video patología grupo 2
Summary
TLDRThis script delves into the intricate relationship between the immune system and metabolism, highlighting the role of fat tissue in Drosophila and its immune responses to energy availability. It discusses chronic inflammation's link to obesity and insulin resistance, particularly in adipose tissue, liver, and muscle. The script further explores the molecular pathways connecting inflammation and insulin resistance, the role of adipose tissue in inflammation, and how it contributes to metabolic syndrome. It concludes by emphasizing the importance of a healthy lifestyle, including diet and exercise, to mitigate the effects of obesity and inflammation on metabolism.
Takeaways
- 🛡️ The immune system and metabolism are evolutionary mechanisms that work together, with the body's fat tissue in Drosophila serving as an example of an organ that detects energy availability and generates immune responses based on metabolism.
- 🔗 Chronic inflammation in obesity is linked to insulin resistance, particularly in adipose tissue, liver, and muscle, affecting insulin signaling pathways.
- 🚫 Inflammation disrupts insulin signaling by causing inflammatory kinases like JNK and IKKβ to phosphorylate insulin receptor substrates (IRS) on serine residues instead of tyrosine, leading to insulin resistance.
- 🔑 NF-kB and AP-1 are key transcription factors that initiate inflammatory responses, encoding for interleukin 6 (IL-6) and tumor necrosis factor-alpha (TNF-α), which contribute to insulin resistance.
- 🧬 Metabolic syndrome is a cluster of metabolic disorders that increase the risk of cardiovascular diseases and type 2 diabetes, characterized by insulin resistance, abdominal obesity, and hypertension.
- 🔄 Adipose tissue in obesity can produce pro-inflammatory cytokines, contributing to inflammation and insulin resistance, leading to blood sugar imbalances and potential diabetes.
- 🔄 A vicious cycle is created where obesity leads to inflammation, which in turn causes insulin resistance and potentially metabolic syndrome and cardiovascular diseases.
- 🏃♂️ Recommendations for reducing obesity-related inflammation include regular exercise and a healthy diet to improve insulin sensitivity and overall metabolic health.
- 🔍 Acute inflammation is an adaptive response to harmful stimuli with a short duration and resolution, whereas chronic inflammation is persistent and can lead to tissue dysfunction.
- 🌐 Adipose tissue is one of the first organs affected by excess nutrition and can communicate with peripheral organs, affecting the entire organism.
- 👩⚕️ Immune cells, such as macrophages and T-cells, infiltrate adipose tissue in obesity, contributing to systemic inflammation and insulin resistance, with different subtypes playing varied roles in inflammation.
Q & A
What is the relationship between the immune system and metabolism according to the script?
-The immune system and metabolism are evolutionary mechanisms that work together. For instance, the body fat in Drosophila, a type of fruit fly, detects energy availability and generates immune responses based on metabolism.
How does excess nutrition in obesity lead to immune responses?
-In obesity, the excess of nutrients triggers immune responses such as the activation of Toll-like receptors (TLRs) and NOD-like receptors (NLRs) to produce nutritional immune responses.
What is the connection between chronic inflammation and insulin resistance in individuals with obesity?
-Chronic inflammation in obesity is linked to a decrease in insulin sensitivity, particularly in adipose tissue, liver, and muscle.
How does insulin signaling normally regulate metabolic processes?
-Normally, insulin binds to a cell surface receptor, initiating intracellular cascades that regulate glucose uptake, protein synthesis, and other metabolic processes.
What happens when inflammatory kinases like JNK and IKKβ phosphorylate IRS proteins?
-Phosphorylation of IRS proteins by inflammatory kinases like JNK and IKKβ at serine residues instead of tyrosine disrupts the signaling cascade needed for glucose transport into the cell, contributing to insulin resistance.
How do NF-kB and AP-1 factors contribute to insulin resistance?
-NF-kB encodes for interleukin 6 (IL-6) and tumor necrosis factor-alpha (TNF-α), which ultimately lead to the activation of JNK and p38 MAPK, causing serine phosphorylation of IRS proteins and insulin resistance.
What is the metabolic syndrome and what are its main components?
