Nové regulační hormony mateřského mléka

Souhrn

Nahlížení na tukovou tkáň pouze jako na úložiště energie je již minulostí. Tukovou tkáň lze považovat za samostatný endokrinní orgán, kterého buňky - adipocyty - produkují řadu hormonálně aktivních látek ovlivňujících nutriční stav jedince. Regulační hormony nutričního stavu (adiponektin, leptin, ghrelin, IgF-1, rezistin, obestatin) jsou předmětem intenzivního výzkumu a řada z nich byla identifikována i v mateřském mléce (MM) člověka. Z dlouhodobého hlediska se tyto hormony mohou podílet na programování regulace energetické rovnováhy u dětí a následné kontroly tělesné hmotnosti v dospělosti. Předpokládá se, že kojení může ovlivnit vývoj neuroendokrinních drah podílejících se na regulaci nutričního stavu. Regulační hormony v MM mohou být jedním z mechanismů, kterými je zprostředkován protektivní efekt kojení na rozvoj obezity v dospělosti. Současná úroveň znalostí o skutečném klinickém významu těchto hormonů MM pro vývoj kojence je nízká. Následující text přináší přehled dosavadních poznatků.

Klíčová slova:
nutriční stav, mateřské mléko, adipocyty, regulační hormony

Úvod

Mateřské mléko (MM) je díky svému jedinečnému složení a biologickým vlastnostem pro člověka nenahraditelné. Jednotlivé složky MM významným způsobem ovlivňují růst a vývoj dítěte a hrají významnou roli v regulaci postnatálního zrání a vývoje tkání a orgánových systémů. Význam kojení je v současné době již nezpochybnitelný. Poskytuje řadu výhod jak pro kojence, tak i pro kojící matku. Existují navíc důkazy, že kojení má pozitivní vliv na zdraví jedince i v dospělosti. Nejvýznamnější, vědecky prokázané benefity kojení se týkají prevence vzniku alergií, infekčních či gastrointestinálních onemocnění, stejně tak jako i jeho vlivu na růst a kognitivní funkce dítěte či spojitost s pozdějším výskytem civilizačních onemocnění [1].

Regulační hormony nutričního stavu jsou předmětem intenzivního výzkumu a řada z nich byla identifikována i v MM člověka (Tabulka 1) [2]. Z dlouhodobého hlediska se tyto hormony mohou podílet na programování regulace energetické rovnováhy u dětí a následné kontroly tělesné hmotnosti v dospělosti [3]. Předpokládá se, že kojení může ovlivnit vývoj neuroendokrinních drah podílejících se na regulaci nutričního stavu. Regulační hormony v MM mohou být jedním z mechanismů, kterými je zprostředkován protektivní efekt kojení na rozvoj obezity a dalších civilizačních onemocnění v dospělosti. Současná úroveň znalostí o skutečném klinickém významu těchto hormonů MM pro vývoj kojence je nízká. Následující text přináší přehled dosavadních poznatků.

Adiponektin

Adiponektin (30 kDa) je predominantní sekretorický protein tukové tkáně. Zajišťuje homeostázu glukózy a lipidů, působí proti řadě rizikových faktorů spojených s obezitou a zvyšuje inzulínovou senzitivitu [4]. Při lézi endotelu se akumuluje ve stěně cév, moduluje endoteliální odpověď na zánět tím, že inhibuje fagocytózu monocytomakrofágových buněk a brání uvolnění adhezivních molekul indukovaných působením TNF-alfa [5].

Strukturálně je adiponektin příbuzný skupině cytokinových molekul. Adiponektin tvoří asi 0,01% celkové sérové bílkoviny. Jeho molekula se skládá z 247 aminokyselinových zbytků, N-terminální doména je podobná kolagenu typu VIII a C-terminální globulární doména vykazuje strukturální podobnost s C1q faktorem komplementu. Adiponektin má v krevním řečišti tendenci tvořit homotrimery a oligomerní struktury vyššího řádu. V séru je možno detekovat i samostatný C-terminální fragment. Adiponektinový gen má označení AMP1 a je umístěn na lokusu 3q27. Tento lokus je podle vědeckých výzkumů asociovaný s predispozicí k diabetes mellitus 2. typu a metabolickému syndromu [6].

