Monoacylglycerol as a metabolic coupling factor in glucose-stimulated insulin secretion

Les cellules beta pancréatiques sécrètent l’insuline lors d’une augmentation post-prandiale du glucose dans le sang. Ce processus essentiel est contrôlé par des facteurs physiologiques, nutritionnels et pathologiques. D’autres sources d’énergie, comme les acides aminés (leucine et glutamine) ou les acides gras potentialisent la sécrétion d’insuline. Une sécrétion d’insuline insuffisante au besoin du corps déclanche le diabète. Le rôle que joue l’augmentation du calcium intracellulaire et les canaux K+/ATP dans la sécrétion d’insuline est bien connu. Bien que le mécanisme exact de la potentialisation de la sécrétion d’insuline par les lipides est inconnu, le cycle Glycérolipides/Acides gras (GL/FFA) et son segment lipolytique ont été reconnu comme un composant essentiel de la potentialisation lipidique de la sécrétion d’insuline. Le diacylglycérol, provenant de la lipolyse, a été proposé comme un signal lipidique important d’amplification. Cependant, l’hydrolyse des triglycérides et des diacylglycérides a été démontrée essentielle pour la sécrétion d’insuline stimulée par le glucose, en suggérant un rôle du monoacylglycérol (MAG) dans ce processus. Dans cette étude, on démontre que la réduction de la sécrétion d’insuline stimulée par le glucose, lors d’une inhibition de la lipolyse, est restaurée par l’addition de MAG. Dans les cellules beta pancréatiques, le niveau de MAG augmente en présence des concentrations élevées du glucose, et également lorsqu’on inhibe l’enzyme MAG hydrolase abhydrolase-6 (ABHD6) avec l’inhibiteur spécifique WWL70. L’analyse lipidomique a démontré qu’après la stimulation des cellules beta pancréatiques avec le glucose et aussi avec le WWL70, l’espèce la plus accumulée de MAG était le 1-stearoylglycérol (1-SG). L’addition de 1-SG, de 1-palmitoylglycérol (1-PG) ou de WWL70 augmente la sécrétion d’insuline stimulée par le glucose, et cette augmentation est indépendante de la génération de acides gras à partir de MAG. Cela suggère que le MAG est un signal lipidique pour la potentialisation de la sécrétion d’insuline stimulée par le glucose. De plus, la surexpression du gène d’ABHD6 dans les cellules INS832/13 cause une réduction de la sécrétion d’insuline, due probablement à la diminution des niveaux intracellulaire de MAG. Avec le but de comprendre le mécanisme moléculaire impliqué dans la potentialisation de la sécrétion d’insuline par le MAG, on a bloqué l’action du récepteur vanilloid-1 (TRPV1) liant le MAG par l’agent pharmacologiste, AMG9810. Le traitement des cellules beta pancréatique par AMG9810 entraîne une diminution de la potentialisation de la sécrétion de l’insuline induite par le MAG. Il est a noter que le MAG pourrait activer TRPV1 par une liaison physique dans la membrane cellulaire interne; ce qui entraînerai l’entrée du calcium dans la cellule, et ensuite la stimulation de l’exocytose des granules à insuline. En soutien de cette hypothèse, on a trouvé une diminution du calcium intracellulaire lorsqu’on traite au AMG9810 des cellules beta pancréatique de rat (provenant des îlots dispersés) stimulées au glucose et au WWL70. L’ensemble des résultats suggère que le MAG est un médiateur de la potentialisation lipidique de la sécrétion d’insuline stimulée par le glucose. Vu que l’inhibition pharmacologique d’ABHD6 augmente la sécrétion d’insuline, on pourra conclure que cette enzyme représente une cible thérapeutique potentielle dans le développement des médicaments anti-diabétiques, visant une augmentation de la sécrétion d’insuline.