-Metabolic syndrome is a cluster of metabolic disorders that increase the risk of cardiovascular diseases and type 2 diabetes. Its main components include insulin resistance, abdominal obesity, and hypertension.
How does adipose tissue contribute to inflammation and insulin resistance?
-Adipose tissue can produce pro-inflammatory cytokines, such as TNF-α and IL-6, which increase inflammation and contribute to insulin resistance by affecting glucose levels in the blood.
What is the vicious cycle between obesity, inflammation, and metabolic syndrome?
-The vicious cycle involves obesity leading to inflammation, which in turn causes insulin resistance and potentially diabetes. This can further lead to metabolic syndrome and cardiovascular diseases.
How does acute inflammation differ from chronic inflammation in terms of triggers and duration?
-Acute inflammation is triggered by harmful stimuli and is adaptive, resolving quickly with a short duration. Chronic inflammation, on the other hand, is persistent and can be triggered by metabolic signals and the secretion of cytokines, without a quick resolution.
What role do macrophages play in the inflammation associated with obesity?
-Macrophages infiltrate adipose tissue in obese individuals, shifting from M2 type, which produces anti-inflammatory cytokines, to M1 type, which is pro-inflammatory and contributes to systemic inflammation and insulin resistance.
How do T cells influence insulin sensitivity in adipose tissue during obesity?
-T cells infiltrate adipose tissue during obesity and can have multifaceted interactions with adipocytes. The balance between pro-inflammatory (e.g., Th1 and CD8+ T cells) and anti-inflammatory (e.g., Th2) T cells can affect insulin sensitivity.
What is the significance of the TREX1 gene in the context of the script?
-The TREX1 gene is mentioned in the context of its role in controlling macrophage activity and T cell activation in various pathologies. Its deficiency can exacerbate inflammation in adipose tissue induced by obesity.
How do mast cells contribute to the inflammatory response in obesity?
-Mast cells, which are important in antigen presentation and leukocyte recruitment, have been found to be overexpressed in obese and diabetic mice. Their reduction can help in weight loss and glucose homeostasis.
What are the potential therapeutic strategies for treating complications related to obesity mentioned in the script?
-The script suggests that a combination of approaches promoting energy expenditure or blocking energy storage, along with anti-inflammatory therapies, could offer personalized treatments for chronic metabolic disorders.
Outlines
🔬 Immune System and Metabolism Interaction
This paragraph discusses the interplay between the immune system and metabolism, highlighting the role of adipose tissue in Drosophila and its function in detecting energy availability and triggering immune responses. It also touches on the immune responses in humans with obesity, such as the activation of TLR and NLRP, which aim to produce nutritional immune responses. The paragraph further explains the molecular pathways linking inflammation and insulin resistance, particularly in obese individuals, and how chronic inflammation is associated with decreased insulin sensitivity in adipose tissue, liver, and muscle. The insulin signaling pathway is detailed, including how inflammatory kinases like JNK, IKK beta, and protein kinase C can disrupt insulin signaling, leading to insulin resistance.
🌐 The Role of Adipokines in Obesity-Induced Inflammation
The second paragraph delves into the role of adipose tissue in inflammation, explaining how it can produce pro-inflammatory cytokines and contribute to insulin resistance. It discusses the vicious cycle of obesity leading to inflammation, which in turn can cause diabetes and metabolic syndrome. The paragraph also explores the systemic effects of inflammation in obesity, including the infiltration of immune cells into adipose tissue and the production of inflammatory chemokines and cytokines. The role of macrophages in adipose tissue is highlighted, with a shift from M2 to M1 macrophages promoting inflammation and insulin resistance. Additionally, the paragraph examines the impact of T-cells, natural killer cells, B-cells, and mast cells in obesity-related inflammation and metabolism.
🛡️ Immune Cells and Chronic Metabolic Disorders
The final paragraph examines the relationship between immune cells and chronic metabolic disorders, focusing on how obesity can lead to a systemic inflammatory state that affects metabolism. It discusses the role of various immune cells, including macrophages, T-cells, natural killer cells, B-cells, and mast cells, in the development of obesity and related metabolic issues. The paragraph also explores the potential of immunomodulatory strategies for treating metabolic disorders associated with inflammation. It suggests that a combination of approaches promoting energy expenditure and blocking energy storage, along with therapies targeting inflammation, could offer personalized treatments for individuals with chronic metabolic disorders.
