική μείωση της συγκέντρωσης των ηπατικών τριγλυκεριδίων και την βελτίωση της ιστολογικής εικόνας και αρχιτεκτονικής του ήπατος. Τα μέχρι τώρα δεδομένα μας λοιπόν υποδεικνύουν πως το μεταβολικό μονοπάτι της HDL είναι κεντρικός ρυθμιστής διαδικασιών σχετιζόμενων με την εναπόθεση διατροφικών τριγλυκεριδίων στο ήπαρ και την εμφάνιση NAFLD. Επιπλέον, τα αποτελέσματα μας υποστηρίζουν πως η συνύπαρξη μειωμένης και πιθανόν δυσλειτουργικής HDL μαζί με NAFLD σε ασθενείς με μεταβολικό σύνδρομο δεν είναι μια απλή σύμπτωση αλλά υποδηλώνει μία ισχυρή μηχανιστική συσχέτιση ανάμεσα στις δύο αυτές καταστάσεις. Προκειμένου να μελετηθεί ο ρόλος του μεταβολικού μονοπατιού των χυλομικρών, μελετήσαμε ποντίκια με έλλειψη στην apoE τα οποία καταβολίζουν βραδέως τα διατροφικά λιπίδια. Τα apoE-/- ποντίκια αντιστάθηκαν στην παχυσαρκία και στην εμφάνιση της διατροφικά επαγόμενης NAFLD σε σχέση με τα C57BL/6 ποντίκια. Επίσης, δεν παρουσίασαν διαταραχές στο μεταβολισμό της γλυκόζης και οι κινητικές αναλύσεις έδειξαν ότι είχαν βραδύτερη κάθαρση των μεταγευματικών τριγλυκεριδίων από την κυκλοφορία του αίματος. Θέλοντας να ερευνήσουμε και το ρόλο του υποδοχέα της LDL, πραγματοποιήθηκε μια σειρά ανάλογων πειραμάτων σε LDLr-/- ποντίκια που έλαβαν δίαιτα δυτικού τύπου για 24 εβδομάδες. Τα LDLr-/- ποντίκια είχαν σημαντική συσσώρευση τριγλυκεριδίων στο ήπαρ και NAFLD προτείνοντας ότι η ηπατική συσσώρευση τριγλυκεριδίων μέσω της apoE είναι μια διαδικασία ανεξάρτητη από τον LDLr. Τα ευρήματα μας προτείνουν ένα νέο ρόλο κλειδί για την apoE ως ένας περιφερικός συντελεστής στην ομοιόσταση των ηπατικών λιπιδίων και στην ανάπτυξη της διατροφικά επαγόμενης NAFLD. Επιπλέον, δείχνουν ότι οι διαταραχές στο μεταβολικό μονοπάτι των χυλομικρών σχετίζονται άμεσα με την εμφάνιση της NAFLD. Συμπερασματικά, το μεταβολικό σύστημα λιπιδίων και λιποπρωτεϊνών φέρεται να κατέχει κεντρικό ρόλο στην εναπόθεση ηπατικών τριγλυκεριδίων και στην εμφάνιση της NAFLD. / In the present study, we investigated the contribution of HDL and the clylomicron/VLDL pathways in the development of obesity, glucose metabolism and diet-induced non alcoholic fatty liver disease (NAFLD). Thus, we chose to study apolipoproteins A-I (apoA-I) and E (apoE), as well as the enzyme lecithin:cholesterol acyltransferase (LCAT). ApoA-I is the main protein of high density lipoprotein (HDL) and is responsible for it’s synthesis, LCAT esterifies the free cholesterol of plasma lipoproteins and forms mature particles of HDL and apoE participates in the catabolism of chylomicrons, very low density lipoproteins (VLDL) and low density lipoproteins (LDL) and also participates in the de novo biogenesis of HDL. In an attempt to study the role of all these particles in the development of diet-induced NAFLD, apoA-I deficient, LCAT deficient, apoE deficient and control C57BL/6 mice were fed western-type diet (17.3% protein, 48.5% carbohydrate, 21.2% fat, 0.2% cholesterol, 4.5Kcal/g) for 24 weeks and their sensitivity towards NAFLD was assessed by histological and biochemical methods. ApoA-I deficient (apoA-I-/-) mice showed increased body weight, increased diet-induced hepatic triglyceride deposition and disturbed hepatic histology while they exhibited reduced glucose tolerance and insulin sensitivity. Quantification of FASN, DGAT-1, and PPARγ mRNA expression suggested that the increased hepatic triglyceride content of the apoA-I-/- mice was not due to de novo synthesis of triglycerides. Similarly, metabolic profiling did not reveal differences in the energy expenditure between the two mouse groups. However, apoA-I-/- mice exhibited enhanced intestinal absorption of dietary triglycerides, accelerated clearance of postprandial triglycerides, and a reduced rate of hepatic VLDL triglyceride secretion. In agreement with these findings, adenovirus-mediated gene transfer of apoA-IMilano in apoA-I-/- mice fed western-type diet for 12 weeks resulted in a significant reduction in hepatic triglyceride content and an improvement of hepatic histology and architecture. In order to evaluate the contribution of HDL quality in the development of the metabolic disturbances described above, we studied LCAT-/- mice which have immature discoidal HDL circulating in the plasma. Similarly to apoA-I-/- mice, in the LCAT-/- group we observed increased diet-induced hepatic triglyceride deposition and impaired hepatic histology and architecture. In contrast hoewever, these mice gained significantly more body weight, compared to the control group though they did not develop disturbances in their plasma glucose metabolism. Mechanistic analyses indicated that LCAT deficiency was associated with enhanced intestinal absorption of dietary triglycerides, accelerated clearance of postprandial triglycerides, and a reduced rate of hepatic very low density lipoprotein triglyceride secretion. No statistical difference in the average daily food consumption between mouse strains was observed. Adenovirus-mediated gene transfer of LCAT in LCAT-/- mice that were fed western-type diet for 12 weeks resulted in a significant reduction in hepatic triglyceride content and a great improvement of hepatic histology and architecture. Taken together, these data suggested that HDL metabolic pathway is a central modulator of processes associated with diet-induced hepatic lipid deposition and NAFLD development. Furthermore, our results sypport that the the coexistence of reduced and possibly dysfunctional HDL with NAFLD in patients with metabolic syndrome is not a mere coincidence, rather indicates a strong mechanistic link between these two conditions. In order to study the role of the chylomicron metabolic pathway, we employed apoE-deficient mice, which show a very slow catabolism of dietary lipids. Our data indicate that the apoE-/- mice are resistant to obesity and to diet-induced NAFLD compared to control C57BL/6 mice and they don’t reveal disturbances in the glucose metabolism. In an attempt to identify the molecular basis for this phenomenon biochemical and kinetic analyses revealed that apoE-/- mice displayed a significantly delayed post-prandial triglyceride clearance from their plasma. In contrast to apoE-/- mice, LDLr-/- mice fed western-type diet for 24 weeks developed significant accumulation of hepatic triglycerides and NAFLD suggesting that the apoE-mediated hepatic triglyceride accumulation in mice is independent of the LDLr. Our findings suggest a new role of apoE as key peripheral contributor to hepatic lipid homeostasis and the development of diet-induced NAFLD. Furthermore, they show that the disturbances in the metabolic pathway of chylomicron are related, directly, with the development of NAFLD. Overall, our findings reinforce our initial hypothesis that the transport of dietary lipids from the intestine to the liver plays a central role to the deposition of triglycerides in the liver and the development of NAFLD.

