Adiponectine

L’adiponectine est une adipocytokine, c’est-à-dire une molécule produite par le tissu adipeux, qui est impliquée, entre autres, dans la régulation du métabolisme des lipides et du glucose.

Structure cristallisée de l’ACRP30, une protéine de la famille Cq1.PDB structure 1c28.

Généralités

L’adiponectine a été découverte dans les années 1990 par quatre groupes de recherche indépendants et c’est pour cette raison que différentes appellations lui ont été données : AdipoQ, Acr30(Adipocyte Complement-Related protein of 30 kD), APM1 (AdiPose Most abundant gene transcript 1), et GBP28(Gelatin-Binding Protein of 28 kD). Elle appartient à la famille des protéines contenant des séquences homologues au domaine globulaire de la protéine Cq1[1].Cette hormone est un polypeptide de 244 acides aminés dont le poids moléculaire représente environ 28 kilodaltons[2]. Son gène est situé sur le chromosome 3 humain, précisément sur le locus 3q27 et s’étale sur 16 kilobases composés de 3 exons et de 2 introns[3]. Récemment, un locus de susceptibilité pour le diabète de type 2 et le syndrome métabolique a été déterminé sur le même locus où se trouve le gène codant l’adiponectine. Ceci signifie que des mutations au niveau du gène de cette hormone pourraient être impliquées dans certains désordres métaboliques[4].

Structure

La protéine est composée de 4 domaines : une séquence de signal sur la région amine terminale suivie d’une région variable sans spécificité, d’un domaine collagène et d’un domaine globulaire carboxyle terminal[1]. Le domaine C-terminal est doté de l’essentiel de l’activité biologique de l’hormone. L’adiponectine se retrouve dans le plasma sous diverses formes moléculaires : une forme monomérique de 30kDa et une forme multimérique (monomères d’adiponectine organisés en une structure grâce à des ponts disulfures). Parmi les multimères, on distingue les hexamères (190 kDa) et les formes de haut poids moléculaire (> 300 kDa). Ces structures sont retrouvées dans le plasma et plusieurs études démontrent que la majorité de l’adiponectine circulante se retrouve sous forme de complexes de haut poids moléculaire (>80 %). Par contre, on ne connaît pas encore les rôles physiologiques et les facteurs de régulation de ces formes circulantes d’adiponectine[5].

Sécrétion et expression

L’adiponectine est majoritairement sécrétée par le tissu adipeux, mais aussi par des cellules non adipeuses comme les ostéoblastes[2], et compte pour 0,01 % des protéines plasmatiques totales chez l’humain[6]. Chez un individu en santé, ses concentrations se situent entre 5 et 10 μg/ml[7]. Il semble que l'exposition au froid stimule sa production[8]. Sa synthèse est régulée par plusieurs mécanismes faisant intervenir d’autres molécules. Par exemple, l’insuline et l’IGF-1 (Insulin-like Growth Factor-1) l’augmentent, alors que les glucocorticoïdes et le TNF-alpha la diminuent[9]. De plus, les niveaux plasmatiques d’adiponectine dépendent de la quantité de la masse grasse, ce qui suggère un lien avec l’obésité. Cependant, à l’inverse des autres adipocytokines, les concentrations d’adiponectine sont diminuées chez les individus obèses[5]. Cette relation inverse entre les concentrations d’adiponectine et le niveau d’adiposité semble s’expliquer par la présence d’une boucle de rétroaction inhibitrice permettant le contrôle de l’expression et de la sécrétion d’adiponectine. L’hypothèse actuelle est qu’une augmentation de l’adiposité engendre une rétro-inhibition de la production d’adiponectine. De ce fait, l’augmentation des concentrations d’adiponectine observée lors d’une perte de poids pourrait s’expliquer par le fait qu’une diminution de l’adiposité augmenterait la sensibilité à l’insuline des adipocytes ce qui permettrait une plus grande sécrétion d’adiponectine[10],[11]. De plus, des différences sexuelles ont été rapportées dans les concentrations plasmatiques d’adiponectine et ce indépendamment de la quantité de graisse corporelle, les femmes étant caractérisées par des concentrations plus élevées. Cette différence pourrait s’expliquer par le fait que les androgènes exerceraient un effet inhibiteur sur l’adiponectine[2]. Finalement, la concentration plasmatique d'adiponectine est, par rapport aux témoins dans les études, abaissée chez les diabétiques, les obèses et les malades ayant des atteintes coronaires.