Determinants of left ventricular mass and presence of metabolic risk factors in normotensive individuals

Background: Insulin resistance and obesity are recognized as left ventricular (LV) mass determinants independent of blood pressure (BP). Prevalence of LV hypertrophy (LVH) and the relationship between LV mass to body composition and metabolic variables were evaluated in normotensive individuals as participants of a population-based study. Methods: LV mass was measured using the second harmonic image by M-mode 2D guided echocardiography in 326 normotensive subjects (mean 47 +/- 9.4 years). Fasting serum lipids and glucose, BP, body composition and waist circumference (WC) were recorded during a clinic visit. Results: Applying a normalization criterion not related to body weight (g/height raised to the power 2.7) and the cut-off points of 47.7 (men) and 46.6 g/m(2.7) (women), LVH was found in 7.9% of the sample. Univariate analysis showed LV mass (g/m(2.7)) related to age, body mass index (BMI), WC, fat and lean body mass, systolic and diastolic BP, and metabolic variables (cholesterol, HDL-c, triglycerides and glucose). In multivariate analysis only BMI and age-adjusted systolic BP remained as independent predictors of LV mass, explaining 31% and 5% of its variability. Removing BMI from the model, WC, age-adjusted systolic BP and lean mass remained independent predictors, explaining 25.0%, 4.0% and 1.5% of LV mass variability, respectively. After sex stratification, LV mass predictors were WC (8%) and systolic BP (5%) in men and WC (36%) and systolic BP (3%) in women. Conclusion: BMI in general and particularly increased abdominal adiposity (WC as surrogate) seems to account for most of LV mass increase in normotensive individuals, mainly in women. (C) 2008 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

Cardiorespiratory fitness is negatively associated with metabolic risk factors independently of the adherence to a healthy dietary pattern

Background and aim: Cardiorespiratory fitness (CRF) and diet have been involved as significant factors towards the prevention of cardio-metabolic diseases. This study aimed to assess the impact of the combined associations of CRF and adherence to the Southern European Atlantic Diet (SEADiet) on the clustering of metabolic risk factors in adolescents. Methods and Results: A cross-sectional school-based study was conducted on 468 adolescents aged 15-18, from the Azorean Islands, Portugal. We measured fasting glucose, insulin, total cholesterol (TC), HDL-cholesterol, triglycerides, systolic blood pressure, waits circumference and height. HOMA, TC/HDL-C ratio and waist-to-height ratio were calculated. For each of these variables, a Z-score was computed by age and sex. A metabolic risk score (MRS) was constructed by summing the Z scores of all individual risk factors. High risk was considered when the individual had 1SD of this score. CRF was measured with the 20 m-Shuttle-Run- Test. Adherence to SEADiet was assessed with a semi-quantitative food frequency questionnaire. Logistic regression showed that, after adjusting for potential confounders, unfit adolescents with low adherence to SEADiet had the highest odds of having MRS (OR Z 9.4; 95%CI:2.6e33.3) followed by the unfit ones with high adherence to the SEADiet (OR Z 6.6; 95% CI: 1.9e22.5) when compared to those who were fit and had higher adherence to SEADiet.

Role of glutamate in neuron-glia metabolic coupling.

The coupling between synaptic activity and glucose utilization (neurometabolic coupling) is a central physiologic principle of brain function that has provided the basis for 2-deoxyglucose-based functional imaging with positron emission tomography. Approximately 10 y ago we provided experimental evidence that indicated a central role of glutamate signaling on astrocytes in neurometabolic coupling. The basic mechanism in neurometabolic coupling is the glutamate-stimulated aerobic glycolysis in astrocytes, such that the sodium-coupled reuptake of glutamate by astrocytes and the ensuing activation of the Na(+)-K(+) ATPase triggers glucose uptake and its glycolytic processing, which results in the release of lactate from astrocytes. Lactate can then contribute to the activity-dependent fueling of the neuronal energy demands associated with synaptic transmission. Analyses of this coupling have been extended in vivo and have defined the methods of coupling for inhibitory neurotransmission as well as its spatial extent in relation to the propagation of metabolic signals within the astrocytic syncytium. On the basis of a large body of experimental evidence, we proposed an operational model, "the astrocyte-neuron lactate shuttle." A series of results obtained by independent laboratories have provided further support for this model. This body of evidence provides a molecular and cellular basis for interpreting data that are obtained with functional brain imaging studies.

