Summary
The following parameters have been determined or calculated in isolated adipocytes from subcutaneous human adipose tissue from normal weight and obese subjects, obtained during surgical interventions or from volunteers who received local anaesthesia. Mean cell diameter, mean cellular lipid content, mean fat cell volume, and volume of lipid-free space. In fat cell extracts the activities of the following enzymes were measured: Glucose-6-phosphate-dehydrogenase, Phosphoglucomutase, Fructose-6-phosphatekinase, Hexosephosphate-isomerase, Aldolase, Glycerolaldehyde-phosphate-dehydrogenase, Phosphoglycerate-kinase, Pyruvate-kinase, Lactate-dehydrogenase. — In subjects with more than 50% overweight, the mean fat cell diameter was significantly increased. Mean fat cell volume calculated from fat cell diameter increased from 376±115 mm3 × 10−6 in normal weight to 799±99.5 mm3 × 10−6 in obesity. — In obese subjects the mean lipid content of individual adipocytes was twice as high as in normal weight subjects. The lipidfree residual space was also significantly larger in obesity. Nevertheless, this lipid-free space occupied a significantly smaller percentage of a defined fat cell mass in obese than in normal weight subjects. — Related to triglyceride content, the activities of HIM, G6PDH, and Aldolase were significantly reduced in adipocytes of subjects with more than 50% overweight, in a second series this was true for LDH also. There were significant negative correlations of the logarithms of these enzymes to the logarithm of overweight. There was an increased mean absolute enzyme content in adipocytes of obese subjects compared with those of normal weight persons. However, this increase was significant for LDH and HIM only. It is not certain that the enzyme pattern in the fat cells of obese subjects is related to the increase in cell volume. When related to a defined fat cell mass after correction for extra-cellular space, diminished activities for Aldolase, G6PDH, HIM, and LDH were found.
Résumé
Les mesures suivantes onp été faites sur des cellules adipeuses de tissu humain sous-cutané provenant de sujets obèses et de sujets normaux: diamètre moyen des cellules, contenu lipidique moyen des cellules, volume moyen des cellules adipeuses et volume de l'espace sans lipides. Le tissu a été obtenu à l'occasion d'opérations chirurgicales ou chez des volontaires sous anesthésie locale. Dans des extraits de cellules adipeuses ont été mesurées les activités des enzymes suivants: glucose-6-phosphate déshydrogenase, phosphoglucomutase, fructose-6-phosphate kinase, hexosephosphatisomerase, aldolase, glycerinaldehydphosphate déshydrogenase, phosphoglycerate kinase, pyruvate kinase, lactate déshydrogenase. — Le diamètre moyen des cellules adipeuses est significativement augmenté chez les sujets obèses d'un poids excédant 50% de la normale. Le volume moyen des cellules adipeuses calculé d'après le diamètre des cellules adipeuses est passé d'une valeur de 376±115× 10−6 mm3 chez des sujets normaux à une valeur de 799±99.5× 10−6 mm3 chez des sujets obèses. — Le contenu lipidique moyen d'une cellule adipeuse isolée est deux fois plus important que chez les sujets normaux. De même, l'espace cellulaire sans lipides est significativement accru. Mais le pourcentage de l'espace sans lipides par rapport à une masse de cellules adipeuses définie est significativement moins élevé chez les sujets obèses que chez les normaux. — Par rapport aux triglycerides, les activités des enzymes HIM, G6PDH et aldolase dans les cellules adipeuses de sujets ayant un excédent de poids supérieur à 50% sont plus réduites et de même dans une deuxième série, y compris LDH. Les logarithmes des activités de ces enzymes et ceux de l'excédent de poids sont en corrélation négative de façon significative. Le contenu moyen absolu des enzymes des cellules adipeuses chez les sujets obèses s'est montré supérieur par rapport à celui des cellules des sujets de poids normaux. L'augmentation n'est significativement élevée que pour LDH et HIM. Le comportement des enzymes dans les cellules adipeuses de sujets obèses n'est pas en relation avec l'augmentation du volume de la cellule adipeuse. Au contraire, les activités se montrent plus réduites pour les enzymes G6PDH, HIM et LDH, si les valeurs sont mises en rapport avec une masse de cellules adipeuses définie après la correction de l'espace extracellulaire.