Στην εργασία διερευνήθηκε πώς η έλλειψη του υποδοχέα της χαμηλής πυκνότητας λιποπρωτεϊνών (Ldlr-/-) τροποποιεί τις επιδράσεις της τεστοστερόνης στην παχυσαρκία και στις συναφείς μεταβολικές δυσλειτουργίες. ‘Εμμεση θερμιδομετρική ανάλυση έδειξε πως ο υπογοναδισμός σε μυς με έλλειψη του Ldlr συσχετίζεται με μείωση του βάρους του σώματος, και παράλληλα, αυξημένο μεταβολικό ρυθμό. Η έκφραση του κυτοχρώματος C και της UCP1 των μιτοχονδρίων ήταν αυξημένη στο λευκό λιπώδη ιστό, υποδεικνύοντας ότι η αυξημένη μεταβολική δραστηριότητα αντανακλά σε αυξημένο αριθμό μιτοχονδρίων με επίσης αυξημένη ικανότητα θερμογένεσης. Η αποκατάσταση της τεστοστερόνης σε ορχεκτομηθέντες μυς Ldlr-/- για διάστημα οχτώ εβδομάδων οδήγησε σε παχυσαρκία επαγόμενη από δίαιτα, υποδεικνύοντας την άμεση σχέση της τεστοστερόνης με τον παρατηρούμενο φαινότυπο. Η θεραπεία ψευδοχειρουργημένων μυών Ldlr-/- με εξεμεστάνη, έναν αναστολέα της αρωματάσης, για οχτώ εβδομάδες, έδειξε πως η αντίσταση στην παχυσαρκία των ορχεκτομηθέντων Ldlr-/- μυών είναι ανεξάρτητη από την δράση των οιστρογόνων. Συμπερασματικά, η εργασία δείχνει πως ο LDLr συσχετίζεται με μεταβολικές αλλαγές σε υπογοναδικούς μυς, οι οποίες δεν οφείλονται σε οιστρογονικές δράσεις, αλλά.στην ανεπάρκεια τεστοστερόνης. / In this work we investigated how low-density lipoprotein receptor deficiency (Ldlr-/-) modulates the effects of testosterone on obesity and related metabolic disorders. Indirect calorimetric analysis indicated that hypogonadism in Ldlr deficient mice correlates with a decrease in body weight and an increased metabolic rate. The expression of cytochrome C and UCP1 in mitochondria was increased in white adipose tissue, indicating that the increased metabolic activity reflects an increased number of mitochondria with an increased ability for thermogenesis. Testosterone replacement in orchectomized Ldlr-/- mice for a period of eight weeks led to diet induced obesity, suggesting a direct relationship between testosterone and the observed phenotype. Treatment of sham-operated Ldlr-/- mice with exemestane, an aromatase inhibitor, for eight weeks, showed that the obesity of orchectomized Ldlr-/- mice is independent of estrogen effects. In conclusion, this work demonstrates how the LDLr is associated with metabolic changes in hypogonadal mice which are not related to estrogenic effects but to testosterone deficiency.

Η παχυσαρκία και ειδικά η συσσώρευση σπλαχνικού λίπους αποτελεί σημαντικό προδιαθεσικό παράγοντα για την εκδήλωση μεταβολικού συνδρόμου. Οι μηχανισμοί που συνδέουν την κοιλιακή παχυσαρκία με τις μεταβολικές επιπλοκές δεν είναι γνωστοί, αλλά έχουν προταθεί διάφορες υποθέσεις. Μια εξ αυτών, πηγάζει από τις ομοιότητες ανάμεσα στο σύνδρομο Cushing και το μεταβολικό σύνδρομο σε παχύσαρκα άτομα και προτείνει ότι αυξημένη τοπική δράση γλυκοκορτικοειδών στο σπλαχνικό λιπώδη ιστό , λόγω αυξημένης μετατροπής της ανενεργής κορτιζόνης σε ενεργή κορτιζόλη μέσω του ενζύμου 11β- υδροξυστεροιειδική αφυδρογονάση τύπου 1 (11β-HSD-1) οδηγεί στην εκδήλωση του συνδρόμου. Η δική μας υπόθεση είναι η εξής: Μεταβολικό σύνδρομο εκδηλώνουν τα παχύσαρκα άτομα που έχουν αυξημένη έκφραση και δραστικότητα του ενζύμου 11β-HSD-1 στο σπλαχνικό λιπώδη ιστό, ενώ αυτά που δεν έχουν προστατεύονται από την εκδήλωση των μεταβολικών επιπλοκών της παχυσαρκίας. Θα μελετηθούν 40 συνολικά άτομα τα οποία θα χωρισθούν σε 4 ομάδες. 1η Ομάδα: 10 άτομα με φυσιολογικό σωματικό βάρος (ΔΜΣ 18.5-25) χωρίς Μεταβολικό Σύνδρομο 2η Ομάδα: 10 άτομα με σοβαρού βαθμού παχυσαρκία (ΔΜΣ>40) χωρίς μεταβολικό σύνδρομο 3η Ομάδα: 10 άτομα με σοβαρού βαθμού παχυσαρκία (ΔΜΣ>40) και μεταβολικό σύνδρομο. Τα κριτήρια του μεταβολικού συνδρόμου θα είναι αυτά που ορίζονται από τον οργανισμό National Cholesterol Education Program`s Adult Treatment Panel III report (NCEP/ ATP) III. Μεταβολικό σύνδρομο υφίσταται εάν πληρούνται 3 ή περισσότερα κριτήρια του πίνακα 1. 4η Ομάδα: 10 άτομα με σοβαρού βαθμού παχυσαρκία (ΔΜΣ>40), μεταβολικό σύνδρομο και σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2. Στην συνέχεια τα άτομα αυτά θα υποβληθούν σε προγραμματισμένα βαριατρικά χειρουργεία από όπου θα ληφθούν διεγχειρητικά βιοψίες υποδορίου και σπλαχνικού λίπους. Θα γίνει απομόνωση RNA και στη συνέχεια ταυτοποίηση και ποσοτικοποίηση του mRNA του ενζύμου 11β HSD-1 με real time RT-PCR. Επίσης θα μελετηθεί η δραστικότητα του ενζύμου 11β HSD-1. Τα μέχρι στιγμής αποτελέσματα μας είναι περιορισμένα λόγω του ότι η συλλογή του υλικού δεν έχει ολοκληρωθεί, υπολείπονται 4 άτομα από την 3η και 4η ομάδα και δεν έχει γίνει RT-PCR σε όλους τους ασθενείς. Φαίνεται ότι υπάρχει τάση να υπερεκφράζεται το ένζυμο στους παχύσαρκους ασθενείς με μεταβολικό σύνδρομο και σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2. Η μελέτη συνεχίζεται και ελπίζουμε ότι με την ολοκλήρωση της να αποδείξουμε την υπόθεση μας. / Obesity and especially visceral fat is a risk factor for the development of the metabolic syndrome. The mechanisms linking obesity and its metabolic complications remain elusive, though several hypotheses have been proposed. One hypothesis emerged from the similarities between syndrome Cushing and the metabolic syndrome. According to this hypothesis, increased action of glucocorticoids in the visceral fat, due to increased conversion of inactive cortisone to active cortisol via the enzyme 11β- hydroxysteroid dehydrogenase type 1 (11β-HSD-1) leads to the development of the metabolic syndrome. Our hypothesis is: Metabolic syndrome is present in the obeses with increased expression and activity of the enzyme 11β-HSD-1 to the visceral fat while those they do not have are protected from the metabolic complications. We study 40 individuals, divided in 4 groups. 1η Group: n ═ 10 with normal body mass index (BMI 18.5-25) without metabolic syndrome 2η Ομάδα: n ═ 10 with severe obesity (BMI >40) without metabolic syndrome 3η Ομάδα: n ═ 10 with severe obesity (BMI >40) with metabolic syndrome. 4η Ομάδα: n ═ 10 with severe obesity (BMI >40) with metabolic syndrome and diabetes type 2. All obese subjects will undergo bariatric surgery and we take biopsies from visceral and subcutaneous fat. We extract RNA and will be identification and qualification of the mRNA of the enzyme 11β HSD-1 with real time RT-PCR. Also we will study the activity of the enzyme 11β HSD-1. At the time present are results are inconclusive because the study is ongoing, however it seems that there is a trend of hyperexpression of the enzyme in the obese individuals with metabolic syndrome and diabetes type 2.