Doposud bylo identifikováno několik adiponektinových receptorů [7]. Základními dvěma typy jsou AdipoR1 a AdipoR2, které mají 7 transmembránových domén, ale jsou strukturálně, topologicky i funkčně odlišné od receptorů sdružených s G-proteinem (GPCR). Jejich N terminální doména je intracelulární a C terminální doména extracelulární (narozdíl od GPCR). AdipoR1 se vyskytuje ubikvitně, ale převážně je umístěn na povrchu buněk kosterní svaloviny. Jeho gen je umístěn na lokusu 1p36. AdipoR2 je predominantně exprimován v jaterní tkáni a gen je lokalizován na 12p13. Dalším známým typem receptoru je tzv. T-cadherin, který váže hexamerní a vysokomolekulární formy adiponektinu.

AdipoR1 a AdipoR2 způsobují zvýšení aktivity ligandů AMPK, PPAR-alpha (peroxisome proliferator-activated receptor alpha) a p38 MAPK (mitogen-activated protein kinase, MAPK14). Zvyšují oxidaci mastných kyselin ve tkáních a vychytávání glukózy z krevního řečiště. AdipoR1 a AdipoR2 jsou fylogeneticky vysoce konzervované, lidský AdipoR2 je z 95,2% identický s myším proteinem. AdipoR1 a AdipoR2 sdílí vysokou strukturální homologii (u myší 66,7% identity). Adiponektin vykazuje pouze nevýrazný efekt na produkci cAMP, cGMP a hladiny intracelulárního kalcia. AdipoR1 je vysoce afinitní receptor pro globulární doménu adiponektinu, ale nízkoafinitní pro celou molekulu adiponektinu, AdipoR2 vykazuje střední afinitu pro obě formy.

Produkce adiponektinu v bílé tukové tkáni vzrůstá během diferenciace adipocytů. Hypertrofie adipocytů vyvolaná stravou s vysokým obsahem tuků způsobuje naopak snížení produkce a sekrece všech hormonů zvyšujících inzulínovou senzitivitu (včetně adiponektinu) a zvýšení hormonů přispívajících k inzulínové rezistenci [8]. Snížení syntézy a sekrece adiponektinu způsobuje zvýšený kalorický příjem zvláště za podmínek leptinové deficience či rezistence. Jeho produkce a sekrece je také stimulována IGF-1. Thiazolidindiony (antidiabetika zvyšující inzulínovou senzitivitu – agonisté PPAR gamma) stimulují expresi adiponektinového genu a zvyšují hladiny adiponektinu u obézních myší a u obézních pacientů s inzulínovou rezistencí [9].

Sérové koncentrace adiponektinu jsou zvýšené u konstitučně štíhlých jedinců a nízké u obézních. Abnormální příjem potravy a potravní chování u pacientů s poruchou příjmu potravy může vést ke změnám hladin cirkulujícího adiponektinu. U lidí byla prokázána negativní korelace mezi hladinami adiponektinu a body mass indexem (BMI), procentem tělesného tuku, koncentracemi inzulínu nalačno a hladinou triacylglycerolů v plazmě a pozitivní korelace s HDL cholesterolem. Chirurgická léčba morbidní obezity žaludeční bandáží vede ke zvýšení hladin adiponektinu v séru u diabetiků i nediabetických pacientů. Sérové koncentrace adiponektinu jsou snížené u pacientů s poruchou glukózové tolerance a DM2 a negativně korelují s hladinami plazmatické glukózy měřenými ve 2. hodině orálního glukózového tolerančního testu. Na základě experimentálních prací můžeme předpokládat, že adiponektin bude do budoucna vhodným kandidátem pro vývoj léků ovlivňujících obezitu a DM2. Sérové hladiny adiponektinu se zdají být vhodným biomarkerem pro sledování inzulínové senzitivity ve spektru pacientů s metabolickým syndromem a během terapeutické intervence u těchto stavů.

