Sammendrag
Introduksjon: Utvikling av insulinresistens og type 2-diabetes er sterkt assosiert med overvekt og fedme. Ca 80 % av pasienter med type 2-diabetes er klassifisert som overvektige. Overraskende nok hadde kun ca 30 % av pasientene, som var kvalifisert for bariatrisk kirurgi ved Senter for sykelig overvekt ved sykehuset i Tønsberg, etablert type 2-diabetes. Vi stilte oss dermed spørsmålet: hvorfor er noen pasienter med ekstrem overvekt beskyttet mot utvikling av insulinresistens og type 2-diabetes?
Metode: Muskelceller fra ekstremt overvektige (med normal glukosetoleranse eller etablert type 2-diabetes) og normalvektige donorer ble dyrket og differensiert til flerkjernede myotuber i kultur ved hjelp av en etablert metode. Fettsyre- og glukosemetabolisme ble undersøkt ved hjelp av substratoksidasjonsforsøk ved bruk av radioaktive isotoper, og metabolsk fleksibilitets-parametere ble beregnet på bakgrunn av resultatene fra disse forsøkene. mRNA-ekspresjon av CPT 1B og CD36 ble undersøkt ved hjelp av RT-real-time-PCR og fosforylert AKT/PKB ble undersøkt ved hjelp av Westernblotting.
Resultater: Myotubene fra de ekstremt overvektige donorene hadde høyere fettsyreopptak og fettsyreoksidasjon, men lavere metabolsk fleksibilitet enn myotubene fra de normalvektige kontrollene. Det samme mønsteret ble observert for glukoseopptak og glukoseoksidasjon. Hovedforskjellene som ble funnet i denne oppgaven så ut til å være fedmerelaterte. EPA så ut til å øke metabolsk fleksibilitet i skjelettmuskelcellene fra alle tre donorgrupper, noe som indikerer en positiv effekt av ώ-3-fettsyrer i forhold til å motvirke metabolsk infleksibilitet.
Diskusjon og konklusjon: Resultatene presentert i denne oppgaven viste klare forskjeller i metabolisme og fleksibilitet hos myotuber fra de to gruppene med ekstremt overvektige donorer sammenlignet med myotuber fra normalvektige donorer. De forskjellene som ble presentert tyder på at myotubene fra de to ekstremt overvektige donorgruppene bærer med seg en endring, epigenetisk eller genetisk, som fører til at de bevarer noen av in vivo-egenskapene når de dyrkes in vitro. Det kan derfor være mulig å finne forskjeller mellom myotubene fra de to ekstremt overvektige donorgruppene slik at man kan få bedre innsyn i hva som beskytter noen pasienter med ekstrem overvekt mot utvikling av insulinresistens og type 2-diabetes.
Introduction: Insulin resistance and type 2 diabetes are strongly associated with overweight and obesity. About 80 % of patients with type 2 diabetes are overweight or obese. Surprisingly, only about 30 % of the morbid obese patients undergoing bariatric surgery at the Center for Morbid Obesity in Vestfold Trust Hospital were found to suffer from type 2 diabetes. Therefore, this question was raised: Why are some patients with morbid obesity protected against the evolvement of insulin resistance and type 2 diabetes?
Methods: Satellite cells isolated from skeletal muscle biopsies from morbid obese (normal glucose tolerant or type 2 diabetic) and lean donors were proliferated and differentiated into multinucleated myotubes. Fatty acid and glucose metabolism was studied using an established substrate oxidation-method with radiolabelled substrates. Parameters of metabolic flexibility were calculated from these results. RT-Real-time-PCR was used to investigate mRNA-expression of CPT 1B and CD36. Phosphorylated Akt/PKB was investigated by SDS-PAGE and immuno-blotting.
Results: The results indicated an obesity-effect on fatty acid and glucose metabolism. Myotubes from the two morbid obese groups have a higher uptake and oxidation of fatty acids and glucose, compared to myotubes from the lean donors. Cells from the lean donors seemed to have higher metabolic flexibility than cells from the morbid obese donors. Pre-treatment with eicosapentaenoic acid (EPA) seemed to increase the metabolic flexibility in all three donor groups, indicating a positive role of ώ-3 fatty acids in counteracting metabolic inflexibility independent on donor group.
Discussion and Conclusion: The results in this thesis show differences in metabolism and flexibility between the myotubes from the two morbid obese donor groups compared to the lean donors in vitro. This indicates that the morbid obesity can be the result of genetic differences or has lead to epigenetic changes in the myotubes. Therefore there might be possible to reveal some differences between the two morbid obese donor groups and thereby come closer to which qualities that protects some patients with morbid obesity against the evolvement of insulin resistance and type 2 diabetes.