Ο λιπώδης ιστός δεν θεωρείται πλέον αποκλειστικά παθητικός αποταμιευτικός ιστός, αλλά εκκρίνει ποικίλα βιοδραστικά πεπτίδια, γνωστά ως λιποκίνες. Η εμπλοκή των τελευταίων στην παθογένεια του μεταβολικού συνδρόμου και των επιπλοκών του τις καθιστά μόρια-στόχους που δύνανται να συμβάλουν στη θεραπευτική προσέγγιση του μεταβολικού συνδρόμου. / Adipose tissue is no more considered a passive tissue with storage function, but it has proved to be a source of a variety of bioactive peptides, described as adipokines. The implication of adipokines in the pathogenesis of metabolic syndrome and its consequences renders many of them putative target molecules in a new therapeutic approach of this syndrome.

Εισαγωγή: Η παιδική παχυσαρκία αποτελεί μία επιδημία του σύγχρονου δυτικού κόσμου και ορίζεται λειτουργικά ως η υπέρμετρη αύξηση του λιπώδους ιστού. Η παχυσαρκία αποτελεί ανεξάρτητο παράγοντα κινδύνου για την ανάπτυξη μίας πληθώρας συνοσηροτήτων όπως την αντίσταση στην ινσουλίνη, το σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2, καρδιοαγγειακά νοσήματα και μεταβολικό σύνδρομο. Ο λιπώδης ιστός είναι ένα παρακρινές και ενδοκρινές όργανο, το οποίο μέσω της έκκρισης κυτταροκινών και φλεγμονογόνων παραγόντων έχει την ικανότητα να ρυθμίσει το ενεργειακό ισοζύγιο του οργανισμού. Η αντιπονεκτίνη μία από τις πιο σημαντικές κυτταροκίνες του λιπώδους ιστού, μέσω των υποδοχέων της AdipoR1 και AdipoR2, ενεργοποιεί την ινσουλινοεπαγώμενη πρόσληψη της γλυκόζης από το λιποκύτταρο, ενώ έχει αντι-φλεγμονώδης και αντι-αθηρωματική δράση σε άλλους ιστούς του οργανισμού. Ο PPAR-γ, ανήκει στην υπερ-οικογένεια των πυρηνικών υποδοχέων PPARs (peroxisome proliferative-activated receptors) και είναι ένας μεταγραφικός παράγοντας, ο οποίος σε ανταπόκριση στα κυκλοφορούντα ελεύθερα λιπαρά οξέα, ενεργοποιεί τη διαφοροποίηση των προλιποκυττάρων σε ώριμα λιποκύτταρα μικρού μεγέθους με πολλά λιποσταγονίδια. Το PPAR-γ μέσω της ενεργοποίησης του από τους ενδογενείς υποκαταστάτες του, τις θειαζολιδινεδιόνες, επάγει την ινσουλινοευαισθησία και αυξάνει την έκφραση της αντιπονεκτίνης. Τα ενδοκανναβινοειδή, μέσω των υποδοχέων τους CB1 και CB2, ρυθμίζουν την όρεξη στο κεντρικό νευρικό σύστημα, ενώ μπορούν να ενεργοποιήσουν περιφερικά τη λιπογένεση και να μειώσουν τη γονιδιακή έκφραση της αντιπονεκτίνης. Τα ενδοκανναβινοειδή βρίσκονται υπερενεργοποιημένα σε ενήλικες παχύσαρκους, ενώ τα επίπεδα της αντιπονεκτίνης μειώνονται σημαντικά. Σκοπός: Να μελετηθούν τα επίπεδα έκφρασης του AdipoR1, του PPAR-γ, του CB1 και των ενζύμων των ενδοκανναβινοειδών FAAH και DAGL-α, σε λεπτόσωμα και παχύσαρκα προεφηβικά παιδιά και να συσχετιστούν με τα κυκλοφορούντα επίπεδα της αντιπονεκτίνης και της ινσουλίνης. Μεθοδολογία: Για το σκοπό αυτό αναπτύχθηκαν πρωτογενείς καλλιέργειες προλιποκυττάρων και ώριμων λιποκυττάρων από βιοψίες κοιλιακού υποδόριου λιπώδους ιστού 17 παχύσαρκων (BMI>95%) και 36 λεπτόσωμων (BMI<85%) προεφηβικών παιδιών. Τα παιδιά χωρίστηκαν σε δύο ηλικιακές ομάδες, ομάδα Α: 2μηνών-7 ετών και ομάδα Β: 9-12 ετών. Η γονιδιακή και πρωτεϊνική έκφραση του AdipoR1, PPAR-γ και CB1 μελετήθηκαν με τη μέθοδο RT-PCR και Western Immunoblotting. Επίσης, η γονιδιακή έκφραση των ενζύμων των ενδοκανναβινοειδών FAAH και DAGL-α, μελετήθηκαν με Real-Time PCR. Τα κυκλοφορούντα επίπεδα της ολικής και HMW αντιπονεκτίνης όπως και της ινσουλίνης μετρήθηκαν με ELISA, ενώ υπολογίστηκε ο δείκτης ινσουλινοαντίστασης HOMA-IR και μετρήθηκε η περίμετρος κοιλίας σε κάθε παιδί. Αποτελέσματα: Η πρωτεϊνική έκφραση του AdipoR1 βρέθηκε μειωμένη στα προλιποκύτταρα και ώριμα λιποκύτταρα των μικρότερων παχύσαρκων παιδιών της ομάδας Α, σε σύγκριση με τα αντίστοιχα λεπτόσωμά τους. To PPAR-γ βρέθηκε αυξημένο στα ώριμα λιποκύτταρα των λεπτόσωμων και παχύσαρκων παιδιών, σε σύγκριση με τα προλιποκύτταρά τους, ενώ ήταν και σημαντικά αυξημένο στα ώριμα λιποκύτταρα των μικρότερων παχύσαρκων παιδιών, σε σύγκριση με τα αντίστοιχα λεπτόσωμά τους. Ο υποδοχέας των ενδοκανναβινοειδών, CB1, ήταν σημαντικά μειωμένος στα ώριμα λιποκύτταρα των παχύσαρκων παιδιών και των δύο ηλικιακών ομάδων, σε σύγκριση με τα αντίστοιχα λεπτόσωμά τους, ενώ παρουσίασε μία σημαντική αύξηση με την ηλικία. Επιπρόσθετα, το ένζυμο αποδόμησης FAAH (για την ανανδαμίδη) μειώθηκε με την ηλικία στα μεγαλύτερα λεπτόσωμα παιδιά της ομάδας Β, ενώ στα μεγαλύτερα παχύσαρκα παιδιά ήταν αυξημένο σε σύγκριση με τα αντίστοιχα λεπτόσωμά τους. Το ένζυμο βιοσύνθεσης DAGL-α (για το 2-AG) βρέθηκε αυξημένο στα μεγαλύτερα λεπτόσωμα και παχύσαρκα παιδιά της ομάδας Β σε σύγκριση με τα λεπτόσωμα και παχύσαρκα παιδιά της ομάδας Α. Η ινσουλίνη και το HOMA-IR ήταν σημαντικά αυξημένα στα μεγαλύτερα παιδιά, λεπτόσωμα και παχύσαρκα, σε σύγκριση με τα μικρότερα παιδιά. Η HMW αντιπονεκτίνη βρέθηκε μειωμένη στα λεπτόσωμα και παχύσαρκα παιδιά της ομάδας Β σε σύγκριση με τα αντίστοιχα παιδιά της ομάδας Α, ενώ ήταν σημαντικά αυξημένη στα μικρότερα παχύσαρκα παιδιά σε σύγκριση με τα αντίστοιχα λεπτόσωμά τους. Η περίμετρος κοιλίας ήταν σημαντικά αυξημένη στα μεγαλύτερα παχύσαρκα αγόρια σε σύγκριση με τα αντίστοιχα λεπτόσωμά τους. Συμπεράσματα: Η μειωμένη έκφραση του CB1 και η αυξημένη έκφραση του PPAR-γ στα μικρότερα παχύσαρκα προεφηβικά παιδιά της ομάδας Α, σε συνάφεια με τα αυξημένα επίπεδα της HMW αντιπονεκτίνης, πιθανόν να αντικατοπτρίζουν έναν προστατευτικό μηχανισμό ελεγχόμενης λιπογένεσης και διατήρησης της ινσουλινοευαισθησίας στα παιδιά αυτά που ήδη παρουσιάζουν μειωμένα επίπεδα έκφρασης του υποδοχέα της αντιπονεκτίνης, AdipoR1. Επιπλέον, τα μειωμένα επίπεδα της HMW αντιπονεκτίνης και τα αυξημένα επίπεδα της ινσουλίνης στα μεγαλύτερα παιδιά πιθανόν απεικονίζει την προετοιμασία των παιδιών αυτών για την «φυσιολογική» ινσουλινοαντίσταση της εφηβείας. Η αύξηση των ενζύμων FAAH και DAGL-α στα μεγαλύτερα παχύσαρκα παιδιά της ομάδας Β, μπορεί έμμεσα να μας δείχνει ότι τα επίπεδα της ανανδαμίδης στα παιδιά αυτά είναι μειωμένα, ενώ τα επίπεδα