Aplikace adiponektinu, rekombinantního adiponektinu nebo léků stimulujících sekreci či působení adiponektinu může v budoucnu vést ke zlepšení inzulinové senzitivity a glukózové tolerance a k nápravě hyperglykémie spojené s obezitou. Vliv thiazolidindionů na sekreci adiponektinu může alespoň z části vysvětlit hypoglykemizující účinek těchto léků u pacientů s DM2. Adiponektin je biomarkerem spojujícím jednotlivé složky metabolického syndromu a může v lékařské praxi nalézt široké využití.

Adiponektin byl také identifikován v pupečníkové krvi, kde jeho hladiny korelují s porodní hmotností vzhledem ke gestačnímu věku, negativně korelují s hmotnostním přírůstkem v prvních 6 měsících života a jsou prediktivním faktorem přírůstku tukové tkáně v prvních 3 letech života dítěte [10]. Je známo, že sérové hladiny adiponektinu negativně korelují s množstvím tělesného tuku u dětí mezi 5. a 10. rokem života. Naopak u donošených dětí v prvních dnech života korelují sérové a plazmatické hladiny adiponektinu pozitivně s porodní hmotností a délkou, množstvím tukové tkáně novorozence a cirkulujícími hladinami leptinu. U nedonošených dětí jsou sérové hladiny adiponektinu nižší než u donošených, korelují pozitivně s tělesnou hmotností a zvyšují se s postnatálním věkem. To je pravděpodobně odrazem poporodní metabolické adaptace nedonošeného dítěte [11].

Adiponektin byl v MM poprvé popsán v roce 2006 současně naším výzkumným týmem [12] a týmem Dr. Martin [13]. Vzhledem k biologickým vlastnostem adiponektinu, jeho přítomnosti v MM a přítomnosti AdipoR1 ve sliznici tenkého střeva u myší [14] a AdipoR1 a R2 ve sliznici kolon u lidí [15], je možné, že se adiponektin v MM podílí na programování některých fyziologických funkcí kojence. Weyermann a spol. popsali vyšší hladiny adiponektinu v MM matek, jejichž děti měly nadváhu ve 2 letech věku a byly kojeny alespoň 6 měsíců [16]. Náš výzkumný tým publikoval také změny koncentrací adiponektinu v MM v průběhu 12 měsíců laktace [17].

Leptin

Leptin (16 kDa) je cytokin produkovaný buňkami tukové tkáně a jeho sérové hladiny významně korelují s množstvím tukové tkáně v organismu u dospělých i u dětí a s BMI u dětí. Leptin je hlavním signálem adipocytů, který zprostředkuje centrálnímu nervovému systému informaci vedoucí k inhibici příjmu potravy a zvýšení energetického výdeje. Objev leptinu byl publikován v roce 1994 [18], i když již v roce 1950 byla popsána genová mutace v leptinovém genu (ob gen) u myší, která vedla k rozvoji morbidní obezity a diabetu již v časném věku.

Leptin má v organismu řadu receptorů. Dlouhá forma leptinového receptoru má v intracelulární doméně 303 aminokyselinových zbytků, zatímco krátká forma jen 34. Extracelulární domény obou typů receptorů jsou shodné. Mutace v genu pro leptinový receptor (db gen) vede také ke vzniku obezity. Krátká forma leptinového receptoru se vyskytuje především v buňkách chorio-ideálního plexu a předpokládá se, že se účastní regulace transportu leptinu ze séra přes hematoencefalickou bariéru [19].

Byla popsána korelace plazmatických hladin leptinu s jeho hladinami v mozkomíšním moku. Podání rekombinantního leptinu do CNS vede ke snížení příjmu potravy a tělesné hmotnosti u leptin-deficitních myší. Periferním podáním se dosáhne obdobného efektu, ale při použití vyšších dávek. Podání leptinu jedincům s prostou obezitou nemá očekávaný efekt, neboť tito jedinci jsou hyperleptinemičtí a předpokládá se u nich leptinová rezistence [20]. Dlouhá forma leptinového receptoru je exprimována na hypothalamických neuronech, které produkují NPY. Podání leptinu inhibuje tvorbu NPY a ovlivňuje i melanokortinový systém. Také neurony produkující orexiny jsou spolu s leptinem zapojeny do hypothalamických regulačních okruhů příjmu potravy. Chronická intraperitoneální aplikace leptinu působí významné snížení exprese preproorexinové mRNA v hypothalamu. Byla publikována práce, která popisuje rozvoj řady symptomů leptinové deficience při blokádě exprese leptinového receptoru v buňkách tukové tkáně, i přesto, že hlavním místem působení leptinu je CNS [21].

