Summary
What we would like to have accomplished in this discussion, is perhaps mainly to have emphasized once more the likelihood that adipose tissue is a predominant site of insulin action, perhapsthe predominant site. Insulin would seem to be the primary hormone of energy storage, favouring both the deposition and the retention of the major energy store: fat in adipose tissue. While it may still be true, that both these effects — storage and retention — are the result of just one primary action — increased glucose transport — a separate effect directly resulting in decreased fatty acid mobilization may be an important aspect of this control, as well. We consider the availability for study of isolated adipose tissue cells, which still appear to be fully responsive to insulin, a major advance, holding the promise of arriving some day at a true understanding of the intimate mechanism of insulin action. When considering the regulation of fat release from adipose tissue, it would seem that closer scrutiny of the controlling importance of blood and plasma flow through the tissue might well be warranted.
Adipose tissue is no longer considered a static tissue; it is recognized as what it is: the major site of active regulation of energy storage and mobilization, one of the primary control mechanisms responsible for the survival of any given organism. Although general recognition of the important role played by adipose tissue has abruptly increased during the past ten years, it remains for the future to provide us with a detailed understanding of many aspects of the control systems which are operative in each instance.
Résumé
Nous avons résumé dans cette leçon les arguments qui nous poussent à penser que l'action de l'insuline sur le tissu adipeux est une des actions les plus importantes, peut-être bien l'action principale même de cette hormone. En effet, il semble de plus en plus probable, que l'insuline est l'hormone anabolique par excellence, favorisant aussi bien l'accumulation que la rétention de la principale réserve calorique de l'organisme, soit les triglycérides du tissu adipeux. Une action importante de l'insuline sur le tissu adipeux est certainement celle d'accélérer le transport du glucose au niveau de la membrane cellulaire, et il semblerait que cette accélération pourrait résulter de l'affinité plus grande d'une composante du mécanisme de transport pour le glucose. Le mécanisme de transport du glucose au niveau de la membrane de ce tissu correspond bien aux critères d'une diffusion facilitée utilisant un transporteur mobile, tout comme c'est le cas pour les cellules musculaires, les érythrocytes ou les levures. Si l'importance de l'action insulinique au niveau du transport du glucose est acquise, il n'est pourtant pas possible d'expliquertous les effets de l'insuline sur le tissu adipeux au moyen de cette seule action. En particulier, il est probable que l'insuline agisse également de façon directe en inhibant la mobilisation des acides gras, soit au niveau de la lipolyse, soit au niveau du transfert des acides gras au travers de la membrane cellulaire. Nous pensons que la possibilité qui existe maintenant d'étudier des cellules adipeuses isolées en suspension, cellules gardant leur sensibilité à l'insuline, est un important pas en avant et nous permettra peut-être d'analyser plus en détail le mécanisme d'action de l'hormone.
Le tissu adipeux n'est plus considéré comme un tissu statique. Son importance pour l'homéostase de l'organisme est pleinement reconnue, importance qui découle de la présence au niveau de ce tissu des mécanismes de contrôle qui sont responsables de l'accumulation et de la mobilisation des réserves énergétiques, donc de facteurs qui contribuent de façon essentielle à la capacité de survie de tout organisme. Nous pensons que parmi les mécanismes de contrôle qui ont été considérés, une importance insuffisante a été donnée jusqu'ici aux facteurs servant à régler le débit sanguin et plasmatique de ce tissu, et par là l'apport d'albumine au voisinage de la cellule adipeuse, albumine nécessaire à la solubilisation et au transport des acides gras libérés de la cellule. Si au cours de ces dernières dix années nous en sommes venus à reconnaître clairement le rôle important que joue le tissu adipeux dans l'homéostase énergétique, il faut bien reconnaître également que nos connaissances ne s'étendent encore qu'à certains aspects du métabolisme de ce tissu, et qu'un nombre bien plus grand reste à découvrir.
Zusammenfassung
Was wir in dieser Diskussion ausführen wollten, ist vielleicht vor allem der nachdrückliche Hinweis darauf, daß das Fettgewebe wahrscheinlich ein Hauptangriffspunkt, wenn nicht sogarder Hauptangriffspunkt der Insulinwirkung ist. Insulin scheint das wichtigste Hormon der Energiespeicherung zu sein, indem es sowohl die Ablagerung als auch die Erhaltung des energiereichsten Vorratsstoffes, nämlich der Triglyceride im Fettgewebe fördert. Wenn es auch heute noch möglich scheint, daß diese beiden Vorgänge, Ablagerung sowie Erhaltung, die Folge einer einzigen Primärwirkung des Insulins, nämlich des gesteigerten Glukosetransportes, sind, so scheint es doch wahrscheinlicher, daß das Hormon noch direkt eine verminderte Freisetzung von Fettsäuren als gesonderten Effekt bewirkt. Daß nunmehr der Untersuchung des Fettgewebes isolierte Fettzellen zur Verfügung stehen, deren Ansprechbarkeit für Insulin voll erhalten zu sein scheint, halten wir für einen großen Fortschritt in dem Bestreben, eines Tages den tatsächlichen Mechanismus der Insulinwirkung voll durchschauen zu können. Was die Regulation der Fettfreisetzung aus dem Fettgewebe betrifft, so erscheint es uns wichtig, sich der näheren Erforschung der Bedeutung des Blut- und Plasmaflusses durch das Gewebe für diesen Steuerungsmechanismus intensiv zuzuwenden. Man sieht heute das Fettgewebe nicht mehr als stoffwechselträges Gewehe an, sondern als das, was es ist, nämlich als den Hauptsitz der aktiven Regulation der Energiespeicherung und Energiemobilisation, also einer der wichtigsten Steuerungsmechanismen für das Überlehen jedes Organismus. Obwohl die bedeutende Rolle des Fettgewebes in den letzten Jahren immer allgemeiner anerkannt wird, verbleibt uns doch für die Zukunft die Aufgabe, uns um die genaue Erkenntnis der Einzelheiten der vielfältigen Steuerungssysteme zu bemühen.