Zusammenfassung
An isolierten Fettzellen aus subcutanem menschlichen Fettgewebe Normgewichtiger und Adipöser, das bei chirurgischen Operationen gewonnen oder bei Freiwilligen in Lokalanästhesie exzidiert wurde, wurden folgende Parameter gemessen bzw. berechnet: mittlerer Zelldurchmesser, mittlerer Lipidgehalt der Zellen, mittleres Fettzellvolumen und Volumen des lipidfreien Raumes. In Fettzellextrakten wurden die Aktivitäten folgender Enzyme gemessen: Glucose-6-Phosphatdehydrogenase, Phosphoglucomutase, Fructose-6-phosphatkinase, Hexosephosphatisomerase, Aldolase, Glycerinaldehydphosphatdehydrogenase, Phosphoglyceratkinase, Pyruvatkinase, Lactatdehydrogenase. — Der mittlere Fettzelldurchmesser war bei Fettsüchtigen mit einem Übergewicht von mehr als 50% signifikant erhöht. Das aus dem Fettzelldurchmesser errechnete mittlere Fettzellvolumen stieg von einem Wert von 376±115 × 10−6 mm3 bei Normgewichten auf 799±99.5 × 10−6 mm3 bei Fettsüchtigen. — Der mittlere Lipidgehalt einer einzelnen Fettzelle war bei Fettsüchtigen mehr als doppelt so groß als bei Normgewichtigen. Auch der lipidfreie Restraum war bei Fettsüchtigen signifikant größer. Der prozentuale Anteil dieses lipidfreien Raumes an einer definierten Fettzellmasse war aber bei Übergewichtigen signifikant kleiner als bei Normgewichtigen. — Bezogen auf Triglyceride waren die Aktivitäten der Enzyme HIM, G6PDH und Aldolase in den Fettzellen der Probanden mit mehr als 50% Übergewicht signifikant herabgesetzt, in einer zweiten Serie auch LDH. Es bestanden signifikante negative Korrelationen der Logarithmen dieser Enzyme zum Logarithmus des Übergewichtes. Der mittlere absolute Enzymgehalt der Fettzellen Fettsüchtiger wurde gegenüber demjenigen der Zellen Normgewichtiger erhöht gefunden. Der Anstieg war aber nur für LDH und HIM signifikant. Das Verhalten der Enzyme in den Fettzellen Adipöser stand nicht sicher in Relation zur Volumenvergrößerung der Fettzelle. Im Gegensatz dazu ergaben sich herabgesetzte Aktivitäten für die 4 untersuchten Enzyme Aldolase, G6PDH, HIM und LDH, wenn die Werte auf eine definierte Fettzellmasse nach Korrektur für den extrazellulären Raum bezogen wurden.
Article PDF
Similar content being viewed by others
References
Berger, M., Gries, F.A., Herberg, L., Liebermeister, H.: Insulinempfindlichkeit des Glukosestoffwechsels und der Lipolyse im menschlichen Fettgewebe in vitro bei Adipositas mit und ohne Diabetes mellitus. Diabetologia in press.
Bjurulf, P.: Atherosclerosis and body build with special reference to size and number of subcutaneous fat cells. Acta med. scand. Suppl. 349, 7 (1959).
Bücher, Th., Pette, Luh: Einfache und zusammengesetzte optische Tests mit Pyridinnucleotiden. In: Hoppe-Seyler-Thierfelder: Handbuch der phys.- und path.-chem. Analyse. Bd. VI A. Berlin, Göttingen, Heidelberg, New York: Springer.
Eggstein, M., Kreutz, F.H.: Eine neue Bestimmung der Neutralfette im Blutserum und Gewebe. I. Mitteilung: Prinzip, Durchführung, Besprechung der Methode. Klin. Wschr. 44, 262–267 (1966). II. Mitteilung: Zuverlässigkeit der Methode andere Neutralbestimmungen, Normalwerte für Triglyceride und Glycerin im menschlichen Blut. Klin. Wschr. 44, 267–273 (1966).
Crofford, O.B., Renold, A.E.: Glucose uptake by incubated rat epidydimal adipose tissue, J. biol. Chem. 240, 14 (1965).