του ενδοκανναβινοειδούς 2-AG αυξάνονται, θέτοντας πιθανόν τα παχύσαρκα παιδιά σε μεγαλύτερο κίνδυνο για λιπογένεση. Η μειωμένη έκφραση του CB1 στα μεγαλύτερα παχύσαρκα παιδιά όμως, μπορεί να απεικονίζει είτε την προσπάθεια του οργανισμού να περιορίσει την λιπογένεση στα παιδιά αυτά, που ήδη βρίσκονται σε κίνδυνο λόγω της παχυσαρκίας τους, είτε αντικατοπτρίζει τη μειωμένη ικανότητα του υποδόριου λιπώδους ιστού να αποθηκεύσει λίπος αυξάνοντας τον κίνδυνο εναπόθεσης λίπους ενδοκοιλιακά, το οποίο μπορεί να διαταράξει την ενεργειακή ισορροπία του οργανισμού τους προκαλώντας διαταραγμένη ανοχή στη γλυκόζη. / Introduction: Childhood obesity is the new epidemic of the western world and reflects the excessive storage of body fat. Obesity is a risk factor for the development of metabolic comordities like insulin resistance, diabetes mellitus type 2, cardiovascular diseases and metabolic syndrome. Adipose tissue is an endocrine and paracrine organ, which through the secretion of adipokines and pro-inflammatory molecules it can regulate the body’s energy homeostasis. Adiponectin is one of the most important secreted adipokines of adipose tissue and through its AdipoR1 and AdipoR2 it can activate the insulin-dependent glucose uptake of adipocytes. In addition, adiponectin has anti-inflammatory and anti-atherogenic action in other peripheral tissues of the body. PPAR-γ belongs to the family of nuclear receptors PPARs (peroxisome proliferative-activated receptors) and it is a transcription factor, which responds to circulating Free Fatty Acids activating the preadipocyte differentiation into small multilocular mature adipocytes. PPAR-γ through its activation from its endogenous ligands, the thiazolidenidions, can regulate the body’s insulin sensitivity and can increase the transcription of adiponectin. The endocannabinoids, through their receptors CB1 and CB2, can regulate food intake via their central nervous system action, they activate lipogenesis in the periphery and reduce the gene expression of adiponectin. The endocannabinoids are found to be upregulated in adult obesity, whereas adiponectin levels are decreased. Aim: To study the expression of AdipoR1, PPAR-γ, CB1 and the endocannabinoid enzymes FAAH and DAGL-α, in prepubertal lean and obese children in relation to their adiponectin and insulin levels in their blood serum. Materials & Methods: Primary cultures of preadipocytes and mature adipocytes were developed from surgical biopsies of abdominal subcutaneous adipose tissue of 17 obese (BMI>95%) and 36 lean (BMI<85%) prepubertal children. The gene and protein expression of AdipoR1, PPAR-γ and CB1 were investigated by RT-PCR and western immunoblotting. The gene expression of the endocannabinoid enzymes FAAH and DAGL-α were studied by Real-Time PCR. Total and HMW adiponectin together with insulin were measured in blood serum by ELISA, whereas the insulin resistance index HOMA-IR was estimated and waist circumference was measured in every child. Results: The protein expression of AdipoR1 was significantly decreased in the preadipocytes and the mature adipocytes of the younger obese prepubertal children of group A when compared to their respective lean. PPAR-γ was increased in the mature adipocytes of all the children in comparison to their respective preadipocytes, whereas it was significantly increased in the mature adipocytes of the younger obese children compared to their respective lean. The endocannabinoid receptor, CB1, was significantly decreased in the mature adipocytes of the obese children in both age groups, when compared to their respective lean, whereas it increased with age in the older lean children. Furthermore, the degradation enzyme FAAH (for anandamide) decreased significantly with age in the older lean prepubertal children of group B, in comparison to the younger lean and it was significantly increased in the older obese children in comparison to their respective lean. The biosynthetic enzyme DAGL-α (for 2-AG) was found significantly increased in the older lean and obese prepubertal children of group B when compared to the younger children of group A. Insulin and the HOMA-IR were significantly increased in the older children, both lean and obese in comparison to their respective younger children. HMW adiponectin was decreased in the older prepubertal children of group B in comparison to group A, whereas it was significantly increased in the younger obese children of group A when compared to their respective lea. Waist circumference was significantly increased in the older obese boys when compared with their respective lean. Conclusions: The decreased expression of CB1 together with the increased expression of PPAR-γ and the increased levels of HMW adiponectin in the younger obese prepubertal children of group A, possibly reflects their body’s attempt to further limit their pathologic lipogenesis and to maintain normal insulin sensitivity in these obese children, who already have decreased AdipoR1 expression. In addition, the decreased HMW adiponectin levels and the increased insulin in the older children could be indicative of their “physiological” insulin resistance during puberty. The increased expression of the enzymes FAAH and DAGL-α in the older obese prepubertal children of group B, may indirectly demonstrate that anandamide is decreased and 2-AG is increased in these children, possibly pre-empting them for increased lipogenesis. The decreased expression of CB1 in the older obese children may also indicate either the body’s attempt to further limit lipogenesis since they are already at risk due to their obesity or it reflects their decreased ability of storing fat in their subcutaneous adipose tissue, increasing the risk of visceral fat disposition that can disrupt their energy homeostasis and could possibly lead to the development of glucose intolerance.