Uric acid and cardio-metabolic risk factors : an epidemiological approach

The role of serum uric acid (SUA) in cardio-metabolic conditions has long been contentious. It is still unclear if SUA is an independent risk factor or marker of cardio-metabolic conditions and most observed associations are not necessarily causal. This study aimed to further understand and explore the causal role of SUA in cardio-metabolic conditions using genetic and non-genetic epidemiological methods in population-based data. In the first part of this study, we found moderate to high heritability estimates for SUA and fractional excretion of urate (FEUA) suggesting the role of genetic factors in the etiology of hyperuricemia. With regards to the role of SUA on inflammatory markers (IMs), a strong positive association of SUA with C-reactive protein (CRP) and a weaker positive association with tumor necrosis factor alpha (TNF-α) and interleukin 6 (IL-6) was observed, which was in part mediated by body mass index (BMI). These findings suggest that SUA may have a role in sterile inflammation. In view of the inconsistency surrounding the causal nature and direction of the relation between SUA and adiposity, we applied a bidirectional Mendelian randomization approach using genetic variants to decipher the association. The finding that elevated SUA is a consequence rather than a cause of adiposity was not totally unexpected and is compatible with the hypothesis that hyperinsulinemia, accompanying obesity, enhances renal proximal tubular reabsorption of uric acid. The fourth part of this study examined the relationship between SUA and blood pressure (BP) in young adults. The association between SUA and BP, significant only in females, was strongly attenuated upon adjustment for BMI. The possibility that BMI lies in the causal pathway may explain the attenuation observed in the associations of SUA with BP and IMs. Finally, a significant hockey-stick shaped association of SUA with social phobia in our data suggests a protective effect of SUA only up to a certain concentration. Although our study findings have shed some light on the uncertainty underlying the pathophysiology of SUA, more compelling evidence using longitudinal designs, randomized controlled trials and the use of robust genetic tools is warranted to increase our understanding of the clinical significance of SUA.

Nutritional and metabolic risk factors for insulin resistance in adults

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Growth curves for cardio-metabolic risk factors in children and adolescents

OBJECTIVE: This study developed percentile curves for anthropometric (waist circumference) and cardiovascular (lipid profile) risk factors for US children and adolescents. STUDY DESIGN: A representative sample of US children and adolescents from the National Health and Nutrition Examination Survey from 1988 to 1994 (NHANES III) and the current national series (NHANES 1999-2006) were combined. Percentile curves were constructed, nationally weighted, and smoothed using the Lambda, Mu, and Sigma method. The percentile curves included age- and sex-specific percentile values that correspond with and transition into the adult abnormal cut-off values for each of these anthropometric and cardiovascular components. To increase the sample size, a second series of percentile curves was also created from the combination of the 2 NHANES databases, along with cross-sectional data from the Bogalusa Heart Study, the Muscatine Study, the Fels Longitudinal Study and the Princeton Lipid Research Clinics Study. RESULTS: These analyses resulted in a series of growth curves for waist circumference, total cholesterol, LDL cholesterol, triglycerides, and HDL cholesterol from a combination of pediatric data sets. The cut-off for abnormal waist circumference in adult males (102 cm) was equivalent to the 94(th) percentile line in 18-year-olds, and the cut-off in adult females (88 cm) was equivalent to the 84(th) percentile line in 18-year-olds. Triglycerides were found to have a bimodal pattern among females, with an initial peak at age 11 and a second at age 20; the curve for males increased steadily with age. The HDL curve for females was relatively flat, but the male curve declined starting at age 9 years. Similar curves for total and LDL cholesterol were constructed for both males and females. When data from the additional child studies were added to the national data, there was little difference in their patterns or rates of change from year to year. CONCLUSIONS: These curves represent waist and lipid percentiles for US children and adolescents, with identification of values that transition to adult abnormalities. They could be used conditionally for both epidemiological and possibly clinical applications, although they need to be validated against longitudinal data.

