인간 지방 조직의 형태 변화와 당 대사 이상과의 연관성

Abstract

목적 : 수많은 단면 연구에서 복부 지방세포의 크기 증가가 비만과 관련한 대사적 합병증과의 연관성을 제시한 바 있다. 새로운 지방세포로 분화하는 과정이 장애를 일으키면 기존에 존재하는 지방세포의 크기가 커지게 되어 제 2 형 당뇨병의 원인이 되는 것이다. 본 연구는 정상인과 당대사 이상군 간에 지방세포의 크기 및 형태학적 특징을 비교해 보고 근육의 성장 억제인자와 지방 분화 억제인자로 알려진 Myostatin 의 지방 조직내 발현 정도의 차이를 알아보고자 하였다. 방법 : 선택적인 복부 수술을 받은 34 명의 환자들을 대상으로 하여 수술 당시 내장 지방조직을 채취하였다. 환자들은 공복 혈당 검사를 통해 정상군, 공복혈당 장애군 그리고 제 2 형 당뇨병으로 구분하였다. 채취한 내장 지방조직에서 조직화학적 염색을 통해 형태학적 차이를 관찰하였고, 정량적인 중합효소연쇄반응을 통해 지방 조직에서 Myostatin 의 발현 차이를 비교하였다 결과 : 정상군에 비해 공복혈당장애와 제 2 형 당뇨병이 있는 환자들에서 의미있는 지방세포의 크기 증가가 관찰되었다(p<0.05). 지방세포의 크기는 연령과 성별, 체질량 지수, 내장 지방량을 보정한 이후에도 인슐린 저항성(HOMA-IR)과 의미 있는 연관성이 관찰되었다(p<0.05). 또한, 공복혈당장애와 제 2 형 당뇨병을 가진 환자들에서 지방 조직 내에 대식세포의 침윤이 흔히 관찰되었고 이 대식세포들은 서로 융합되어 지방세포를 윤상으로 둘러싸고 있는 왕관 모양의 구조를 나타내었다. 이러한 지방세포들은 전자현미경에서 염색질의 응축과 같은 세포 아포프토시스의 소견을 나타내었고, 이 부위는 Tunnel 염색에서 양성이었다. 한편, 정상군과 당 대사이상을 보이는 환자들 사이에 지방 조직에서 유의한 Myostatin 의 발현 차이는 관찰할 수 없었다. 결론 : 비록 커진 지방세포가 대식세포 침윤을 유발하는 기전은 확실하지 않지만, 지방세포의 크기 증가는 지방 조직에 대식세포의 침윤을 증가 시켜서 제 2 형 당뇨병의 발생에 기여할 것으로 생각된다. 지방세포의 아포프토시스가 지방세포 염증의 원인인지, 아니면 그 결과인지 분명하지 않지만, 지방세포 사망의 주된 기전으로 생각된다.; Introduction. Numerous cross-sectional studies have firmly established an association between the average size of abdominal adipocytes and various metabolic abnormalities of obesity. An impaired ability to differentiate new fat cells, possibily manifested as an enlargement of existing ones, might have a causative roles in the development of type II diabetes. This study was undertaken to investigate the differences of adipocyte size, adipocyte-death related morphologic changes in visceral adipose tissue from patients with normal glucose tolerance(NGT,n=19), impaired fasting glucose(IFG,, n=9), and type 2 DM patients(DM, n=6). At the same time, mRNA expression level of myostatin was tested from visceral adipose tissue and compared between NGT, IFG, and type 2 DM patients. Methods. Thirty four patients who underwent elective abdominal surgery at Hanyang University Hospital were enrolled in this study. Adipose tissue was obtained during surgery from omental fat deposits. Histologic and ultrastructural features of obtained visceral adipose tissue including adipocyte size was examined through light and electron microscopy. Real-time quantitative PCR was performed to compare the mRNA expression level of myostatin in obtained adipose tissue between NGT, IFG and type 2 DM patients. Results. Mean visceral adipocyte size(？m2) was larger in IFG and type 2 DM than those with NGT. Even after controlling for the effect of age, sex, BMI, visceral fat area, log-transformed mean visceral adipocyte size was significantly associated with insulin resistance(p<0.05). Infiltration of macrophages is frequently observed in visceral adipose tissue of IFG and type 2 DM patients, occasionally forming syncytia around individual adipocytes, while infiltration of macrophages is rarely seen in visceral adipose tissue of NGT patients. The adipocytes surrounded by macrophages showed the features of apoptosis such as chromatin condensation rather than necrosis. This was confirmed by TUNEL stain. mRNA expression level of myostatin was not significantly different between NGT patients and patients with abnormal glucose metabolism. Conclusions. Enlarged visceral adipocyte appears to be a causative factor for development of type 2 DM by inducing infiltration of macrophage, although the mechanism is still unclear. Apoptosis appears to be a major mechanism of adipocyte death, although it is unclear whether it is a cause or result of inflammation in adipose tissue.