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References
Antoniades, H.N., andK. Gundersen: Studies on the state of insulin in blood: dissociation of purified human blood insulin complexes by incubation with adipose tissue extracts in vitro. Endocrinology68, 36–42 (1961).
Barnett, R., andE.G. Ball: Metabolic and ultra-structural changes induced in adipose tissue by insulin. J. Biophys. Biochem. Cytol.8, 83–101 (1960).
Beigelman, P.M., andP.B. Hollander: Effect of insulin upon resting electrical potential of adipose tissue. Proc. Soc. Exp. Biol. Med.110, 590–595 (1962); — Effects of hormones upon adipose tissue membrane electrical potentials. Proc. Soc. Exp. Biol. Med.116, 31–35 (1964).
Benjamin, W., andA. Gellhorn: The effect of diabetes and insulin on the biosynthesis of individual fatty acids in adipose tissue. J. Biol. Chem.239, 64–69 (1964).
Cahill, G.F., B. Jeanrenaud, B. Leboeuf andA.E. Renold: Effects of insulin on adipose tissue. Ann. N.Y. Acad. Sci.82, 403–411 (1959a).
Cahill, G.F., Jr.,B. Leboeuf andA.E. Renold: Studies on rat adipose tissue in vitro. III. Synthesis of glyeogen and glyceride glycerol. J. Biol. Chem.234, 2540–2543 (1959b).
Carlson, L.A., J.Boberg, and B.HÖgstedt: Some physiological and clinical implications of lipid mobilization from adipose tissue, chapter 63, in Renold and Cahill, 1965.
Crofford, O.B., and A.E.Renold: Insulin and glucose transport in adipose tissue. In: Abstracts of communications presented at the First Meeting of the Federation of European Biochemical Societies, p. 99 London 1964; — Glucose uptake by incubated rat epididymal adipose tissue. Rate-limiting steps and site of insulin action. J. Biol. Chem.240, 14–21 (1965a); — Glucose uptake by incubated rat epididymal adipose tissue: characteristics of the glucose transport system. J. Biol. Chem. in press, (1965b).
Dipietro, D.L.: Hexokinase of white adipose tissue. Biochini. Biophys. Acta67: 305–312 (1963).
Dole, V.P.: A relation between non-esterified fatty acids in plasma and the metabolism of glucose. J. Clin. Invest.35, 150–154 (1956).
Favarger, P., andH. Bodur: The effect of insulin on the synthesis of fats in mouse adipose tissue, in vivo. J. Physiol. (Paris)48, 534–537 (1956).
Gordon, R.S., Jr., andA. Cherkes: Unesterified fatty acid in human blood plasma. J. Clin. Invest.35, 206–212 (1956); — Production of unesterified fatty acids from isolated rat adipose tissue incubated in vitro. Proc. Soc. Exp. Biol. Med.97, 150–151 (1958).
Hausberger, F.X., S.W. Milstein, andR.J. Rutman: The influence of insulin on glucose utilization in adipose and hepatic tissues in vitro. J. Biol. Chem.208, 431–438 (1954).
Jungas, R.L., andE.G. Ball: Studies on the metabolism of adipose tissue. XII. The effects of insulin and epinephrine on free fatty acid and glycerol production in the presence and absence of glucose. Biochemistry2, 383–388 (1963).
Kekwick, A.: On adiposity. Brit. Med. J.1946 II, 407–414.
Kipnis, D.M.: Regulation of glucose uptake by muscle. Functional significance of permeability and phosphorylating activity. Ann. N.Y. Acad. Sci.82, 354–365 (1959).
Krahl, M.E.: The effect of insulin and pituitary hormones on glucose uptake in muscle. Ann. N.Y. Acad. Sci.54 649–670 (1951).
Laurell, S.: Plasma free fatty acids in diabetic acidosis and starvation. Scand. J. Clin. Lab. Invest.8, 81–82 (1956).
Lawrence, R.D.: Lipodystrophy and hepatomegaly with diabetes, lipemia and other metabolic distrubances. A case throwing new light on the action of insulin. Lancet1946 I, 724, 773
Lefevre, P.G.: Rate and affinity in human red blood cell sugar transport. Am. J. Physiol.203, 286–290 (1962)
Levine, R., andM. Goldstein: On the mechanism of action of insulin. Recent Progr. Hormone Res.11, 343–375 (1955).