Threshold values of sagittal abdominal diameter for the detection of cardio-metabolic risk factors in Northeastern Mexico: a cross-sectional study

Background: The use of sagittal abdominal diameter (SAD) has been proposed for screening cardio-metabolic risk factors; however, its accuracy can be influenced by the choice of thresholds values. Aim: To determine the SAD threshold values for cardio-metabolic risk factors in Mexican adults; to assess whether parallel and serial SAD testing can improve waist circumference (WC) sensitivity and specificity; and to analyze the effect of considering SAD along with WC and body mass index (BMI) in detecting cardio-metabolic risk. Methods: This cross-sectional study was conducted during 2012-2014 in Northeast Mexico (n = 269). Data on anthropometric, clinical, and biochemical measurements were collected. Sex-adjusted receiver-operating characteristic curves (ROC) were obtained using hypertension, dysglycemia, dyslipidemia and insulin resistance as individual outcomes and metabolic syndrome as a composite outcome. Age-adjusted odds ratios and 95% confidence intervals (CI) were estimated using logistic regression. Results: The threshold value for SAD with acceptable combination of sensitivity and specificity was 24.6 cm in men and 22.5 cm in women. Parallel SAD testing improved WC sensitivity and serial testing improved WC specificity. The co-occurrence of high WC/high SAD increased the risk for insulin resistance by 2.4-fold (95% CI: 1.1-5.3), high BMI/high SAD by 4.3-fold (95% CI: 1.7-11.9) and SAD alone by 2.2-fold (95% CI: 1.2.-4.2). Conclusions: The use of SAD together with traditional obesity indices such as WC and BMI has advantages over using either of these indices alone. SAD may be a powerful screening tool for interventions for high-risk individuals.

Étude de l'implication des navettes du pyruvate découlant du métabolisme mitochondrial du glucose dans la régulation de la sécrétion d'insuline par les cellules bêta pancréatiques