Leptin se u novorozence podílí na rozvoji hypothalamických drah centrální regulace energetické rovnováhy a příjmu potravy. Studie na myších prokázaly, že působením na mozkovou tkáň v kritické vývojové periodě se leptin podílí na utváření nervových okruhů, které kontrolují příjem potravy a množství tukové tkáně v pozdějších fázích vývoje.

Leptin je přítomen v pupečníkové krvi od druhého trimestru intrauterinního života a koreluje s množstvím tukové tkáně v době porodu [22]. U člověka koncentrace leptinu v pupečníkové krvi negativně koreluje s intrauterinním růstem. Předpokládá se, že leptin se podílí na regulaci růstu plodu. Hypotrofičtí novorozenci mají při narození nižší hladiny leptinu než novorozenci s normální porodní hmotností, zatímco novorozenci hypertrofičtí mají hladiny leptinu vyšší [23]. Koncentrace leptinu v pupečníkové krvi také negativně koreluje s hmotnostním přírůstkem v prvních 6 měsících života a BMI ve 3 letech [10].

Leptin je přítomen v MM člověka [24]. Je tvořen a secernován epiteliálními buňkami prsní žlázy ve formě tukových mikrokapének [25]. Přes tyto epiteliální buňky také probíhá transport leptinu z krve do MM [26]. Koncentrace leptinu jsou vyšší v plném MM než v odstředěném MM [27], pravděpodobně proto, že leptin je vázán na tukové kapénky nebo jejich proteiny. Koncentrace leptinu je vyšší v kolostru než v přechodném MM (4-5 dnů po porodu) [28]. Receptory pro leptin byly nalezeny ve sliznici žaludku i tenkého střeva na myším modelu i u člověka [29]. Je možné, že leptin přechází z MM do krve kojence a může se podílet na krátkodobé regulaci příjmu potravy. Leptin podaný perorálně novorozeným myším byl přímo absorbován žaludeční sliznicí a vedl ke zvýšení hladin leptinu v séru. Po odstavení měly tyto myši po konzumaci stravy bohaté na tuk významně nižší hmotnost a nižší množství tělesného tuku v dospělosti, vyšší inzulínovou senzitivitu a menší chuťovou preferenci pro stravu bohatou na tuk [30]. Leptin v MM může z krátkodobého hlediska také působit u kojence jako signál sytosti [31, 32]. Koncentrace leptinu v MM pozitivně korelují se sérovými hladinami leptinu, BMI a množstvím tělesného tuku u matky [33] a s plazmatickými hladinami leptinu u dítěte [34]. Kojené děti mají v prvních měsících života vyšší sérové hladiny leptinu než děti živené náhradní kojeneckou mléčnou výživou. Sérové hladiny leptinu u kojených dětí také korelují s BMI matky [35]. Koncentrace leptinu v MM neobézních matek v 1. měsíci laktace negativně koreluje s BMI dítěte v 18 a 24 měsících života [36]. Lage a spol. nalezl leptin v komerčně dostupném kravském mléce a v přípravcích náhradní kojenecké mléčné výživy [37]. Ke stanovení však použil metodu RIA, která dle O’Connor a spol. není pro tuto analýzu vhodná vzhledem k interferenci železa, emulsifikátorů a dalších aditiv, kterými jsou tato mléka pro náhradní kojeneckou výživu suplementována [38]. Stále tedy není známo, zda je leptin v přípravcích náhradní kojenecké mléčné výživy přítomen.