Récepteurs

Pour exercer ses effets biologiques, l’adiponectine doit se lier à des récepteurs et il semble probable que des altérations au niveau de ceux-ci modifient les effets biologiques de l’hormone. Ces récepteurs se nomment AdipoR1 et AdipoR2. L’AdipoR1 est abondamment exprimé dans le muscle, alors que l’AdipoR2 est exprimé en grande quantité dans le foie. L’expression de ces deux récepteurs semble dépendre des niveaux d’insuline, car ils sont retrouvés en moindre quantité dans les modèles de souris diabétiques[1].

Actions sur le métabolisme

Action sur l'insulinorésistance

Un taux d'adiponectine élevé diminuerait le risque de diabète de type II[12]. De façon générale, l’adiponectine exerce son rôle antidiabétique au niveau du foie et du muscle squelettique en augmentant la sensibilité à l’insuline de ces organes. Au niveau hépatique, elle contribue à diminuer la production de glucose et à réduire le contenu en triglycérides pour ainsi favoriser une augmentation de la sensibilité à l’insuline. Dans le muscle squelettique, l’adiponectine permet une augmentation de l’entrée de glucose et une augmentation de l’oxydation des acides gras, phénomènes contribuant également à améliorer la sensibilité à l’insuline. De plus, l’insulino-résistance est caractérisée par une augmentation des acides gras libres dans le plasma et dans les muscles, ce qui induit une accumulation de lipides dans les organes. De par ces actions antidiabétiques, l’adiponectine empêche le développement d’une lipotoxicité. Les mécanismes moléculaires impliqués dans ces effets métaboliques sont peu connus, mais certaines études ont établi un lien avec l’AMPK (AMP-activated protein kinase), une enzyme clé dans la régulation du métabolisme des glucides et des lipides. Via l’activation de l’AMPK, l’adiponectine joue un rôle important dans la régulation de l’oxydation des acides gras. L’AMPK possède la capacité de phosphoryler et d’inactiver l’ACC (Acétyl-Coenzyme A Carboxylase) diminuant ainsi les concentrations du malonyl-CoA, dont la production nécessite la présence de l’enzyme ACC. Une diminution du malonyl-CoA engendre d’importantes répercussions sur l’oxydation des acides gras puisque celui-ci est un inhibiteur de la CPT-1 (Carnitine palmitoyltransférase-1) qui contrôle l’entrée des acides gras dans la mitochondrie. Ainsi, lorsque l’activité de l’ACC est inhibée, les concentrations de malonyl-CoA s’abaissent, la CPT-1 n’est plus inhibée et une quantité plus grande d’acides gras peut être oxydée. De ce fait, une diminution des triglycérides musculaires et hépatiques peut contribuer à améliorer la transduction du signal de l’insuline. L'adiponectine augmente aussi la translocation des transporteurs GLUT4 du cytoplasme vers la membrane plasmique et facilite ainsi la captation de glucose par les tissus.

Action anti-athéromateuse et anti-inflammatoire

De nombreuses études ont démontré les propriétés antiathérogéniques et anti-inflammatoires de l’adiponectine via ses effets sur d’autres cytokines comme le TNF-alpha ou la CRP. L'adiponectine inhibe la constitution de la plaque d'athérome et de l'athérosclérose par deux mécanismes[13] :

  • inhibition de la formation athéromateuse au contact de l'intima par répression de l'expression des cytokines pro-inflammatoires et des molécules d'adhésion ;
  • inhibition de l'incorporation du cholestérol par répression de l'expression des récepteurs du LDL.

L’adiponectine module directement ou indirectement les cascades inflammatoires en modifiant l’action et la production de cytokines inflammatoires, pouvant donc jouer un rôle dans le processus d’athérosclérose[1]. Également, elle a été associée à la dyslipidémie dans plusieurs études ainsi qu’à l’hypertension ce qui fait dire qu’il existe une forte corrélation entre les niveaux sanguins d’adiponectine et les composantes du syndrome métabolique.

