Tkanka tłuszczowa wydziela wiele bioaktywnych cząsteczek i hormonów krążących we krwi, określanych jako adipokiny. Cząsteczki te, nazywane też adipocytokinami, pełnią kluczową funkcję w regulacji metabolizmu, gospodarki hormonalnej oraz procesów zapalnych całego organizmu. Ich zaburzone wydzielanie u osób z otyłością jest jednym z głównych czynników rozwoju wielu groźnych chorób. Ze względu na odkrycie białek takich jak leptyna czy adiponektyna, postrzeganie tkanki tłuszczowej zmieniło się diametralnie na przestrzeni lat. Została uznana za aktywny narząd endokrynologiczny, który oddziałuje na procesy fizjologiczne w organizmie człowieka. Wysiłki mające na celu identyfikację regulatorów metabolizmu wytwarzanych przez tkankę tłuszczową przyczyniły się do odkrycia rodziny ewolucyjnie spokrewnionych białek wydzielniczych, określonych jako białka CTRP, ang. C1q/TNF-related proteins, które wykazują podobieństwo budowy i funkcji do klasycznej adiponektyny. Są to tzw. paralogi, czyli geny i białka powstałe w wyniku duplikacji wspólnego genu przodka. Do grupy tej należy również kartonektyna (CTRP-3), która wydaje się odgrywać znaczącą rolę w różnych tkankach oraz uczestniczyć w metabolizmie węglowodanów a także lipidów wątrobowych biorąc udział w procesie ich utleniania [1,2].
Jej najważniejsze właściwości i funkcje w organizmie obejmują:
- Działanie przeciwzapalne: Aktywnie hamuje wydzielanie prozapalnych cytokin, m.in. białka C-reaktywnego (CRP) oraz TNF-alfa i IL-6, które są białkami układu odpornościowego, koordynującymi odpowiedź organizmu na infekcje, urazy i stres. Choć są niezbędne do walki z chorobami, ich przewlekłe podwyższone stężenie prowadzi do powstawania stanów zapalnych.
- Regulację metabolizmu: Zmniejsza stężenie glukozy we krwi, hamuje produkcję glukozy w wątrobie, glukoneogenezę, poprawia metabolizm lipidów, zmniejsza ilość trójglicerydów w wątrobie i zapobiega stłuszczeniu narządów.
- Ochronę układu krążenia: Chroni komórki mięśnia sercowego, wykazując działanie antyapoptotyczne (zapobiega obumieraniu komórek) i przeciwzapalne. Chroni naczynia krwionośne, ograniczając zwłóknienia i rozrost komórek tkanki łącznej (fibroblastów) w ścianach naczyń.
- Utrzymanie homeostazy tkanek: Bierze udział w różnicowaniu komórek tłuszczowych (adipocytogenezie), stymuluje namnażanie (proliferację) i dojrzewanie komórek, w tym komórek tworzących chrząstkę (chondrocytów), wspomaga gojenie ran oraz wykazuje działanie ochronne w obrębie nerek [2, 3, 4].
Wykazano, iż pochodzące z tkanki tłuszczowej cytokiny, mają ogromny wpływ na stany zapalne, powstawanie przerzutów nowotworowych, apoptozę, proliferację chondrocytów (komórki tkanki chrzęstnej) czy też odpowiedź naczyń krwionośnych na proces niedokrwienia. Kartonektyna (CTRP-3) produkowana jest przez dojrzałe adipocyty (komórki tkanki tłuszczowej). Swoją nazwę zawdzięcza chrząstce, gdyż w progenitorowych komórkach tej tkanki wykryto jej ekspresję. Po raz pierwszy odkryta została w mezenchymalnych komórkach macierzystych myszy, w których indukowano różnicowanie chondrogenne a więc proces biologiczny, w którym komórki macierzyste lub progenitorowe przekształcają się w dojrzałe komórki chrzęstne. Może funkcjonować na drodze auto-, para-, lub endokrynnej, poprzez mechanizm ligand-receptor, ale też hamując przyłączanie innych ligandów, jak w przypadku lipopolisacharydu (LPS). Badania przeprowadzane in vitro wykazały, iż kartonektyna ma działanie kardioprotekcyjne, gdyż pomaga poprawić funkcje serca po niedokrwieniu i zmniejsza ryzyko apoptozy. Ponadto pobudza podział i różnicowanie komórek. Wykazano, że stymuluje ona proliferację chondrogenną oraz osteogenną i hamuje osteoklasty (wyspecjalizowane, wielojądrzaste komórki, które odpowiadają za rozpuszczanie i wchłanianie tkanki kostnej). Indukuje wydzielanie adipokin a także zwiększa wątrobowe utlenianie lipidów. Z danych literaturowych wiadomo, że CTRP-3 odgrywa istotną rolę w modulowaniu metabolizmu lipidów oraz glukozy w wątrobie a wstrzyknięcie rekombinowanego CTRP-3 u zdrowych i insulinoopornych myszy ob/ob wykazywało istotny efekt przeciwcukrzycowy spowodowany wyciszeniem ekspresji wątrobowego enzymu glukoneogennego poprzez aktywację szlaku sygnałowego Akt. Dodatkowo zwiększa wrażliwość na insulinę poprzez aktywację AMPK (kinaza białkowa aktywowana przez AMP) [5]. Wykazano również ochronną rolę CTRP-3 w komórkowym modelu nefropatii cukrzycowej, gdyż oddziałuje korzystnie na komórki mezangium kłębuszków nerkowych, których dysfunkcja związana jest z wysokim stężeniem glukozy [6,7,8,9].