Η σήψη αποτελεί μια από τις σημαντικότερες αιτίες νοσηλείας και θνησιμότητας στον ανεπτυγμένο κόσμο, όπου σχεδόν τα δύο - τρίτα του πληθυσμού υποφέρουν από παχυσαρκία. Σαν αποτέλεσμα, η συνύπαρξη των δύο αυτών καταστάσεων έχει γίνει όλο και συχνότερη στην κλινική πράξη και ένας συνεχώς αυξανόμενος αριθμός κλινικών μελετών προσπαθεί να προσεγγίσει την πιθανή επίδραση της παχυσαρκίας στην νοσηρότητα και θνησιμότητα των ασθενών με σήψη, με έως τώρα αντιφατικά αποτελέσματα. Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι να διερευνήσει τον τρόπο με τον οποίο η παχυσαρκία επηρεάζει την ανοσιακή απάντηση των σηπτικών ασθενών, εκτιμώντας τον αριθμό και την κατάσταση ενεργοποίησης των μακροφάγων του λιπώδους ιστού, τα επίπεδα του TNFα στον ορό και στον λιπώδη ιστό και δείκτες οξειδωτικού stress στο πλάσμα. Ασθενείς και Μέθοδοι: Μελετήθηκαν 106 ασθενείς, οι οποίοι χωρίστηκαν σε τέσσερις ομάδες (Ελέγχου n=26, Παχυσαρκίας n=27, Σήψης n=27, Σήψης & Παχυσαρκίας n=26). Ο αριθμός των μακροφάγων στο υποδόριο και ενδοκοιλιακό λίπος και οι υπότυποί τους (M1 και M2) αναγνωρίστηκαν με ανοσοϊστοχημική τεχνική υπό μικροσκόπηση. Τα επίπεδα του TNFα mRNA στο υποδόριο και ενδοκοιλιακό λίπος μετρήθηκαν με real-time reverse transcription-PCR. Στον ορό τα επίπεδα του TNFα μετρήθηκαν με sandwich enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Το οξειδωτικό stress στο πλάσμα εκτιμήθηκε χρησιμοποιώντας επιλεγμένους βιοδείκτες [TBARS (thiobarbituric acid-reactive substances), Πρωτεϊνικά Καρβονύλια, TAC (total antioxidant capacity)]. Αποτελέσματα: Παρατηρήθηκε ότι η σήψη αυξάνει τον ολικό αριθμό και τον Μ2 υπότυπο των μακροφάγων στο ενδοκοιλιακό λίπος, ενώ η παχυσαρκία δεν φάνηκε να επηρεάζει τη συγκέντρωση των μακροφάγων στο λίπος. Η παχυσαρκία βρέθηκε ότι αυξάνει τα επίπεδα του TNFα mRNA (P<0.05) στο ενδοκοιλιακό λίπος καθώς επίσης και τα επίπεδα των TBARS (P<0.001) και Πρωτεϊνικών Καρβονυλίων (P<0.001) στο πλάσμα των σηπτικών ασθενών. Τα επίπεδα της TAC στο πλάσμα βρέθηκε ότι μειώνονται και τα επίπεδα TNFα στον ορό ότι αυξάνονται με τη σήψη, ενώ δεν επηρεάζονταν από την παχυσαρκία. Συμπεράσματα: Η παχυσαρκία σχετίζεται με αυξημένη παραγωγή TNFα στον λιπώδη ιστό και αύξηση του οξειδωτικού stress, προάγοντας την προ-φλεγμονώδη απάντηση στους σηπτικούς ασθενείς. / Sepsis is one of the most important causes of mortality in the developed world, where almost two thirds of the population suffer from obesity. Therefore, the coexistence of both conditions has become frequent in clinical practice and a growing number of clinical studies attempts to examine the potential effect of obesity on sepsis with controversial results up to now. The present study investigates how obesity influences the immune response of septic patients, by assessing the number and activation state of adipose tissue macrophages, serum and adipose tissue tumor necrosis factor-alpha (TNFα) levels and plasma oxidative stress markers. Subjects/methods: The study included 106 patients, divided into four groups (control n = 26, obesity n = 27, sepsis n = 27 and sepsis and obesity n = 26). The number of macrophages in subcutaneous and visceral adipose tissue (SAT and VAT) and their subtypes (M1 and M2) were defined with immunohistochemical staining techniques under light microscopy. TNFα mRNA levels were determined in SAT and VAT using real-time reverse transcription-PCR. Serum levels of TNFα were determined with sandwich enzyme-linked immunosorbent assay. Plasma oxidative stress was evaluated using selective biomarkers [thiobarbituric acid-reactive substances (TBARS), protein carbonyls and total antioxidant capacity (TAC)]. Results: Sepsis increased the total number of macrophages and their M2 subtype in VAT, whereas obesity did not seem to affect the concentration of macrophages in fat. Obesity increased TNFα mRNA levels (P < 0.05) in VAT as well as the plasma TBARS (P < 0.001) and protein carbonyls (P < 0.001) in septic patients. The plasma TAC levels were decreased and the serum TNFα levels were increased in sepsis although they were not influenced by obesity. Conclusions: Obesity is associated with elevated TNFα adipose tissue production and increased oxidative stress biomarkers, promoting the proinflammatory response in septic patients.

Ο λιπώδης ιστός είναι πλέον ένα ενδοκρινές όργανο το οποίο εκκρίνει ένα μεγάλο αριθμό βιοδραστικών μεσολαβητών που στοχεύουν σε όργανα μεταβολικής σημασίας όπως ο εγκέφαλος, το ήπαρ, οι σκελετικοί μύες και το ανοσοποιητικό σύστημα, ρυθμίζοντας την ομοιόσταση, την αρτηριακή πίεση, το μεταβολισμό των λιπιδίων και της γλυκόζης, την φλεγμονή και την αθηροσκλήρυνση. Η αντιπονεκτίνη κύρια πρωτεΐνη παραγόμενη από τον λιπώδη ιστό δρα προστατευτικά στην ανάπτυξη ινσουλινοαντίστασης, φλεγμονής και αθηρωμάτωσης. Η παχυσαρκία και κυρίως η κεντρική παχυσαρκία συνδέεται με την εμφάνιση πολλών νοσογόνων καταστάσεων. Στο σπλαχνικό λίπος εκκρίνεται TNF-α από τα λιποκύτταρα και τα μακροφάγα του στρώματος, ο οποίος καταστέλλει την παραγωγή και την δράση της αντιπονεκτίνης δρώντας ευωδοτικά στην ανάπτυξη του μεταβολικού συνδρόμου. Μελετήσαμε τις διαφορές της έκφρασης της αντιπονεκτίνης και του TNF-α σε σπλαχνικό και υποδόριο λιπώδη ιστό με τη μέθοδο της έμμεσης ανοσοϊστοχημείας σε τρεις ομάδες ασθενών: υγιείς, παχύσαρκους υγιείς και σε παχύσαρκους με μεταβολικό σύνδρομο και Σ.Δ. / Adipose tissue, besides of its energy producting role, is now considered as an endocrine organ which releases numerous cytokines and adipokines. Adipose tissue crosstalks with immune, cardiovascular reproductive and other systems. In obesity (BMI>30) the adipocytes become hypertrophic, loosing their normal activity and increasing the risk of appearence of the Metabolic Syndrome (a cluster of risk factors which may lead to Coronary Artery Disease). Adiponectin is an adipokine which plays pivotal role protecting from Diabetes Melitus t. 2 and inflammation. In obesity, the level of serrum adiponektin is remarkably low. TNF-α is a multifunctional cytokine released mostly from the immune cells. Central obesity (waist circumference >102cm) is characterized of a low grade inflammation combined with decreased secretion of TNF-α from adipocytes and stroma cells of visceral adipose tissue. In central obesity TNF-α acts against insulin leading to the appearance of insulin resistance and M.S. In our study we examined the different levels of secretion of adiponectin and TNF-α from the adipocytes of subcutaneous and visceral fat between three categories of patients: a) Controls, b) Obese without central obesity M.S. and c) Obese with M.S.