Mindmap
Keywords
💡Immune System
💡Metabolism
💡Adipose Tissue
💡Inflammation
💡Insulin Resistance
💡Cytokines
💡NF-kB
💡Metabolic Syndrome
💡Macrophages
💡T Cells
💡NLRP3 Inflammasome
💡Adipokines
Highlights
The immune system and metabolism are evolutionary mechanisms that work together to maintain overall health.
The fat body in Drosophila, an organ that detects energy availability and generates immune responses based on metabolism.
In obesity, excess nutrients trigger immune responses such as the activation of TLR or NLRP, leading to nutritional immune responses.
Chronic inflammation in obesity is linked to a decrease in insulin sensitivity, particularly in adipose tissue, liver, and muscle.
Insulin signaling involves binding to cell surface receptors, initiating intracellular cascades that regulate glucose absorption and other metabolic processes.
Inflammatory kinases like JNK, IKK beta, and protein kinase C can phosphorylate IRS proteins, disrupting insulin signaling and glucose uptake.
Studies in mice show that the absence of the JNK gene prevents insulin resistance.
Inflammatory enzymes originate from factors like NF-kB and AP1, which encode for pro-inflammatory cytokines.
The metabolic syndrome is a cluster of metabolic disorders increasing the risk of cardiovascular diseases and type 2 diabetes.
Adipose tissue can produce pro-inflammatory cytokines, contributing to inflammation and insulin resistance.
A vicious cycle exists where obesity leads to inflammation, insulin resistance, diabetes, and potentially metabolic syndrome and cardiovascular diseases.
Acute inflammation is an adaptive response to harmful stimuli, characterized by a short duration and resolution, unlike chronic inflammation.
Adipose tissue is one of the first organs affected by nutritional excess and can influence the entire organism.
Genetic manipulations in adipose tissue that improve insulin sensitivity also tend to improve systemic glucose homeostasis.
Stress is associated with adipose tissue expansion, leading to the production of inflammatory chemokines and cytokines.
Macrophages play a significant role in adipose tissue inflammation, with obesity shifting the balance from M2 to pro-inflammatory M1 macrophages.
T cells infiltrate adipose tissue during obesity, with different subtypes playing various roles in inflammation and insulin sensitivity.
Natural killer cells and B cells also contribute to the immune response in adipose tissue and may influence insulin resistance.
Mast cells are involved in antigen presentation and leukocyte recruitment, with their content having both pro- and anti-inflammatory properties.
Eosinophils may help modulate macrophage polarization and are a source of anti-inflammatory cytokines in obesity.
Key mechanisms involved in metabolic diseases related to inflammation have been identified, suggesting the potential use of immunomodulatory strategies for treatment.
Combining approaches that promote energy expenditure or block energy storage with anti-inflammatory therapies could offer personalized treatments for chronic metabolic disorders.