Englhardt, A., Hagemann, K., Jahnke, K.: Enzyme des energieliefernden Stoffwechsels im menschlichen Fettgewebe. Enzymol. biol. Clin. 9, 287 (1968).
—, Gries, F.A., Preiss, H., Jahnke, K.: Vergleichende Untersuchungen über Protein- und Lipidgehalt und die Aktivitäten von Enzymen der Glycolyse und des Pentosephosphat-Shunts im Fettgewebe und in isolierten Fettzellen Stoffwechselgesunder. Hormon- und Stoffwechselforschung 1, 228 (1969).
-Feld, Gries, F.A., Preiss, H.: (unpublished)
Entenman, C., Goldwater, W.H., Ayres, N.S., Behnke, A.R.: Analysis of adipose tissue in relation to body weight loss in man. J. appl. Physiol. 13, 129 (1958).
Folch, J.M., Lees, H.G., Sloane, S.: A simple method for the isolation and purification of total lipids from animal tissues J. biol. Chem. 225, 497 (1957).
Forbes, R.M., Cooper, A.P., Mitchell, H.H.: The composition of the adult human body as determined by chemical analysis. J. biol. Chem. 213, 359 (1953).
Hausberger, F.X., Hausberger, B.C.: Effect of insulin and cortisone on weight gain protein and fat content of rats. Amer. J. Physiol. 193, 455 (1958).
Hirsch, J., Goldrick, R.B.: Serial studies on the metabolism of human adipose tissue, I. Lipogenisis and free fatty acid uptake and release in small aspirated samples of subcutaneous fat. J. clin. Invest. 43, 1776 (1964).
Jahnke, K., Herberg, M.: Zur Methode der Neutralfettbestimmung im Serum (Enzymatischer Glycerid-Glycerin-Nachweis). Das ärztliche Laboratorium 15, 201 (1969).
Kasperek, R., Englhardt, A., Liebermeister, H., Jahnke, K.: In vitro-Untersuchungen über die Glucose-aufnahme des menschlichen Fettgewebes bei Normgewichtigen und Adipösen. Vortrag 4. Kongress Dtsch. Diabetes-Ges., Ulm 1969.
Liebelt, R.A.: Response to adipose tissue in experimental obesity as influenced by genetic, hormonal and neurogenic factors. Ann. N.Y. Acad. Sci. 110 723 (1963).
Mandle, J., Mc. Lennan, I.D., Howes, E.L.: Isolation and characterisation of proteinase and collagenase from Cl. histolyticum J. clin. Invest. 32, 1323 (1953).
Mitchell, H.H., Hamilton, T.S., Steggerda, F.R., Bean, H.W.: The chemical composition of the adult human body and its bearing on the biochemistry of the growth. J. biol. Chem. 158, 625 (1945).
Morse, W.T., Soeldner, S.: The measure of human adipose tissue mass. Handbook of Physiol., Section 5. Adipose tissue, p. 653. Washington: 1965.
Pawan, G.L.S., Close, M.: The gross chemical composition of the subcutaneous adipose tissue in the lean and obese human subject. Biochem. J. 74, 90 (1960).
Preiss, H., Hesse-Wortmann, Ch., Gries, F.A., Jahnke, K.: Die Größe menschlicher isolierter Fettzellen in Abhängigkeit vom Ernährungszustand. Vortragstagung Dtsch. Ges. Wissenschaften, Mainz, 1967.
Reuter, Englhardt, A., Liebermeister, H., Jahnke, K.: to be published.
Rodbell, M.: Metabolism of isolated fat cells. J. biol. Chem. 239, 375 (1964).
Salans, L.B., Knittle, J.L., Hirsch, J.: The role of cell size and adipose tissue insulin sensitivity in the carbohydrate intolerance of human obesity. J. clin. Invest. 47, 153 (1968).
Author information
Authors and Affiliations
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Englhardt, A., Gries, F.A., Liebermeister, H. et al. Size, lipid and enzyme content of isolated human adipocytes in relation to nutritional state. Diabetologia 7, 51–58 (1971). https://doi.org/10.1007/BF00443881
Received:
Accepted:
Published:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF00443881