Οι λιποκίνες αποτελούν πρωτεϊνικά προϊόντα του λιπώδους ιστού με αυτοκρινείς, παρακρινείς και ενδοκρινείς δράσεις που εμπλέκονται στην παθογένεια της καρδιαγγειακής νόσου. Η τοπική παραγωγή λιποκινών, ειδικά από τον περιαγγειακό λιπώδη ιστό, μπορεί να επηρεάσει τη φυσιολογία και την παθολογία των αγγείων. Το ενδοκανναβινοειδές σύστημα σχετίζεται με τη ρύθμιση της ενδοκρινούς λειτουργίας του λιπώδους ιστού, αλλά και με την παθογένεια της αθηροσκλήρωσης. Μελετήσαμε την έκφραση της αντιπονεκτίνης, της βισφατίνης, της λεπτίνης και των νεότερων λιποκινών χεμερίνης και βασπίνης, καθώς και του υποδοχέα ενδοκανναβινοειδών CB1 σε ανθρώπινο περιαορτικό και επικαρδιακό λιπώδη ιστό, καθώς και τη συσχέτισή τους με την αορτική και τη στεφανιαία αθηροσκλήρωση. Εφαρμόστηκε ανοσοϊστοχημική χρώση για τις λιποκίνες και τον CB1 σε δείγματα ανθρώπινου περιαορτικού, περιστεφανιαίου και επικαρδιακού λίπους της κορυφής της καρδιάς. Οι αθηροσκληρωτικές βλάβες στο παρακείμενο αγγειακό τοίχωμα αξιολογήθηκαν με βάση την κατάταξη του AHA. Οι λιποκίνες εκφράστηκαν στον περιαγγειακό και επικαρδιακό λιπώδη ιστό της κορυφής και – με εξαίρεση την αντιπονεκτίνη – στα αγγειακά λεία μυικά κύτταρα και στα αφρώδη κύτταρα των αθηροσκληρωτικών βλαβών. Ο CB1 εκφράστηκε στον περιαορτικό και επικαρδιακό λιπώδη ιστό, καθώς και στα αορτικά και στεφανιαία αγγειακά λεία μυικά κύτταρα. Η αορτική αθηροσκλήρωση συσχετίστηκε θετικά με την έκφραση της χεμερίνης, της βασπίνης, της βισφατίνης και της λεπτίνης στο περιαορτικό λίπος. Η στεφανιαία αθηροσκλήρωση συσχετίστηκε θετικά με την έκφραση της χεμερίνης και της βασπίνης στο περιστεφανιαίο λίπος. Η έκφραση της αντιπονεκτίνης στο λιπώδη ιστό συσχετίστηκε αρνητικά τόσο με την αορτική όσο και με τη στεφανιαία αθηροσκλήρωση. Η έκφραση λιποκινών στον επικαρδιακό λιπώδη ιστό της κορυφής δε συσχετίστηκε με την αθηροσκλήρωση. Επίσης, η έκφραση του CB1 δε συσχετίστηκε με την αορτική ή με τη στεφανιαία αθηροσκλήρωση. Συμπερασματικά, παρατηρήθηκε: α) διαφορετικό προφίλ έκφρασης της αντιπονεκτίνης, βισφατίνης, λεπτίνης, χεμερίνης, βασπίνης και του CB1 στον περιαορτικό, περιστεφανιαίο και επικαρδιακό λιπώδη ιστό της κορυφής, β) συσχέτιση των λιποκινών, αλλά όχι του CB1, με την αορτική ή και με τη στεφανιαία αθηροσκλήρωση, με χαρακτηριστικό τρόπο για κάθε λιποκίνη. Η τοπική παραγωγή λιποκινών ενδεχομένως επηρεάζει ποικιλοτρόπως την αθηροσκληρωτική διαδικασία σε διαφορετικές θέσεις. / Adipokines are protein products of adipose tissue with autocrine, paracrine and endocrine actions, which have been implicated in the pathogenesis of cardiovascular disease. Locally produced adipokines, especially by periadventitial adipose tissue, may affect vascular physiology and pathology. The endocannabinoid system has also been implicated in the pathogenesis of atherosclerosis and in adipose tissue endocrine function regulation. We investigated the expression of adiponectin, visfatin, leptin and novel adipokines chemerin and vaspin, as well as CB1 endocannabinoid receptor, in human periaortic and epicardial adipose tissue, as well as their correlation to aortic and coronary atherosclerosis. Standard immunohistochemical staining for the adipokines and CB1 was performed on samples of human periaortic, pericoronary and apical epicardial adipose tissue. Atherosclerotic lesions of the adjacent vascular wall were assessed using the AHA classification. Adipokines were expressed in periadventitial and apical epicardial adipose tissue and - except for adiponectin - in vascular smooth muscle cells and foam cells in atherosclerotic lesions. CB1 was expressed in periaortic and epicardial adipose tissue, as well as in aortic and coronary vascular smooth muscle cells. Aortic atherosclerosis was positively correlated with chemerin, vaspin, visfatin and leptin periaortic fat expression. Coronary atherosclerosis was positively correlated with chemerin and visfatin pericoronary fat expression. Adipose tissue adiponectin expression was negatively correlated to atherosclerosis in both locations. Expression of adipokines in apical epicardial fat was not associated to atherosclerosis. CB1 expression was not correlated with either aortic or coronary atherosclerosis. Our results show: a) a different expression pattern of adiponectin, visfatin, leptin, chemerin, vaspin and CB1 in periaortic, pericoronary and apical epicardial adipose tissue, b) a correlation of these adipokines - but not CB1 - with either aortic or coronary atherosclerosis or both in a pattern characteristic for each adipokine and suggest that locally produced adipokines might differently affect the atherosclerotic process in different locations.

Κύριος σκοπός τη παρούσης μελέτης ήταν η εκτίμηση της επίδρασης της οξείας και χρόνιας εντατικής άσκησης και του χρόνιου αρνητικού ενεργειακού ισοζυγίου στα επίπεδα αντιπονεκτίνης, ρεζιστίνης και βισφατίνης. Επιπλέον, μελετήθηκε η συσχέτιση των επιπέδων των ανωτέρω λιποκινών με τα επίπεδα κορτιζόλης και ινσουλίνης, καθώς και με τις παραμέτρους έντασης της άσκησης. Ως μοντέλο ενεργειακής και μεταβολικής ομοιοστασίας χρησιμοποιήθηκαν αθλήτριες Ρυθμικής Γυμναστικής (RGs) υψηλού επιπέδου πρωταθλητισμού, Οι RGs υποβάλλονται σε χρόνια έντονη ψυχολογική και σωματική καταπόνηση, ενώ, στην προσπάθεια για επίτευξη και διατήρηση λεπτού σωματότυπου, υιοθετούν αυστηρές διαιτητικές συνήθειες και χρόνιο αρνητικό ενεργειακό ισοζύγιο. Υλικό και Μέθοδοι Η αδυναμία συλλογής δειγμάτων αίματος από αθλητές κορυφαίου επιπέδου πρωταθλητισμού επέβαλε τη συλλογή και επεξεργασία σιέλου για την πραγματοποίηση των ορμονικών προσδιορισμών. Ως εκ τούτου, προτού ξεκινήσει η υλοποίηση του πρωτοκόλλου της μελέτης (διαμόρφωση πληθυσμού και συλλογή δειγμάτων), σχεδιάστηκε και εκπονήθηκε μια μελέτη με σκοπό την ανίχνευση και τη μέτρηση των συγκεντρώσεών των λιποκινών αντιπονεκτίνη, βισφατίνη και ρεζιστίνη στο σίελο και τη συσχέτιση των συγκεντρώσεων τους στο σίελο με τις αντίστοιχες συγκεντρώσεις στο αίμα. Προσδιορισμός των συγκεντρώσεων λιποκινών στο σίελο Τα επίπεδα των λιποκινών αντιπονεκτίνη, ρεζιστίνη και βισφατίνη προσδιορίσθηκαν στο σάλιο και τον ορρό 50 υγιών άτομα (33 γυναίκες και 17 άνδρες), με ταυτόχρονη μέτρηση των ανθρωπομετρικών χαρακτηριστικών (ύψος και βάρος σώματος, υπολογισμός ΒΜΙ, ποσοστό λιπώδους μάζας) . Η επίδραση της άσκησης και του αρνητικού ενεργειακού ισοζυγίου στην ορμονική ομοιοστασία του λιπώδους ιστού Στη μελέτη συμπεριελήφθησαν 51 RGs υψηλού επιπέδου από 8 Ευρωπαϊκές χώρες, οι οποίες συμμετείχαν στη διοργάνωση «Κύπελλο Καλαμάτας 2010» τον Απρίλιο του 2010 στην Καλαμάτα. Επίσης, η μελέτη συμπεριέλαβε 27 υγιείς γυναίκες, μη αθλήτριες και χωρίς σημαντική διαφορά ως προς την ηλικία σε σύγκριση με τον πληθυσμό των αθλητριών (matched for age) ως πληθυσμό ελέγχου (μάρτυρες). Το πρωτόκολλο της μελέτης περιελάμβανε μη επεμβατικές κλινικές και εργαστηριακές εξετάσεις, καθώς και τη συμπλήρωση ενός ερωτηματολογίου. Ειδικότερα, προσδιορίσθηκαν τα ανθρωπομετρικά χαρακτηριστικά αθλητριών και πληθυσμού ελέγχου, οι αθλήτριες συμπλήρωσαν ένα ερωτηματολόγιο που αφορούσε σε στοιχεία γυναικολογικού και αθλητικού ιστορικού, ενώ συλλέχθηκαν δείγματα σιέλου από τις αθλήτριες και τις μάρτυρες. Οι ορμονικοί προσδιορισμοί στο σίελο αφορούσαν σε μετρήσεις