Transcripts
el sistema inmune y el metabolismo son
mecanismos evolutivos que más de ser de
suma importancia trabajan en conjunto
para ejemplificar esto podemos hablar de
la del cuerpo graso en la drosófila el
cual es un órgano una especie mosca que
tiene como función eh detectar la la
biodisponibilidad de energía y generar
respuestas respuestas inmunitarias en
función del metabolismo otro ejemplo
sería de las personas con obesidad donde
el exceso de nutrientes genera
respuestas inmunitarias como la
activación de los tlr o de los nlr y
esto con el fin de producir respuestas
inmunes de tipo nutricionales Bueno
ahora seguimos con vías moleculares que
vinculan la inflamación y la resistencia
a la insulina el artículo nos habla
sobre la inflamación Crónica en personas
con obesidad Y cómo esto se relaciona
con una disminución de la sensibilidad a
la insulina especialmente en tres
tejidos tejido adiposo hígado y músculo
como lo pod ver en la imagen ahora la
señalización de la insulina normalmente
eh se une la insulina seg una sub
receptor celular est inicia cascadas
intracelulares y que regula la absorción
de glucosa síntesis de proteína y otros
procesos metabólicos Bueno adentrándonos
un poco más en lo dicho por el artículo
tenemos que ver la vias señalización de
la insulina podemos ver acá que IRS
Generalmente es fosforada en sitios de
tirosina Pero algunas quinas
inflamatorias como jnk ik kk beta y
proteín quinasa C la van a fosforilar en
residos de cina esto quea provocar que
no se dé la cascada de señalación que
principalmente nos va a dar el
transporte del grou 4 a la membrana para
dejar que la glucosa entre a la célula
esto como dónde se vio eh gracias a unos
estudios en ratones donde cuando no se
presentaba el Gen para jnk no se
presentaba una resistencia a la insulina
Bueno pero ahora De dónde salen estas
quinasas inflamatorias como podemos ver
acá y como nos habla el artículo tenemos
al a los factores de transición NF K
beta y ap1 ahora en esta gráfica podemos
ver como nfk Beta eh codifica para la
interlu 6 y tnf Alfa esta interlu 6 y
tnf Alfa al final eh producirán que jnk
y Sox S3 fosfori en a IRS en en residuos
de serina y no de tirosina produciendo
esta resistencia a la insulina Bueno
ahora vamos a hablar de cómo la
inflamación es un puente entre la
obesidad y el síndrome metabólico a
continuación vamos a hablar de qué es el
síndrome metabólico Este es un un
conjunto de trastornos metabólicos que
aumentan el riesgo de que los pacientes
tengan enfermedades cardiovasculares y
diabetes tipo do Cuáles son los
trastornos que hemos tener en cuenta la
resistencia a la insulina la obesidad en
especial en la zona abdominal y la
hipertensión ahora vamos a hablar De
dónde proviene la inflamación en estos
pacientes como dije anteriormente la
mayoría de pacientes que pueden tener
síndrome metabólico son pacientes que
tienen obesidad en la zona abdominal Por
ende esta obesidad se puede generar
porque tiene un eh una dieta rica en
grasas saturadas o y azúcares o porque
tienen rutinas de sentar ismo o poco
ejercicio a continuación vamos a
explicar la relación entre la obesidad y
la inflamación ahora vamos a hablar del
papel que tiene el tejido adiposo en la
inflamación el tejido adiposo puede
producir citoquinas proinflamatorias
como su nombre lo dice van a aumentar la
inflamación de la persona eh estas son
el factor de necrosis tular Alfa y la
interlu 6 También el papel un papel
importante del tipo es que produce
mecanismos de resistencia la insulina
Por ende la persona va a tener des
regularidades eh del nivel de azúcar en
la sangre lo que puede llevar a un tipo
de diabetes a continuación vamos a
explicar el círculo vicioso este círculo
consta de que una persona con obesidad
puede generar inflamación por el
mecanismo anteriormente explicado Por
ende como tiene una resistencia a la
insulina puede generar una diabetes lo
cual puede conllevar a un síndrome
metabólico eh que puede generar también
eh enfermedades cardiovasculares se
recomienda que para eh disminuir la
información que por lo general está dada
por obesidad se eh realice eh rutinas de
ejercicio tenga hábitos saludables al
igual que una dieta
saludable usualmente cuando nos
referimos a la inflamación nos referimos
a la inflamación aguda clásica esta se
caracteriza por ser la respuesta
adaptativa a un estímulo dañino y
también porque tiene fases como el
intento de remover el estímulo la
resolución o la reparación que están
dadas en un periodo de tiempo corto Y
también con una gran amplitud y también