Kartonektyna, jako cytokina przeciwzapalna, powstrzymuje rozwój reakcji zapalnej, która między innymi związana jest z otyłością i cukrzycą. Odbywa się to poprzez hamowanie TLR (receptory toll-podobne) a także sygnalizacji z udziałem czynnika jądrowego NF-κB i w rezultacie supresję wydzielania IL-6 (interleukina 6) oraz TNF-alfa. Wiadomo, że zapalenie jest kluczowym mechanizmem patogennym cukrzycy typu 2 więc u pacjentów z tym schorzeniem, a także z otyłością oraz insulinoopornością, które mu towarzyszą, badano poziom krążącego CTRP-3. W wielu pracach dowiedziono, iż stężenie oznaczanej cytokiny było istotnie niższe u pacjentów z cukrzycą typu 2 w porównaniu z pacjentami należącymi do grupy kontrolnej, co przyczynia się do pogłębienia zaburzeń metabolicznych. Natomiast przywrócenie prawidłowego stężenia CTRP-3 w organizmie wykazywało działanie ochronne na tkanki i usprawniło ogólny metabolizm [1,6,9].
Podsumowanie
CTRP-3 wykazuje działanie przeciwstawne do wielu prozapalnych cytokin. Poziom kartonektyny w surowicy jest często obniżony u osób otyłych oraz cierpiących na stany zapalne lub choroby metaboliczne, co czyni ją przedmiotem badań jako potencjalny biomarker i cel terapeutyczny m.in. w leczeniu cukrzycy, nadciśnienia, miażdżycy (zwłaszcza u osób z otyłością), chorób serca i autoimmunologicznych schorzeń zapalnych [10]. Obecnie jednak oznaczanie stężeń większości adipokin, w tym kartonektyny, jest stosowane głównie w badaniach naukowych lub w wyspecjalizowanych ośrodkach klinicznych i nie należy do standardowej diagnostyki laboratoryjnej.
Autor: mgr Adriana Muła-Flis
Bibliografia:
[1] Li Y., Wright G.L., Peterson J.M.: C1q/TNF-related protein 3 (CTRP3) function and regulation. Compr. Physiol., 2017; 7: 863–878;
[2] Yu H, Zhang Z, Li G, Feng Y, Xian L, Bakhsh F, Xu D, Xu C, Vong T, Wu B, Selaru FM, Wan F, Donowitz M, Wong GW. Adipokine C1q/Tumor Necrosis Factor- Related Protein 3 (CTRP3) Attenuates Intestinal Inflammation Via Sirtuin 1/NF-κB Signaling. Cell Mol Gastroenterol Hepatol. 2023;15(4):1000-1015
[3] Wang Q, Chi J, Wang C, Yuan Y, Tian R, Yang Y, Chen X. CTRP3 attenuates myocardial lipotoxicity via suppression of lipid accumulation, inflammation, apoptosis, and mitochondrial oxidative stress. Front Cardiovasc Med. 2025 May 13;12:1575929.
[4] Peterson JM, Wei Z, Wong GW. C1q/TNF-related protein-3 (CTRP3), a novel adipokine that regulates hepatic glucose output. The Journal of Biological Chemistry. 2010 Dec;285(51):39691-39701
[5] Moradi N., Najafi M., Sharma T., Fallah S., Koushki M., Peterson J.M., Meyre D., Fadaei R.: Circulating levels of CTRP3 in patients with type 2 diabetes mellitus compared to controls: A systematic review and meta-analysis. Diabetes Res. Clin. Pract., 2020; 169: 1–11;
[6] Choi K.M., Hwang S.Y., Hong H.C., Yang S.J., Choi H.Y., Yoo H.J., Lee K.W., Nam M.S., Park Y.S., Woo J.T., Kim Y.S., Choi D.S., Youn B.S., Baik S.H.: C1q/TNF-related protein-3 (CTRP-3) and pigment epithelium-derived factor (PEDF) concentrations in patients with type 2 diabetes and metabolic syndrome. Diabetes, 2012; 61: 2932–2936;
[7] Schäffler A., Buechler C.: CTRP family: Linking immunity to metabolism. Trends Endocrinol. Metab., 2012; 23: 194–204;
[8] Seldin M.M., Tan S.Y., Wong G.W.: Metabolic function of the CTRP family of hormones. Rev Endocr Metab Disord, 2014; 15: 111–123;
[9] Wei H., Qu H., Wang H., Deng H.: Plasma C1q/TNF-Related Protein-3 (CTRP-3) and High-Mobility Group Box-1 (HMGB-1) Concentrations in Subjects with Prediabetes and Type 2 Diabetes. J. Diabetes Res., 2016; 2016: 1–8;
[10] Ma L, Lin J, Shao M, Chen B, Zhou R, Shi J. Decreased Serum CTRP3 level was associated with connective tissue diseases. Heliyon. 2024 Aug 14;10(16)
Fot. https://histology.siu.edu/intro/brownfat1.htm