L’adiponectine pourrait donc prédire un certain nombre de maladies métaboliques ou ses conséquences. L’association entre les niveaux circulants d’adiponectine et les complications métaboliques associées à l’obésité est claire. Le taux sanguin de certaines isoformes d'adiponectine est ainsi corrélé avec la présence d'une maladie coronarienne[14], mais cette corrélation reste faible et n'est pas observée chez les femmes[15].

Action anti-stress

Cette hormone aurait une action sur le stress et l'anxiété en « éteignant » la peur associée à une situation traumatisante[16].

Identité dans les banques de données

Références

  1. Kadowaki T. et Yamauchi T., “Adiponectin and Adiponectin Receptors”, Endocr. Rev.. 2005; 26(3): 439-451. PMID 15897298
  2. Whitehead J.P., Richards A.A., Hickman I.J., Macdonald G.A. et Prins J.B., “Adiponectin – a key adipokine in the metabolic syndrome”, Diabetes, Obesity and Metabolism. 2006; 8(3); 264-280. PMID 16634986
  3. Schäffler A., Orsó E., Palitzsch K.D., Büchler C., Drobnik W., Fürst A., Schölmerich J. et Schmitz G., “ The human apM-1, an adipocyte-specific gene linked to the family of TNF's and to genes expressed in activated T cells, is mapped to chromosome 1q21.3-q23, a susceptibility locus identified for familial combined hyperlipidaemia (FCH)”, Biochem. Biophys. Res. Commun. 1999; 260(2): 416-425. PMID 10403784
  4. Comuzzie A.G., Funahashi T., Sonnenberg G., Martin L.J., Jacob H.J., Black A.E., Maas D., Takahashi M., Kihara S., Tanaka S., Matsuzawa Y., Blangero J., Cohen D. et Kissebah A., “The genetic basis of plasma variation in adiponectin, a global endophenotype for obesity and the metabolic syndrome”, J. Clin. Endocrinol. Metab. 2001; 86(9): 4321-4325. PMID 11549668
  5. Lafontan M. et Viguerie N., “Role of adipokines in the control of energy metabolism : focus on adiponectin”, Curr. Opin. Pharmacol.. 2006; 6(6): 580-585. PMID 16973420
  6. Hopkins T.A., Ouchi N., Shibata R. et Walsh K., “Adiponectin actions in the cardiovascular system”, Cardiovascular Research . 2007; 74 (1): 11-18. PMID 17140553
  7. Matsuzawa Y., “The metabolic syndrome and adipocytokines”, FEBS Letters. 2006; 580(12): 2917-2921. PMID 16674947
  8. radio canada, mardi 20-092011;14:00
  9. Stefan N. et Stumvoll M., “Adiponectin--its role in metabolism and beyond”, Horm Metab Res. 2002; 34(9): 469-474. PMID 12384822
  10. Trujillo M.E. et Scherer P.E. “Adiponectin--journey from an adipocyte secretory protein to biomarker of the metabolic syndrome”, J Intern Med. 2005; 257(2): 167-175. PMID 15656875
  11. Pajvani U.B. et Scherer P.E., “Adiponectin: systemic contributor to insulin sensitivity”, Curr Diab Rep. 2003; 3(3): 207-213. PMID 12762967
  12. Shanshan Li, Hyun Joon Shin, Ding EL, , van Dam RM, Adiponectin levels and risk of type 2 diabetes, a zystematic review and meta-analysis, JAMA, 2009;302:179-188
  13. Kadowaki et Yamauchi, Adiponectin and Adiponectin Receptors, Endocr. Rev., May 2005, 26(3):439-451
  14. Rizza S, Gigli F, Galli A et al. Adiponectin isoforms in elderly patients with or without coronary artery disease, J Am Geriatrics Society, 2010;58:702–706
  15. Persson J, Strawbridge RJ, McLeod O et al. Sex-specific effects of adiponectin on carotid intima-media thickness and incident cardiovascular disease, J Am Heart Assoc, 2015;4:e001853
  16. (en) Jing Liua, Ming Guoa, Di Zhanga, Shao-Ying Chenga, Meilian Liua, Jun Dinga, Philipp E. Schererb, Feng Liua & Xin-Yun Lua, « Adiponectin is critical in determining susceptibility to depressive behaviors and has antidepressant-like activity », Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 109, no 30,‎ , p. 1224812253 (DOI 10.1073/pnas.1202835109)
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