Rezistin

Rezistin (12 kDa) byl objeven v roce 2001 jako jeden z adipocytokinů [39]. Účastní se regulace inzulínové senzitivity a diferenciace adipocytů. Název „rezistin“ je odvozen od jeho asociace s inzulínovou rezistencí u myší. Ovšem homologie mezi myším a lidským rezistinem je jen 64 % a u člověka je význam tohoto hormonu v regulaci inzulínové senzitivity menší. Rezistin je produkován nejen tukovou tkání, ale také v žaludku, střevě, nadledvinách, varlatech a kosterním svalstvu. Hladovění vede ke snížení tvorby rezistinové mRNA v tukové tkáni. U obézních jedinců jsou cirkulující hladiny rezistinu v krvi zvýšené, při redukci tělesné hmotnosti klesají [4]. Myši s nefunkčním genem pro rezistin mají zlepšenou glukózovou toleranci. Rezistin také snižuje příjem potravy působením na hypothalamická centra [40].

Rezistin byl nedávno identifikován v MM [41]. Icol a spol. popsali postupný pokles koncentrací rezistinu v MM v průběhu laktace. Hladiny rezistinu v MM i v séru pozitivně korelují s hladinami dalších hormonů (estradiol, progesteron, prolaktin, thyroxin, trijodothyronin, kortizol a leptin) a také s hladinami C-reaktivního proteinu (CRP). Hladiny rezistinu v séru kojenců jsou vyšší než hladiny v MM či v séru jejich matek. Koncentrace rezistinu v pupečníkové krvi korelují pozitivně s koncentracemi rezistinu v séru matek a negativně s porodní hmotností novorozence [42]. Dosud však není známo, jakou roli hraje rezistin ve vývoji plodu či kojence.

Ghrelin

Ghrelin (4 kDa) je jediný známý periferní orexigenní peptid. Skládá se z 28 aminokyselinových zbytků a je tvořen především v enteroendokrinních buňkách žaludeční sliznice a v menší míře také ve sliznici tenkého a tlustého střeva, pankreatu a dalších orgánech včetně CNS. Ghrelin stimuluje vyplavování růstového hormonu, prolaktinu a adrenokortikotropního hormonu (ACTH), má orexigenní aktivitu, ovlivňuje žaludeční motilitu a sekreci, kardiovaskulární a pankreatické funkce, metabolismus glukózy a má antiproliferativní efekt. Je považován za komplementární prvek k leptinu [43]. Ghrelin byl objeven v roce 1999 jako přirozený ligand „sirotčího” receptoru GHS1a, který je specifický pro skupinu syntetických peptidů (growth hormone secretagogues – GHS) podporujících sekreci růstového hormonu [44]. Plazmatické hladiny ghrelinu odrážejí krátkodobé změny příjmu potravy i dlouhodobé změny nutričního stavu organismu. Jsou snížené po příjmu potravy a u obézních jedinců [45], naopak zvýšené jsou při lačnění a u pacientů s mentální anorexií. Plazmatické hladiny ghrelinu u člověka negativně korelují s BMI, množstvím tělesného tuku, velikostí adipocytů, plazmatickými hladinami inzulínu, glukózy a leptinu [46]. Vzestup hladin ghrelinu bezprostředně před příjmem potravy naznačuje, že ghrelin hraje úlohu v přípravné fázi – jako metabolický signál pocitu hladu. U hlodavců zvyšuje aplikace ghrelinu tělesnou hmotnost a množství tukové tkáně prostřednictvím zvýšení příjmu potravy i snížením energetického výdeje [47].

V placentě je ghrelin přítomen především v cyto-trofoblastu, méně pak v syncytiotrofoblastu. Úloha ghrelinu v autokrinních, parakrinních i endokrinních mechanismech fetálně-maternální interakce je předmětem studií [48]. Hladiny ghrelinu vzrůstají ve třetím týdnu těhotenství a klesají v pozdních stadiích gestace. U novorozenců byla popsána přítomnost imunoreaktivního ghrelinu v pupečníkové krvi [49].