επιπέδων ρεζιστίνης, βισφατίνης, αντιπονεκτίνης, κορτιζόλης και ινσουλίνης σε κατάσταση ηρεμίας και μετά από άσκηση. Αποτελέσματα Προσδιορισμός των συγκεντρώσεων λιποκινών στο σίελο Οι λιποκίνες ρεζιστίνη και αντιπονεκτίνη ανιχνεύονται στο σίελο του ανθρώπου και τα επίπεδά τους συσχετίζονται με τα αντίστοιχα επίπεδα στον ορρό (r=0.441, p=0.003 και r=0.347, p=0.019 αντίστοιχα). Αντίθετα, η λιποκίνη βισφατίνη ανιχνεύεται στο σίελο του ανθρώπου, όμως τα επίπεδά της δε συσχετίζονται με τα αντίστοιχα επίπεδα στον ορρό (r=-0.128, p=0.4431). Η επίδραση της άσκησης και του αρνητικού ενεργειακού ισοζυγίου στην ορμονική ομοιοστασία του λιπώδους ιστού Παρατηρήθηκαν μειωμένα επίπεδα αντιπονεκτίνης (p<0.001) και αυξημένα επίπεδα βισφατίνης (p<0.05) στο σάλιο RGs, ενώ δεν παρατηρήθηκαν διαφορές στα επίπεδα ινσουλίνης, κορτιζόλης και ρεζιστίνης στο σάλιο μεταξύ αθλητριών και πληθυσμού ελέγχου. Στις RGs κορυφαίου επιπέδου η επίδραση της μικρής διάρκειας, έντονης αναερόβιας άσκησης του επίσημου αγώνα οδήγησε σε αύξηση των επιπέδων ινσουλίνης (p<0.001), μείωση των επιπέδων αντιπονεκτίνης και βισφατίνης (p<0.001και p<0.05 αντίστοιχα) και καμιά μεταβολή στα επίπεδα κορτιζόλης και ρεζιστίνης στο σάλιο. Επίσης, καταγράφηκε απουσία διημερήσιας διακύμανσης της κορτιζόλης. Τέλος, τα επίπεδα αντιπονεκτίνης ηρεμίας παρουσίασαν σημαντική συσχέτιση με τις παραμέτρους έντασης της άσκησης. Συμπεράσματα Προσδιορισμός των συγκεντρώσεων λιποκινών στο σίελο Οι λιποκίνες ρεζιστίνη, αντιπονεκτίνη και βισφατίνη ανιχνεύονται στο σίελο του ανθρώπου. Όμως, τα ορμονικά επίπεδα στο σίελο συσχετίζονται με τα αντίστοιχα επίπεδα στον ορρό μόνο για τη ρεζιστίνη και την αντιπονεκτίνη. Η επίδραση της άσκησης και του αρνητικού ενεργειακού ισοζυγίου στην ορμονική ομοιοστασία του λιπώδους ιστού Σε RGs κορυφαίου επιπέδου η χρόνια εντατική άσκηση και το χρόνιο αρνητικό ενεργειακό ισοζύγιο αυξάνουν τα επίπεδα αντιπονεκτίνης και μειώνουν τα επίπεδα βισφατίνης στο σάλιο, ενώ η μικρής διάρκειας, έντονη αναερόβια άσκηση καταστέλλει τα επίπεδα τόσο της αντιπονεκτίνης, όσο και της βισφατίνης στο σάλιο. Επιπλέον, τα επίπεδα αντιπονεκτίνης στο σίελο συσχετίζονται με τη συνήθη ένταση της άσκησης, αντανακλώντας, μάλλον, την επιδείνωση του ενεργειακού ισοζυγίου παρά την κλιμάκωση της έντασης της άσκησης καθαυτής, υποδεικνύοντας έναν πιθανός ρόλο των συγκεντρώσεων αντιπονεκτίνης στο σάλιο στην εκτίμηση της επιδείνωσης του ενεργειακού ισοζυγίου, με ενδεχόμενη χρησιμότητα στην κλινική έρευνα και την ιατρική της άσκησης. / Exercise represents a physical stress challenging homeostasis, disturbing the energy balance and leading to adaptive changes in central and peripheral regulatory mechanisms. The aim of the present study was to evaluate the effect of negative energy balance, acute and chronic exercise on adiponectin, resistin and visfatin levels, their interaction with salivary cortisol and insulin levels and the relationship of the specific adipokines with training frequency and intensity. Elite Rhythmic Gymnasts (RGs) were used as a model of energy homeostasis and metabolism. Elite RGs begin exercise at an early age, undergo physical and psychological stress and adopt negative energy balance to retain a lean physique. The main problem in studying hormonal responses in elite athletes on the field of competition lies on the difficulty in obtaining blood samples. The determination of salivary hormone levels provides a convenient, non-invasive and stress-free alternative to blood analysis. As part of the study design, we invested interest in introducing the methodology for detecting and measuring adipokine levels in saliva and evaluating their association with relative serum levels. Materials and Methods Detection and measurement of adipokine levels in human saliva Resistin, visfatin and adiponectin levels were measured in serum and saliva of 50 healthy adult volunteers (17 male and 33 female) using commercial enzyme immunoassay kits for plasma with minor modifications. The influence of acute and chronic intensive physical training and negative energy balance on salivary adipokine levels in elite RGs The study included 51(fifty one) elite female athletes of RG from 8 European countries, participating in the top level tournament of “Kalamata 2010 Rhythmic Gymnastics World Cup” in Kalamata, Greece on April 2010. 24 (twenty four) healthy pubertal girls not engaged in strenuous sports activities were used as controls. The study protocol included noninvasive clinical and laboratory investigations as well as the completion of a questionnaire. The athletes completed a questionnaire including personal data (age of training onset, usual weekly training intensity and number of participations in international championships per year). Baseline and post exercise salivary cortisol, insulin, adiponectin, resistin and visfatin levels were measured. Results Detection and measurement of adipokine levels in human saliva The present study documented the determination of resistin and adiponectin levels in saliva and the significant correlation of salivary with their respective serum levels (r=0.441, p<0.01 and r=0.347, p<0.05, respectively). Moreover, the identification of visfatin in saliva was achieved, but no significant correlation with serum visfatin levels was observed. The influence of acute and chronic intensive physical training and negative energy balance on salivary adipokine levels in elite RGs At baseline, a significant inverse correlation was documented between salivary insulin and adiponectin levels (r=-0.316, p<0.05), after controlling for the effect of age and BMI. Salivary adiponectin levels were higher (p<0.001) and visfatin lower (p<0.05) in RG’s compared with controls, while no significant changes were observed regarding salivary cortisol, insulin and resistin levels. In elite RG’s short term intensive anaerobic exercise led to increased salivary insulin levels (p<0.001), reduced salivary adiponectin (p<0.001) and visfatin levels (p<0.05) and no changes in salivary resistin levels. Moreover, diurnal variation of salivary cortisol was lost. In addition, salivary adiponectin levels are associated with the intensity of training. Conclusions Detection and measurement of adipokine levels in human saliva The adipokines resistin, visfatin and adiponectin can be detected in human saliva. However, significant correlation between salivary and their relative serum levels are documented only for resistin and visfatin, but not for visfatin. The influence of acute and chronic intensive physical training and negative energy balance on salivary adipokine levels in elite RGs. Chronic intensive physical training and negative energy balance up-regulate salivary adiponectin and down-regulate salivary visfatin levels, while acute glucoregulatory response to short term intensive anaerobic exercise down-regulates salivary adiponectin and visfatin levels. Moreover, salivary adiponectin levels are associated with the intensity of training, reflecting the deterioration of energy balance rather than the training stress. Thus, salivary adiponectin could be introduced as a possible marker of significant energy deprivation, with potential usefulness in clinical and sports medicine.