porque cuando ocurre este tipo de
inflamación Nosotros sabemos que ocurren
los signos cardinales de inflamación
esto es distinto a la metaflon ya que es
una mal función del tejido y tiene otras
características Entonces en este caso va
a tener dos tipos de diferencias en
cuanto a la aguda clássica la primera es
el desencadenante ya de que no vamos a
tener un estímulo sino más bien unas
respuestas inflamatorias como es la
secreción de citoquinas o también la
activación de ciertos receptores como el
tlr4 y la activación a nivel sistémico
de diferentes tejidos en cuanto a la
duración debido a esta secreción de
citoquinas vamos a tener que si bien la
otra se resuelve rápidamente y es breve
esta Va a ser persistente por el tiempo
y también no va a tener una resolución
es uno de los primeros órganos
influenciados por el exceso nutricional
este dado que puede comunicarse con
otros órganos periféricos puede afectar
al organismo en su totalidad un claro
ejemplo de esto es que las
manipulaciones genéticas dentro de los
adipositos que mejoran la sensibilidad a
la insulina también suelen mejorar la
sensibilidad a nivel sistémico a menudo
también eh contribuyendo a la
homeóstasis en la glucosa lo cual nos
lleva a hablar sobre el estado
inflamatorio de la obesidad pues una de
sus mayores características es el
aumento de la infiltración de células
inmunitarias en el tejido adiposo
especialmente el tejido adiposo blanco
Asimismo el estrés está asociado a la
expansión del tejido adiposo lo que
resulta en la producción de quimiocinas
y citocinas inflamatorias como mcp1 la
interlu 6 y el factor de necrosis
tumoral Alfa la inflamación por su parte
activa no solo a los leucocitos sino que
también atrae a muchas otras células
inmunes en la
sangre los macrófagos están en casi
todos los tejidos del cuerpo y cumplen
con diversas funciones en la actualidad
se ha descubierto que el tejido adiposo
en personas obesas está infiltrado por
una gran cantidad dec ó fagos Y se cree
que este podría ser una de las causas de
la inflamación sistémica Pues en la
transición de que una persona sea
delgada a que sea obesa los macrófagos
pasan de conformar El 10% del tejido
adiposo de la persona a más del 50% en
el tejido de hipo de personas sanas los
macrófagos son en su mayoría macrófagos
de tipo m2 que producen citocinas
antiinflamatorias como el eh la interlu
10 y el antagonista de receptor interlu
un sin embargo la obesidad hace que haya
menos macrófagos m2 que son
inmunoregulador y más macrófagos M1 que
son proinflamatorios pues expresan altos
niveles de ainos y citosinas
proinflamatorias estas citosinas pueden
actuar localmente o tener efectos
sistémicos para evaluar las funciones de
los macrófagos se eliminó selectivamente
a las células cd11 positivas es decir
que tuvieran un marcador presente en los
macrófagos M1 el ratón obesos al final
la eliminación de esta célula redujo el
número de macrófagos y disminuyó la
inflamación del tejido adiposo y mejoró
la sensibilidad a la insulina de la
misma manera un análisis de micror reis
en macrófagos M1 y m2 indica que los
genes de oxidación de ácidos grasos son
más activos en macrófagos m2 sugiriendo
diferentes demandas metabólicas según el
tipo de macrófago además los macrófagos
en tejidos ajustan rápidamente sus
programas genéticos en respuesta a
perturbaciones en energéticas lo que
sugiere que la clasificación de
macrófagos M1 y m2 es demasiado
simplificada la vida de señalización
cd40 y cd154 ha sido utilizada para
controlar la actividad de los macrófagos
y la activación de las células t en
diversas patologías pues se ha
comprobado que la deficiencia de cd40
exacerba la inflamación del tejido
adiposo inducida por la obesidad al
aumentar el número de macrófagos M1 y
células T con marcador cd8 positivo una
célula de Gran importancia en esta
situación vendrían siendo las células
trex las cuales secretan señales
antiinflamatorias que inhiben la
migración de macrófagos e inducen la
diferenciación beneficiosa de macrófagos
similares a m2 de esta manera generando
efectos
antiinflamatorios también se ha
demostrado que las células t como un
subconjunto de linfocitos se infiltran
en el tejido adiposo durante la obesidad
estudios han demostrado el papel
fundamental de las células t en el
tejido adiposo para La regulación de la
sensibilidad a la insulina en modelos de
ratones o esos dentro del microambiente
adiposo las interacciones directas o
indirectas entre las células t y los
adipocitos pueden ser multifacéticas uno
de las proteínas que promueve