Le diabète est une maladie métabolique qui se caractérise par une résistance à l’insuline des tissus périphériques et par une incapacité des cellules β pancréatiques à sécréter les niveaux d’insuline appropriés afin de compenser pour cette résistance. Pour mieux comprendre les mécanismes déficients dans les cellules β des patients diabétiques, il est nécessaire de comprendre et de définir les mécanismes impliqués dans le contrôle de la sécrétion d’insuline en réponse au glucose. Dans les cellules β pancréatiques, le métabolisme du glucose conduit à la production de facteurs de couplage métabolique, comme l’ATP, nécessaires à la régulation de l’exocytose des vésicules d’insuline. Le mécanisme par lequel la production de l’ATP par le métabolisme oxydatif du glucose déclenche l’exocytose des vésicules d’insuline est bien décrit dans la littérature. Cependant, il ne peut à lui seul réguler adéquatement la sécrétion d’insuline. Le malonyl-CoA et le NADPH sont deux autres facteurs de couplage métaboliques qui ont été suggérés afin de relier le métabolisme du glucose à la régulation de la sécrétion d’insuline. Les mécanismes impliqués demeurent cependant à être caractérisés. Le but de la présente thèse était de déterminer l’implication des navettes du pyruvate, découlant du métabolisme mitochondrial du glucose, dans la régulation de la sécrétion d’insuline. Dans les cellules β, les navettes du pyruvate découlent de la combinaison des processus d’anaplérose et de cataplérose et permettent la transduction des signaux métaboliques provenant du métabolisme du glucose. Dans une première étude, nous nous sommes intéressés au rôle de la navette pyruvate/citrate dans la régulation de la sécrétion d’insuline en réponse au glucose, puisque cette navette conduit à la production dans le cytoplasme de deux facteurs de couplage métabolique, soit le malonyl-CoA et le NADPH. De plus, la navette pyruvate/citrate favorise le flux métabolique à travers la glycolyse en réoxydation le NADH. Une étude effectuée précédemment dans notre laboratoire avait suggéré la présence de cette navette dans les cellules β pancréatique. Afin de tester notre hypothèse, nous avons ciblé trois étapes de cette navette dans la lignée cellulaire β pancréatique INS 832/13, soit la sortie du citrate de la mitochondrie et l’activité de l’ATP-citrate lyase (ACL) et l’enzyme malique (MEc), deux enzymes clés de la navette pyruvate/citrate. L’inhibition de chacune de ces étapes par l’utilisation d’un inhibiteur pharmacologique ou de la technologie des ARN interférant a corrélé avec une réduction significative de la sécrétion d’insuline en réponse au glucose. Les résultats obtenus suggèrent que la navette pyruvate/citrate joue un rôle critique dans la régulation de la sécrétion d’insuline en réponse au glucose. Parallèlement à notre étude, deux autres groupes de recherche ont suggéré que les navettes pyruvate/malate et pyruvate/isocitrate/α-cétoglutarate étaient aussi importantes pour la sécrétion d’insuline en réponse au glucose. Ainsi, trois navettes découlant du métabolisme mitochondrial du glucose pourraient être impliquées dans le contrôle de la sécrétion d’insuline. Le point commun de ces trois navettes est la production dans le cytoplasme du NADPH, un facteur de couplage métabolique possiblement très important pour la sécrétion d’insuline. Dans les navettes pyruvate/malate et pyruvate/citrate, le NADPH est formé par MEc, alors que l’isocitrate déshydrogénase (IDHc) est responsable de la production du NADPH dans la navette pyruvate/isocitrate/α-cétoglutarate. Dans notre première étude, nous avions démontré l’importance de l’expression de ME pour la sécrétion adéquate d’insuline en réponse au glucose. Dans notre deuxième étude, nous avons testé l’implication de IDHc dans les mécanismes de régulation de la sécrétion d’insuline en réponse au glucose. La diminution de l’expression de IDHc dans les INS 832/13 a stimulé la sécrétion d’insuline en réponse au glucose par un mécanisme indépendant de la production de l’ATP par le métabolisme oxydatif du glucose. Ce résultat a ensuite été confirmé dans les cellules dispersées des îlots pancréatiques de rat. Nous avons aussi observé dans notre modèle que l’incorporation du glucose en acides gras était augmentée, suggérant que la diminution de l’activité de IDHc favorise la redirection du métabolisme de l’isocitrate à travers la navette pyruvate/citrate. Un mécanisme de compensation à travers la navette pyruvate/citrate pourrait ainsi expliquer la stimulation de la sécrétion d’insuline observée en réponse à la diminution de l’expression de IDHc. Les travaux effectués dans cette deuxième étude remettent en question l’implication de l’activité de IDHc, et de la navette pyruvate/isocitrate/α-cétoglutarate, dans la transduction des signaux métaboliques reliant le métabolisme du glucose à la sécrétion d’insuline. La navette pyruvate/citrate est la seule des navettes du pyruvate à conduire à la production du malonyl-CoA dans le cytoplasme des cellules β. Le malonyl-CoA régule le métabolisme des acides gras en inhibant la carnitine palmitoyl transférase 1, l’enzyme limitante dans l’oxydation des acides gras. Ainsi, l’élévation des niveaux de malonyl-CoA en réponse au glucose entraîne une redirection du métabolisme des acides gras vers les processus d’estérification puis de lipolyse. Plus précisément, les acides gras sont métabolisés à travers le cycle des triglycérides/acides gras libres (qui combinent les voies métaboliques d’estérification et de lipolyse), afin de produire des molécules lipidiques signalétiques nécessaires à la modulation de la sécrétion d’insuline. Des études effectuées précédemment dans notre laboratoire ont démontré que l’activité lipolytique de HSL (de l’anglais hormone-sensitive lipase) était importante, mais non suffisante, pour la régulation de la sécrétion d’insuline. Dans une étude complémentaire, nous nous sommes intéressés au rôle d’une autre lipase, soit ATGL (de l’anglais adipose triglyceride lipase), dans la régulation de la sécrétion d’insuline en réponse au glucose et aux acides gras. Nous avons démontré que ATGL est exprimé dans les cellules β pancréatiques et que son activité contribue significativement à la lipolyse. Une réduction de son expression dans les cellules INS 832/13 par RNA interférant ou son absence dans les îlots pancréatiques de souris déficientes en ATGL a conduit à une réduction de la sécrétion d’insuline en réponse au glucose en présence ou en absence d’acides gras. Ces résultats appuient l’hypothèse que la lipolyse est une composante importante de la régulation de la sécrétion d’insuline dans les cellules β pancréatiques. En conclusion, les résultats obtenus dans cette thèse suggèrent que la navette pyruvate/citrate est importante pour la régulation de la sécrétion d’insuline en réponse au glucose. Ce mécanisme impliquerait la production du NADPH et du malonyl-CoA dans le cytoplasme en fonction du métabolisme du glucose. Cependant, nos travaux remettent en question l’implication de la navette pyruvate/isocitrate/α-cétoglutarate dans la régulation de la sécrétion d’insuline. Le rôle exact de IDHc dans ce processus demeure cependant à être déterminé. Finalement, nos travaux ont aussi démontré un rôle pour ATGL et la lipolyse dans les mécanismes de couplage métabolique régulant la sécrétion d’insuline.