Ο λιπώδης ιστός θεωρείται πλέον ενδοκρινές όργανο που παράγει πληθώρα βιολογικά δραστικών πεπτιδίων, που καλούνται λιποκίνες. Ανάλογα με την ανατομική τους εντόπιση, οι διαφορετικές αποθήκες λίπους έχουν και διαφορετική ικανότητα παραγωγής λιποκινών και επίδρασης σε φυσιολογικές λειτουργίες. Οι λιποκίνες που παράγονται από τον περιαγγειακό λιπώδη ιστό εμπλέκονται στην παθογένεια αγγειακών νόσων, συμπεριλαμβανόμενης της αθηροσκλήρωσης. Είναι γνωστό πως η αντιπονεκτίνη ασκεί αντιαθηρογόνες δράσεις, ενώ ο ρόλος της Τ-καντχερίνης ως υποδοχέα της αντιπονεκτίνης δεν έχει πλήρως διαλευκανθεί. Το απελινεργικό σύστημα, αποτελούμενο από την απελίνη και τον υποδοχέα της APJ, αποτελεί μεσολαβητή ποικίλων καρδιαγγειακών λειτουργιών και ενδέχεται να συμμετέχει και στην αθηροσκληρωτική διαδικασία. Η χεμερίνη είναι λιποκίνη με γνωστό ρόλο στην ανοσία, στη λειτουργία του λιπώδους ιστού και στο μεταβολισμό, δρώντας κυρίως μέσω του υποδοχέα της CMKLR1. Μελετήσαμε την πρωτεϊνική έκφραση της αντιπονεκτίνης και της Τ-καντχερίνης, της απελίνης και του APJ, της χεμερίνης και του CMKLR1 σε ανθρώπινες αορτές, στεφανιαίες αρτηρίες και στον αντίστοιχο περιαγγειακό λιπώδη ιστό και συσχετίσαμε την έκφρασή τους με την παρουσία αθηροσκλήρωσης και με κλινικές παραμέτρους. Εφαρμόστηκε ανοσοϊστοχημική χρώση για την αντιπονεκτίνη, την Τ-καντχερίνη, την απελίνη, τον APJ, τη χεμερίνη και τον CMKLR1 σε δείγματα ανθρώπινων αορτών και στεφανιαίων αρτηριών, περιλαμβανόμενου και του περιαγγειακού λίπους. Οι αορτικές και στεφανιαίες αθηρωματικές βλάβες αξιολογήθηκαν με βάση την κατάταξη του AHA. Ανοσοϊστοχημική χρώση, ποικίλης έντασης, για την αντιπονεκτίνη ανιχνεύθηκε μόνο στα λιποκύτταρα, ενώ η Τ-καντχερίνη εντοπίστηκε στα αγγειακά λεία μυικά κύτταρα (ΑΛΜΚ) και στα ενδοθηλιακά κύτταρα. Ανοσοϊστοχημική χρώση για την απελίνη ανιχνεύθηκε σε λιποκύτταρα, ΑΛΜΚ, ενδοθηλιακά κύτταρα και μακροφάγα-αφρώδη κύτταρα των αθηρωματικών βλαβών, ενώ ο APJ εντοπίστηκε στα ΑΛΜΚ και στο ενδοθήλιο των αγγείων. Ανοσοθετικότητα για τη χεμερίνη παρατηρήθηκε και στις δύο αποθήκες λίπους ,στα ΑΛΜΚ και σε αφρώδη κύτταρα των αθηρωματικών βλαβών. Ο CMKLR1 εκφράστηκε σε ΑΛΜΚ και σε αφρώδη κύτταρα αορτών και στεφανιαίων αγγείων με αθηρωματικές βλάβες. Η έκφραση αντιπονεκτίνης στον περιαγγειακό λιπώδη ιστό και η έκφραση Τ-καντχερίνης στα ΑΛΜΚ συσχετίστηκαν αρνητικά με την αθηροσκλήρωση και στις δύο εντοπίσεις, όπως και η έκφραση απελίνης στα ΑΛΜΚ. Η έκφραση χεμερίνης στις περιαγγειακές αποθήκες λίπους και στα αφρώδη κύτταρα συσχετίστηκε στατιστικά σημαντικά με τη βαρύτητα της αθηροσκλήρωσης και στις δύο εντοπίσεις. Πολλές ακόμα – ειδικές για την εντόπιση – συσχετίσεις παρατηρήθηκαν. Τα αποτελέσματά μας υποδεικνύουν πιθανό ρόλο της Τ-καντχερίνης ως μεσολαβητή των αντιαθηρογόνων δράσεων της αντιπονεκτίνης, ενώ υποστηρίζουν το ενδεχόμενο αντιαθηρογόνο προφίλ της απελίνης και του υποδοχέα της APJ στις ανθρώπινες αρτηρίες. Ενισχύουν, ακόμα, τον υποτιθέμενο ρόλο της χεμερίνης στην εξέλιξη των αθηρωματικών βλαβών, πιθανότατα δρώντας μέσω του CMKLR1 υποδοχέα της. Περαιτέρω έρευνα είναι αναγκαία για να αποσαφηνιστεί ο ρόλος της τοπικά παραγόμενης αντιπονεκτίνης, απελίνης και χεμερίνης και της σηματοδότησης μέσω των αντίστοιχων υποδοχέων τους – T-cadherin, APJ και CMKLR1 – στην παθογένεια της αθηροσκλήρωσης στον άνθρωπο. / Adipose tissue is considered an endocrine organ, producing numerous bioactive peptides, called adipokines. Depending on their anatomical location, different fat depots have a different capacity to produce adipokines and influence physiological functions. Adipokines produced by periadventitial fat have been implicated in the pathogenesis of vascular disease, including atherosclerosis. Adiponectin has established anti-atherogenic actions, while the role of T-cadherin as an adiponectin receptor is not fully elucidated. The apelinergic system, consisting of apelin and its APJ receptor, is a mediator of various cardiovascular functions and may also be involved in the atherosclerotic process. Chemerin is an adipokine with an established role in immunity, adipose tissue function and metabolism, acting, mainly through its CMKLR1 receptor. We investigated the protein expression of adiponectin and T-cadherin, apelin and APJ, chemerin and CMKLR1 in human aortas, coronary vessels and the respective periadventitial adipose tissue and correlated their expression with the presence of atherosclerosis and clinical parameters. Immunohistochemistry for adiponectin, T-cadherin, apelin, APJ, chemerin and CMKLR1 was performed on human aortic and coronary artery samples including the periadventitial adipose tissue. Aortic and coronary atherosclerotic lesions were assessed using the AHA classification. Adiponectin immunostaining, of varied intensity, was detected only in adipocytes, while T-cadherin was localized to vascular smooth muscle cells (VSMCs) and endothelial cells. Apelin immunostaining was detected in adipocytes, VSMCs, endothelial cells and foam cells in atherosclerotic lesions, while APJ was found in VSMCs and endothelia. Chemerin immunopositivity was noticed in both periadventitial fat depots, in VSMCs and foam cells in atherosclerotic lesions. CMKLR1 was expressed in VSMCs and foam cells in aortic and coronary vessels with atherosclerotic lesions. Periadventitial adiponectin and VSMC T-cadherin expression were negatively correlated with atherosclerosis in both sites, as was VSMC apelin expression. Chemerin expression in periadventitial fat depots and foam cells was statistically significantly correlated with the severity of atherosclerosis in both locations. Several other – depot specific – associations were observed. Our results suggest a possible role for T-cadherin as a mediator of anti-atherogenic adiponectin actions, while they support the putative anti-atherogenic profile for apelin and its APJ receptor in human arteries. They also lend some support to a presumable role of chemerin in the progression of atherosclerotic lesions, possibly acting through its CMKLR1 receptor. Further research is necessary to elucidate the role of locally produced adiponectin, apelin and chemerin and signaling through their respective receptors – T-cadherin, APJ and CMKLR1 – in the pathogenesis of human atherosclerosis.