reclutamiento para linfocitos en este
tejido es rantes mediante la unión a su
receptor ccr5 puede promover la
acumulación de linfocitos en el tejido
adiposo blanco de manera similar la
interacción entre la proteína 10
inducible por el interferón gama y su
receptor
cxcr3 puede contribuir el reclutamiento
de células t en el tejido adiposo además
los linfocitos pueden modular la
secreción de de citocinas de los
adipocitos mediante la activación de la
diada cd40 y cd40l y viceversa los
distintos subtipos de células t
desempeñan diferentes funciones en el
curso de la inflamación del tejido iposo
relacionado con la obesidad
específicamente las células t que
expresan el mercador de superficie cd8
son las que secretan citoquinas
proinflamatorias un estudio realizado ha
demostrado que el porcentaje de células
cd8 positivas se relaciona positivamente
con la actividad de la caspasa 1 que es
un componente del inflamasoma
nlrp3 Asimismo las células t
colaboradoras de tipo th1 producen
citosinas proinflamatorias y las th2
producen citosinas
antiinflamatorias en la obesidad los
linfocitos asociados al tejido adiposo
se reorganizan intercambiando un pequeño
eh sus células th2 con una población
mucho más grande y más inflamatoria
dominada por th1 y cd8 positivos Este
cambio con un un ambiente
progresivamente proinflamatorio que
promueve la resistencia a la insulina
pues se ha demostrado que los ratones
que carecen de linfocitos t tienen un
mayor peso corporal y una mayor
resistencia al ina En comparación con
los ratones de tipo
Salvaje las células natural kiler juegan
un papel muy importante dentro de la
inmunidad sin embargo no es muy claro el
papel que cumplen dentro del metabolismo
y la obesidad concretamente pero se han
encontrado dos vertientes dentro de lo
que es la transferencia adoptiva de las
células natural Killer eh la primera se
hizo en ratones obesos en donde se
encontró que se redujo la estat
hepatitis no alcohólica y la
intolerancia a la glucosa Asimismo en
otro tipo de ratones se encontró que se
redujo la cantidad de macrófagos en el
tejido adipos por otro lado tenemos a
las células B estas son productoras de
anticuerpos y están muy relacionadas en
la infiltración de tejido de hiipo
blanco esta señal llega mucho antes que
la de los linfocitos t o los macrófagos
Asimismo está relacionada con la
resistencia de la insulina por
autoanticuerpos y gg por otro lado
tenemos a los mastocitos los cuales
juegan un papel muy importante en la
presentación antigénica en células
dendríticas y en el reclutamiento de
leucocitos eh además lo más importante
de estas células es de Su contenido Ya
que en estas tenemos cinas proteasas
histamina serotonina leenos y trombex
ano que tienen propiedades tanto
proinflamatorias como antiinflamatorias
ya en términos de la obesidad tenemos
varias cosas lo primero es que en
ratones obesos y diabéticos se encuentra
una sobreexpresión de mastocitos esto en
las células ependimarias en el tejido
subcutáneo ya por otro lado eh se
encontró que si se ataca o se reduce la
cantidad de mastocitos ayuda a la
reducción de peso y a la homeóstasis de
la
glucosa ya como último componente
celular tenemos a los ucinf ilos estas
células son el principal componente de
inmunidad ante parásitos sin embargo
entre la obesidad se encontró que pueden
ayudar a la modulación de la
polarización de macrófagos
específicamente a los m2 y además son la
principal fuente de interlu 4 interlu 1
los cuales tienen un componente
importante en la
antiinflamator obesos que se le
suministraba alto contenido graso estas
células ayudan a la tolerancia a la
glucosa que la inflamación por
infecciones graves o traumas deterior el
metabolismo aún no se sabe si lo mismo
ocurre con los trastornos metabólicos
crónicos investigaciones recientes han
identificado mecanismos claves
involucrados en las
enfermedades metabólicas relacionadas
con inflamación lo que sugiere el uso de
estrategias inmunomoduladoras para
tratar Eh pues las las complicaciones
relacionadas a obesidad en situaciones
de exceso de energía las señales
metabólicas pueden generar inflamación
empeorando así en la función metabólica
y creando un ciclo de estrés e
inflamación Crónica por último es
importante decir que la combinación de
enfoques que promuevan el gasto de
energía o que bloqueen el almacenamiento
de energía junto con terapias
autoinflamatorias podrían ofrecer Eh
pues tratamientos personalizados a
personas con trastornos metabólicos
crónicos
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