Ghrelin byl také identifikován v MM. Je tvořen buňkami mléčné žlázy, ale částečně přechází do MM i z plazmy [50]. Koncentrace ghrelinu v MM jsou dokonce vyšší než koncentrace plazmatické [51]. V MM byl také prokázán tzv. „aktivní ghrelin“ – acylovaná forma ghrelinu s plnou biologickou účinností. Jeho koncentrace v MM stoupají během laktace a korelují se sérovými hladinami ghrelinu u kojenců [52]. Byla popsána korelace mezi cirkulujícími hladinami ghrelinu a věkem, hmotností a tělesnou délkou u kojenců v průběhu časného kojeneckého období a negativní korelace s přírůstkem hmotnosti u dětí, které byly kojeny alespoň po dobu 4 měsíců, nikoliv však u dětí nekojených. U nekojených dětí krmených výhradně náhradní kojeneckou mléčnou výživou byly nalezeny vyšší sérové hladiny ghrelinu [53] a jejich pozitivní korelace s dobou mezi jídly (fasting time) v prvních 6 měsících života. Ghrelin přítomný v MM může být jedním z faktorů, jejichž prostřednictvím je regulován příjem potravy a potravní chování kojeného dítěte a následně i tělesné složení v pozdějším věku.

Obestatin

Obestatin (2,5 kDa) je nově objevený peptid odvozený od ghrelinového genu, který snižuje příjem potravy působením přes receptor GRP39 [54]. Obestatin se skládá z 23 aminokyselinových zbytků a je odvozen od ghrelinového prekurzoru preproghrelinu. Je tvořen v žaludeční sliznici, tenkém střevě a slinných žlazách [55]. Obestatin snižuje příjem potravy, tělesnou hmotnost a vyprazdňování žaludku a potlačuje střevní motilitu. Bylo rovněž popsáno, že obestatin potlačuje pocit žízně a úzkost, zlepšuje paměť, reguluje spánkový cyklus, stimuluje buněčnou proliferaci a zvyšuje exokrinní pankreatickou sekreci [56]. Plazmatické hladiny obestatinu jsou zvýšené u pacientů s mentální anorexií, u kterých by mohl být markerem krátkodobých i dlouhodobých změn nutričního stavu. Jeho úloha v regulaci příjmu potravy a mechanismus účinku nejsou dosud plně prostudovány. Pokud bude anorektický efekt obestatinu potvrzen, mohl by se stát dalším z potenciálních kandidátů pro léčbu obezity.

Obestatin byl popsán v MM v roce 2008 [57]. Aydin a spol. stanovili hladiny obestatinu u 31 kojících matek v séru, v kolostru (den 2. po porodu) a ve zralém MM (den 25.). Nalezli více než 2x vyšší koncentrace v MM (jak v kolostru tak ve zralém MM) než v séru. Není známo, zda je obestatin tvořen přímo buňkami mléčné žlázy či je secernován do MM ze séra. Fyziologický efekt tohoto hormonu v kojeneckém organismu nebyl dosud identifikován.

Inzulínu podobný růstový faktor-1 (Insulin-Like Growth Factor-1, IGF-1)

IGF jsou polypeptidové molekuly s jedním řetězcem a třemi sulfidovými můstky. IGF-1 je jednořetězcový bazický peptid tvořený 70 aminokyselinovými zbytky s molekulovou hmotností 7,65 kDa a IGF-2 je lehce kyselý peptid tvořený 67 aminokyselinovými zbytky s molekulovou hmotností 7,47 kDa. Nejpodstatnější pro zprostředkování účinku růstového hormonu (RH) je IGF-1. IGF-2 pravděpodobně sehrává významnou roli především v embryonálním a časném fetálním vývoji [58].

Důležitým rozdílem mezi IGF-1 a inzulínem je jejich odlišný poločas v krvi. Zatímco inzulín má poločas 4 minuty a jeho sekrece je pulzatilní, reaguje tedy na akutní změny metabolické situace, poločas IGF-1 je přibližně 15 hodin. To znamená, že reguluje metabolismus v dlouhodobějším horizontu. Delší poločas je zajištěn vazbou na plazmatické vazebné proteiny (IGFBP-1 - IGFBP-6). Stanovení hladiny celkového IGF-1 z jednoho krevního odběru podává validní a reprodukovatelnou informaci o jeho sekreci [59].