Rôle de l'estérification des acides gras dans la régulation de la sécrétion d'insuline et le stress métabolique induits par le glucose

Le diabète est une maladie chronique de l’homéostasie du glucose caractérisée par une hyperglycémie non contrôlée qui est le résultat d’une défaillance de la sécrétion d’insuline en combinaison ou non avec une altération de l’action de l’insuline. La surnutrition et le manque d’activité physique chez des individus qui ont des prédispositions génétiques donnent lieu à la résistance à l’insuline. Pendant cette période dite de compensation où la concentration d’acides gras plasmatiques est élevée, l’hyperinsulinémie compense pleinement pour la résistance à l’insuline des tissus cibles et la glycémie est normale. Le métabolisme du glucose par la cellule pancréatique bêta entraîne la sécrétion d’insuline. Selon le modèle classique de la sécrétion d’insuline induite par le glucose, l’augmentation du ratio ATP/ADP résultant de la glycolyse et de l’oxydation du glucose, induit la fermeture des canaux KATP-dépendant modifiant ainsi le potentiel membranaire suivi d’un influx de Ca2+. Cet influx de Ca2+ permet l’exocytose des granules de sécrétion contenant l’insuline. Plusieurs nutriments comme les acides gras sont capables de potentialiser la sécrétion d’insuline. Cependant, le modèle classique ne permet pas d’expliquer cette potentialisation de la sécrétion d’insuline par les acides gras. Pour expliquer l’effet potentialisateur des acides gras, notre laboratoire a proposé un modèle complémentaire où le malonyl-CoA dérivé du métabolisme anaplérotique du glucose inhibe la carnitine palmitoyltransférase-1, l’enzyme qui constitue l’étape limitante de l’oxydation des acides gras favorisant ainsi leur estérification et donc la formation de dérivés lipidiques signalétiques. Le modèle anaplérotique/lipidique de la sécrétion d'insuline induite par le glucose prédit que le malonyl-CoA dérivé du métabolisme du glucose inhibe la bêta-oxydation des acides gras et augmente la disponibilité des acyl-CoA ou des acides gras non-estérifiés. Les molécules lipidiques agissant comme facteurs de couplage du métabolisme des acides gras à l'exocytose d'insuline sont encore inconnus. Des travaux réalisés par notre laboratoire ont démontré qu’en augmentant la répartition des acides gras vers la bêta-oxydation, la sécrétion d’insuline induite par le glucose était réduite suggérant qu’un des dérivés de l’estérification des acides gras est important pour la potentialisation sur la sécrétion d’insuline. En effet, à des concentrations élevées de glucose, les acides gras peuvent être estérifiés d’abord en acide lysophosphatidique (LPA), en acide phosphatidique (PA) et en diacylglycérol (DAG) et subséquemment en triglycérides (TG). La présente étude a établi l’importance relative du processus d’estérification des acides gras dans la production de facteurs potentialisant la sécrétion d’insuline. Nous avions émis l’hypothèse que des molécules dérivées des processus d’estérification des acides gras (ex : l’acide lysophosphatidique (LPA) et le diacylglycerol (DAG)) agissent comme signaux métaboliques et sont responsables de la modulation de la sécrétion d’insuline en présence d’acides gras. Afin de vérifier celle-ci, nous avons modifié le niveau d’expression des enzymes clés contrôlant le processus d’estérification par des approches de biologie moléculaire afin de changer la répartition des acides gras dans la cellule bêta. L’expression des différents isoformes de la glycérol-3-phosphate acyltransférase (GPAT), qui catalyse la première étape d’estérification des acides gras a été augmenté et inhibé. Les effets de la modulation de l’expression des isoenzymes de GPAT sur les processus d’estérifications, sur la bêta-oxydation et sur la sécrétion d’insuline induite par le glucose ont été étudiés. Les différentes approches que nous avons utilisées ont changé les niveaux de DAG et de TG sans toutefois altérer la sécrétion d’insuline induite par le glucose. Ainsi, les résultats de cette étude n’ont pas associé de rôle pour l’estérification de novo des acides gras dans leur potentialisation de la sécrétion d’insuline. Cependant, l’estérification des acides gras fait partie intégrante d’un cycle de TG/acides gras avec sa contrepartie lipolytique. D’ailleurs, des études parallèles à la mienne menées par des collègues du laboratoire ont démontré un rôle pour la lipolyse et un cycle TG/acides gras dans la potentialisation de la sécrétion d’insuline par les acides gras. Parallèlement à nos études des mécanismes de la sécrétion d’insuline impliquant les acides gras, notre laboratoire s’intéresse aussi aux effets négatifs des acides gras sur la cellule bêta. La glucolipotoxicité, résultant d’une exposition chronique aux acides gras saturés en présence d’une concentration élevée de glucose, est d’un intérêt particulier vu la prépondérance de l’obésité. L’isoforme microsomal de GPAT a aussi utilisé comme outil moléculaire dans le contexte de la glucolipotoxicité afin d’étudier le rôle de la synthèse de novo de lipides complexes dans le contexte de décompensation où la fonction des cellules bêta diminue. La surexpression de l’isoforme microsomal de la GPAT, menant à l’augmentation de l’estérification des acides gras et à une diminution de la bêta-oxydation, nous permet de conclure que cette modification métabolique est instrumentale dans la glucolipotoxicité.

