The 2012 CDA-CIHR INMD Young Investigator Award Lecture: Dysfunction of Adipose Tissues and the Mechanisms of Ectopic Fat Deposition in Type 2 Diabetes

Ectopic fat deposition in skeletal muscles, liver, heart, and other tissues has been closely linked with the development of lean tissues' insulin resistance and progression toward type 2 diabetes mellitus. Mechanisms of overexposure of these tissues to fatty acids include increased de novo lipogenesis, impaired fatty acid oxidation and increased fatty acid flux to these organs. White adipose tissues are the main organs responsible for the regulation of circulating fatty acids. It has been clearly demonstrated that pre-diabetes individuals and individuals with diabetes display impaired adipose tissue dietary fatty acid storage that may lead to increased circulating flux and exaggerated lean tissue fatty acid exposure. Additionally, brown adipose tissue depots are less metabolically active in individuals with type 2 diabetes. We have developed a series of novel in vivo investigative tools using positron emission tomography to comprehensively assess postprandial interorgan fatty acid partitioning and white and brown adipose tissue metabolism in subjects with pre-diabetes and type 2 diabetes. Our findings shed new lights into the sophisticated mechanisms that regulate fatty acid partitioning and energy homeostasis during the development of type 2 diabetes. New links between abnormal dietary fatty acid metabolism and early myocardial metabolic and functional defects are now being uncovered in humans with the hope to find novel ways to predict and avoid the devastating complications of diabetes.

RésuméLe dépôt de graisse ectopique dans les muscles squelettiques, le foie, le cœur et les autres tissus a été étroitement lié au développement de l'insulinorésistance des tissus maigres et à la progression vers le diabète sucré de type 2. Les mécanismes de surexposition de ces tissus aux acides gras incluent l'augmentation de la lipogenèse de novo, l'altération de l'oxydation des acides gras et l'augmentation du flux d'acides gras à ces organes. Les tissus adipeux blancs sont les principaux organes responsables de la régulation des acides gras circulants. Il a clairement été démontré que les individus ayant un prédiabète ou un diabète montrent une altération du stockage des acides gras alimentaires dans le tissu adipeux qui peut mener à l'augmentation du flux circulant et à l'exacerbation de l'exposition des tissus maigres aux acides gras. De plus, les dépôts de tissus adipeux bruns sont moins actifs sur le plan métabolique chez les individus ayant le diabète de type 2. Nous avons développé des séries de nouveaux outils d'exploration in vivo utilisant la tomographie par émission de positrons pour évaluer de manière exhaustive la partition postprandiale des acides gras aux divers organes et le métabolisme du tissu adipeux chez les sujets ayant un prédiabète ou un diabète de type 2. Nos conclusions ont fait la lumière sur les mécanismes sophistiqués qui régulent la partition des acides gras et l'homéostasie énergétique durant le développement du diabète de type 2. Les nouveaux liens entre le métabolisme anormal des acides gras alimentaires et les anomalies précoces du fonctionnement et du métabolisme myocardiques sont maintenant connus chez les humains, suscitant l'espoir de trouver de nouveaux moyens pour prédire et éviter les complications dévastatrices du diabète.