IGF-1 působí prostřednictvím několika typů receptorů – IR (inzulínový receptor), IGF-IR, IGF-IIR, dále několika atypických receptorů včetně receptoru podobného inzulínovému receptoru (insulin receptor-related receptor) a hybridního receptoru IR-IGF-IR. Hlavním zdrojem cirkulujícího IGF jsou játra. Lokální - autokrinní a parakrinní - působení IGF je považováno za důležitý moment v regulaci růstu a diferenciaci tkání. Z tohoto důvodu je třeba při interpretaci poznatků o IGF vždy důsledně diferencovat mezi cirkulujícími hladinami IGF a jeho tkáňovými hladinami.

Sekreci IGF-1 ovlivňují srovnatelnou měrou tři faktory: RH, výživa a cytokiny. Hladiny IGF-1 se snižují při dlouhodobém hladovění a celkově špatném nutričním stavu, ale nejsou bezprostředně ovlivněny příjmem potravy. Nízké hladiny IGF-1 byly nalezeny u dětí s celiakií, u pacientek s mentální anorexií a u dětí s cystickou fibrózou. Také aktivace imunitního systému při různých formách zánětu vede k supresi hladin IGF-1. To bylo prokázáno u pacientů v septickém stavu, při systémových onemocněních či malignitách, ale i po polytraumatu či vážném operačním zákroku. Signálem k supresi hladiny IGF-1 jsou velmi pravděpodobně cytokiny, zvláště interleukin-6. Dále je sekrece IGF-1 modulována i dalšími působky, zejména pohlavními hormony, inzulínem, kortizolem a hormony štítné žlázy [59].

Klagsburn poprvé prokázal v MM přítomnost faktoru, který stimuloval růst buněk v buněčné kultuře. Baxter a spol. v MM identifikovali IGF-1 [60]. Hladiny IGF-1 jsou několikanásobně vyšší v kolostru než ve zralém MM a snižují se během několika dnů po začátku laktace. IGF-1 hraje klíčovou roli v embryonálním a postnatálním vývoji. Hladiny IGF-1 v pupečníkové krvi korelují s porodní hmotností novorozence. U dětí s intrauterinní růstovou retardací jsou hladiny IGF-1 v pupečníku snížené ve srovnání s eutrofickými novorozenci. Děti krmené náhradní kojeneckou mléčnou výživou mají vyšší sérové hladiny IGF-1 než děti kojené [53]. U zdravých dětí v prvních 5 měsících života byla prokázána pozitivní korelace mezi hladinami IGF-1 a Z-skóre tělesné hmotnosti, BMI, tloušťkou kožní řasy nad tricepsem a věkem. V tomto období se u kojenců předpokládá utváření hormonální osy IGF-1. V poslední době byly v MM identifikovány také IGFBP [61].

Vazebné proteiny mastných kyselin (fatty acid binding proteins, FABP)

FABP (13-14 kDa) jsou přítomny v mnoha tkáních různých živočišných druhů a jsou fylogeneticky vysoce konzervované. Patří do velké skupiny tzv. „intracellular lipid binding proteins“ (iLBPs), které ovlivňují transport a metabolismus různých lipofilních ligandů v cytosolu buněk [62]. Úloha různých FABP je různá podle toho, v jaké tkáni jsou exprimovány. U savců je známo celkem 8 různých druhů FABP, všechny sdílejí identickou genovou strukturu (4 konzervované exony + 3 introny o různé délce). Předpokládá se, že se podílejí zejména na:

• vstupu mastných kyselin (MK) do buňky
• vytváření intracelulárního poolu MK pro jejich rychlé metabolické využití
• zabránění detergenčního účinku MK na intracelulární struktury
• usměrňování MK do různých metabolických drah a modulaci enzymatických aktivit
• intracelulární signalizaci a genové regulaci zprostředkované MK
• ovlivnění buněčného růstu a diferenciace