Insulin resistance determines a differential response to changes in dietary fat modification on metabolic syndrome risk factors: the LIPGENE study

Background: Previous data support the benefits of reducing dietary saturated fatty acids (SFAs) on insulin resistance (IR) and other metabolic risk factors. However, whether the IR status of those suffering from metabolic syndrome (MetS) affects this response is not established. OBJECTIVE: Our objective was to determine whether the degree of IR influences the effect of substituting high-saturated fatty acid (HSFA) diets by isoenergetic alterations in the quality and quantity of dietary fat on MetS risk factors. DESIGN: In this single-blind, parallel, controlled, dietary intervention study, MetS subjects (n = 472) from 8 European countries classified by different IR levels according to homeostasis model assessment of insulin resistance (HOMA-IR) were randomly assigned to 4 diets: an HSFA diet; a high-monounsaturated fatty acid (HMUFA) diet; a low-fat, high-complex carbohydrate (LFHCC) diet supplemented with long-chain n-3 polyunsaturated fatty acids (1.2 g/d); or an LFHCC diet supplemented with placebo for 12 wk (control). Anthropometric, lipid, inflammatory, and IR markers were determined. RESULTS: Insulin-resistant MetS subjects with the highest HOMA-IR improved IR, with reduced insulin and HOMA-IR concentrations after consumption of the HMUFA and LFHCC n-3 diets (P < 0.05). In contrast, subjects with lower HOMA-IR showed reduced body mass index and waist circumference after consumption of the LFHCC control and LFHCC n-3 diets and increased HDL cholesterol concentrations after consumption of the HMUFA and HSFA diets (P < 0.05). MetS subjects with a low to medium HOMA-IR exhibited reduced blood pressure, triglyceride, and LDL cholesterol levels after the LFHCC n-3 diet and increased apolipoprotein A-I concentrations after consumption of the HMUFA and HSFA diets (all P < 0.05). CONCLUSIONS: Insulin-resistant MetS subjects with more metabolic complications responded differently to dietary fat modification, being more susceptible to a health effect from the substitution of SFAs in the HMUFA and LFHCC n-3 diets. Conversely, MetS subjects without IR may be more sensitive to the detrimental effects of HSFA intake. The metabolic phenotype of subjects clearly determines response to the quantity and quality of dietary fat on MetS risk factors, which suggests that targeted and personalized dietary therapies may be of value for its different metabolic features.