Mahler, R., W.S. Stafford, M.E. Tarrant andJ. Ashmore: The effect of insulin on lipolysis. Diabetes13, 297–302 (1964).
Morgan, H.E., D.M. Regen andC.R. Park: Identification of a mobile carriermediated sugar transport system in muscle. J. Biol. Chem.239, 369–374 (1964).
Park, C.R., D. Reinwein, M.J. Henderson, E. Cadenas andH. Morgan: The action of insulin on the transport of glucose through the cell membrane. Am. J. Med.26, 674–684 (1959).
Rafaelsen, O.L., V. Lauris andA.E. Renold: Localized intraperitoneal action of insulin on rat. Diaphragm and epididymal adipose tissue in vivo. Diabetes14, 19–26 (1965).
Randle, P.J., andH.E. Morgan: Regulation of glucose uptake by muscle. Vitamins Hormones20, 199–249 (1962).
Renold, A.E., and G.F.Cahill, Jr., Editors: Handbook of Physiology, Section 5: Adipose Tissue. Am. Physiol. Soc. Washington, D.C., distributed by Williams and Wilkins, Baltimore, Maryland (1965).
Renold, A.B., A. Marble andD.W. Fawcett: Action of insulin on deposition of glyeogen and storage of fat in adipose tissue. Endocrinology46, 55–66 (1950).
Renold, A.E., A.I. Winegard andD.B. Martin: Diabetes mellitus and adipose tissue. Helv. Med. Acta24, 322–327 (1957).
Renold, A.E., B. Jeanrenaud, A.I. Winegrad andD.B. Martin: Adiopse tissue: a major site of metabolic interrelation between carbohydrates and fats. In: Modern Problems in Pediatrics, vol. 4 p. 120, edited by S. Karger. Basel, Switz. 1959.
Renold, A.E., A.I. Winegrad, B. Jeanrenaud andD.B. Martin: Suggested importance of adipose tissue as a site of insulin action and as a major site of metabolic interrelations between carbohydrates and fats. In: The Mechanism of Action of Insulin p. 153, Oxford: Blackwell Scientific Publications, Ltd. 1960.
Renold, A.E., O.B. Crofford, H. Bürgi andE.R. Froesch: Insulin and the metabolism of adipose tissue. In: G.A. Wrenshall and B.S. Leibel, Editors. On the Nature and Treatment of Diabetes, Excerpta Medica Foundation, Amsterdam, The Netherlands, in press, 1965.
Rodbell, M.: Metabolism of isolated fat cells. I. Effects of hormones on glucose metabolism and lipolysis. J. Biol. Chem.239, 375–380 (1964); — The metabolism of isolated fat cells. Chapter 47. In:Renold andCahill, 1965.
Schnatz, J.D., andR.H. Williams: The effect of acute insulin, deficiency in the rat on adipose tissue lipolytic activity and plasma lipids. Diabetes12, 174–178 (1963).
Shaw, W.N., andE.W. Shuey: The presence of two forms of insulin in normal human serum. Biochemistry2, 286–289 (1963).
Stauffacher, W., O.B.Crofford, B.Jeanrenaud and A.E.Renold: Comparative studies of muscle and adipose tissue metabolism in non-obese and obese mice. Ann. N.Y. Acad. Sci., in press, 1965.
Wertheimer, E., andB. Shapiro: The physiology of adipose tissue. Physiol. Rev.28, 451–464 (1948).
Wilbrandt, W., andT. Rosenberg: The concept of carrier transport and its corollaries in pharmacology. Pharmacol. Rev.13, 109–183 (1963).
Wilbrandt, W.: Transport through biological membranes. Ann. Rev. Physiol.25, 601–630 (1963).
Winegrad, A.I., andA.E. Renold: Studies on rat adipose tissue in vitro. I. Effects of insulin on the metabolism of glucose, pyruvate and acetate. J. Biol. Chem.233, 267–272 (1958a); — Studies on rat adipose tissue in vitro. II. Effects of insulin on the metabolism of specifically labelled glucose. J. Biol. Chem.233, 273–276 (1958b).
Wirsen, C.: Adrenergic innervation of adipose tissue examined by fluorescence microscopy. Nature202, 913 (1964).
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Delivered byAlbert E. Renold. Parts of this paper have also served as basis for parts of the 20th Jacobaeus Lecture, delivered at the Niels Steensens Hospital Auditorium in Copenhagen, Denmark, March 1965.
The studies reported on here have been supported by grant No. 2343 of the Fonds National Suisse de la Recherche Scientifique and by a grant-in-aid from the Fondation Emil Barell pour le Développement des Recherches Médico-scientifiques.
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Renold, A.E., Crofford, O.B., Stauffacher, W. et al. Hormonal control of adipose tissue metabolism, with special reference to the effects of insulin. Diabetologia 1, 4–12 (1965). https://doi.org/10.1007/BF01338709
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DOI: https://doi.org/10.1007/BF01338709