Obzvláště bohaté na FABP jsou tkáně, kde probíhá intenzivní metabolismus MK. Exprese FABP se zvyšuje při vzestupu intracelulární koncentrace MK, která vede k aktivaci nukleárních transkripčních faktorů, zejména podtypů PPAR. Je známo, že přirozenými ligandy PPAR jsou zejména MK s dlouhým řetězcem a některé eikosanoidy. FABP ve spojení se svými lipofilními ligandy (např. MK nebo xenobiotiky) mohou také vstoupit do buněčného jádra a ovlivnit buněčný cyklus [63]. V experimentu ztráta funkce AFABP (adipocytární FABP) vede na lidských buněčných liniích k rozvoji karcinomu. Aplikace EFABP (epidermální FABP) do kůže snižuje proliferaci buněk melanomu bez ovlivnění nenádorových buněk – fibroblastů. BFABP (mozkový FABP) na myším modelu potlačuje růst buněk karcinomu prsu [63]. V poslední dekádě byl zaznamenán velký pokrok ve výzkumu struktury a vazebných interakcí FABP. Nyní je pozornost obrácena zejména na mechanismy jejich genové exprese a interakce s ostatními proteiny uvnitř buňky.

AFABP je predominantním cytosolickým proteinem zralých adipocytů (cca 6% celkových buněčných proteinů), který byl v poslední době označen za významný regulátor inzulínové senzitivity a metabolismu lipidů a glukózy. U člověka je AFABP považován za biomarker obezity a metabolického syndromu [64]. Nedávno bylo zjištěno, že AFABP není výhradně cytosolickým proteinem, ale je také adipocyty secernován do krve. Jeho sérové hladiny jsou signifikantně zvýšené u obézních jedinců a pozitivně korelují s obvodem pasu, hodnotou krevního tlaku, parametry lipidového metabolismu, hladinou inzulínu nalačno a indexem inzulínové rezistence (HOMA). Navíc jsou hladiny AFABP vyšší u osob, které mají více složek metabolického syndromu. Sérové hladiny AFABP se liší u jedinců s přechodným a permanentním snížením tělesné hmotnosti. Myši s deficitem AFABP jsou chráněny před rozvojem hyperinzulinémie, hyperglykémie a inzulínové rezistence. Jejich adipocyty mají sníženou schopnost lipolýzy a uvolňují 2-3 krát méně mastných kyselin. Vyřazení genu pro AFABP vedlo u myší ke snížení rizika rozvoje aterosklerózy [65]. AFABP je také exprimován v makrofázích, kde moduluje produkci prozánětlivých cytokinů a akumulaci esterů cholesterolu. Předpokládá se indukce jeho exprese prostřednictvím oxidovaných lipoproteinů o nízké hustotě (oxLDL) a suprese statiny.

V roce 1986 byly FABP izolovány z bovinní mléčné žlázy, kde jsou v komplexu s dalšími proteiny součástí membrány tukových kapének [66]. V mléčné žláze je exprimován zejména AFABP a HFABP (srdeční FABP). V roce 1992 bylo experimentálně prokázáno, že lipidy a další faktory obsažené v kolostru indukují aktivitu FABP ve střevě novorozených prasat a stimulují časný postnatální vývoj GIT. V roce 1993 byla exprese AFABP prokázána v myší mléčné žláze. Předpokládá se, že proteiny ze skupiny FABP působí jako diferenciační faktory na buňky mléčné žlázy a podporují syntézu mléčných proteinů. Maximální exprese FABP v mléčné žláze je dosaženo v průběhu laktace. Přítomnost AFABP a EFABP v MM člověka byla poprvé prokázána naším týmem v roce 2006 [12].

Podpořeno projektem (Ministerstva zdravotnictví) koncepčního rozvoje výzkumné organizace 00064203/6001 (FN MOTOL).

Do redakce došlo 30. 7. 2012

Adresa pro korespondenci:

Doc. MUDr. Jiří Bronský, Ph.D.

Pediatrická klinika FN Motol

V Úvalu 84

150 06 Praha 5 – Motol

email: bronsky@email.cz