Systematic review of worksite-based behavior change programs that target metabolic syndrome risk factors

Approximately one-third of US adults have metabolic syndrome, the clustering of cardiovascular risk factors that include hypertension, abdominal adiposity, elevated fasting glucose, low high-density lipoprotein (HDL)-cholesterol and elevated triglyceride levels. While the definition of metabolic syndrome continues to be much debated among leading health research organizations, the fact is that individuals with metabolic syndrome have an increased risk of developing cardiovascular disease and/or type 2 diabetes. A recent report by the Henry J. Kaiser Family Foundation found that the US spent $2.2 trillion (16.2% of the Gross Domestic Product) on healthcare in 2007 and cited that among other factors, chronic diseases, including type 2 diabetes and cardiovascular disease, are large contributors to this growing national expenditure. Bearing a substantial portion of this cost are employers, the leading providers of health insurance. In lieu of this, many employers have begun implementing health promotion efforts to counteract these rising costs. However, evidence-based practices, uniform guidelines and policy do not exist for this setting in regard to the prevention of metabolic syndrome risk factors as defined by the National Cholesterol Education Program (NCEP) Adult Treatment Panel III (ATP III). Therefore, the aim of this review was to determine the effects of worksite-based behavior change programs on reducing the risk factors for metabolic syndrome in adults. Using relevant search terms, OVID MEDLINE was used to search the peer-reviewed literature published since 1998, resulting in 23 articles meeting the inclusion criteria for the review. The American Dietetic Association's Evidence Analysis Process was used to abstract data from selected articles, assess the quality of each study, compile the evidence, develop a summarized conclusion, and assign a grade based upon the strength of supporting evidence. The results revealed that participating in a worksite-based behavior change program may be associated in one or more improved metabolic syndrome risk factors. Programs that delivered a higher dose (>22 hours), in a shorter duration (<2 years) using two or more behavior-change strategies were associated with more metabolic risk factors being positively impacted. A Conclusion Grade of III was obtained for the evidence, indicating that studies were of weak design or results were inconclusive due to inadequate sample sizes, bias and lack of generalizability. These results provide some support for the continued use of worksite-based health promotion and further research is needed to determine if multi-strategy, intense behavior change programs targeting multiple risk factors are able to sustain health improvements in the long-term.^

Metabolic syndrome and associated factors in a population-based sample of schoolchildren in Colombia: The FUPRECOL Study

In contrast to the definition of metabolic syndrome (MetS) in adults, there is no standard definition of MetS in pediatric populations. We aimed to assess the differences in the prevalence of MetS in children and adolescents aged 9–17 years in the city of Bogota (Colombia) using four different operational definitions for these age groups and to examine the associated variables. A total of 673 children and 1,247 adolescents attending public schools in Bogota (54.4% girls; age range 9–17.9 years) were included. The prevalence of MetS was determined by the definitions provided by the International Diabetes Federation (IDF) and three published studies by Cook et al., de Ferranti et al., and Ford et al. The prevalence of MetS was 0.3%, 6.3%, 7.8%, and 11.0% according to the IDF, Cook et al., Ford et al., and de Ferranti et al. definitions, respectively. The most prevalent components were low high-density lipoprotein cholesterol and high triglyceride levels, whereas the least prevalent components were abdominal obesity and hyperglycemia. Overall, the prevalence of MetS was higher in obese than in non-obese schoolchildren. In conclusion, MetS diagnoses in schoolchildren strongly depend on the definition chosen. These findings may be relevant to health promotion efforts for Colombian youth to develop prospective studies and to define which cut-offs are the best indicators of future morbidity.