Effet de l’AMP activated protein kinase sur la lipolyse dans l’adipocyte humain

par Olivier Bourron

Thèse de doctorat en Physiologie et Physiopathologie

Sous la direction de Fabienne Foufelle.

Soutenue en 2012

à Paris 6 .

mots clés

• Adipocytes
• AMP kinase
• Biguanides

Résumé

L’AMP-activated protein kinase (AMPK) joue un rôle majeur dans la régulation du métabolisme énergétique. L’AMPK stimule les voies cataboliques et inhibe les voies anaboliques. Pour approfondir les mécanismes par lesquels l’AMPK contrôle l’homéostasie énergétique, nous avons exploré son rôle dans la régulation de la lipolyse adipocytaire humaine. Dans l’adipocyte murin, l’AMPK inhibe la lipolyse. Comme les biguanides et les thiazolidinediones activent cette enzyme, nous avons testé l’hypothèse que ceux-ci pourraient avoir un effet anti-lipolytique dans l’adipocyte humain. Pour répondre à cette question, les adipocytes, obtenus chez des patients bénéficiant d’une plastie abdominale, ont été incubés avec différents agents lipolytiques (isoprénaline et peptide atrial natriuretique/ANP) en présence ou non de biguanides ou de thiazolidinediones. Dans l’adipocyte humain, ces antidiabétiques activent l’AMPK et inhibent la lipolyse induite par l’isoprénaline et l’ANP de 30 à 40%, probablement par l’inhibition de la translocation de la lipase hormono-sensible à la gouttelette lipidique. La stimulation de la lipolyse induit par ailleurs l’activation de l’AMPK. Nous avons montré pour la première fois dans l’adipocyte humain que les biguanides et les thiazolidinediones activent l’AMPK, inhibant ainsi la lipolyse induite par l’isoprénaline et l’ANP. Par ailleurs, les agonistes adrénergiques ainsi que l’ANP stimulent l’activité AMPK via l’augmentation du rapport AMP/ATP, lié à l’activation des acides gras en acyl-CoA. L’AMPK pourrait être utilisée pour restreindre de manière pharmacologique la libération d’acides gras dans la circulation.

Titre traduit

Role of AMP activated protein kinase on lipolysis in human adipocyte

Résumé

AMP-activated protein kinase (AMPK) plays a key role in regulating energy metabolism. AMPK switches-on catabolic pathways and switches-off anabolic pathways. In order to understand further how AMPK controls energy homeostasis, we have investigated its role in the regulation of human adipose tissue lipolysis. In rodent adipocytes, activated AMPK reduces the lipolytic rate. As metformin and thiazolidinediones activate this enzyme, we tested the hypothesis that they could have an anti-lipolytic effect in human adipocytes. Adipocytes, obtained from individuals undergoing plastic surgery, were isolated and incubated with lipolytic agents (isoprenaline, atrial natriuretic peptide/ANP) and biguanides or thiazolidinediones. Biguanides and thiazolidinediones activated AMPK and inhibited lipolysis induced by isoprenaline and ANP by 30-40%, at least in part by inhibiting hormone-sensitive lipase translocation to the lipid droplet. Inhibition of AMPK by compound C precluded this inhibitory effect on lipolysis. Stimulation of lipolysis also induced an activation of AMP-activated protein kinase concomitant with a drop in ATP concentration. We show for the first time in human adipocytes that biguanides and thiazolidinediones activate AMP-activated protein kinase, thus counteracting lipolysis induced by lipolytic agents. In addition, induction of lipolysis increases AMPK activity, because of an increase in the AMP/ATP ratio, linked to activation of some of the released fatty acids into acyl-CoA. AMPK activation could represent a physiological means of avoiding a deleterious drain of energy during lipolysis but could be used to restrain pharmacological release of fatty acids.