Аннотация
Контроль клеточного метаболизма присутствует во многих органах и тканях и его потеря означает появление гипо- или гипергликемии. Высокий уровень глюкозы ведет к гликированию белков и росту в клетках концентрации кетоальдегида, метилглиоксаля (МГ). Повышение уровня этого кетоальдегида и D-лактата в органах и тканях может быть также следствием образования МГ в некоторых ферментативных реакциях, включая распад одного из субстратов гликолиза, а также превращение аминоацетона, катализируемое семикарбазидчувствительной аминооксидазой эндотелиальных клеток. МГ атакует аргининовые остатки белков, и с этим альдегидом связаны нарушение передачи инсулинового сигнала, нарушение про-, антиоксидантного равновесия, ингибирование ферментов гликолиза и др. Предложена модель клеточного метаболизма, в которой МГ играет ключевую роль в развитии инсулинорезистентности и гипергликемии, а также гипокалиемии и гипертонии. Рассмотрены способы усиления потребления глюкозы в условиях низкой активности протеинтирозинкиназы и возможное участие токоферола (его производных) в активации фосфодиэстеразы в печени и регуляции углеводного обмена. Обсуждается роль токоферолпереносящих белков (TTP) и влияние токоферола на работу в-клеток. Пока неясно, есть ли прямая связь между низким уровнем TTP и диабетом либо гипертонией, но низкий уровень TTP ведет к «затяжному окислительному стрессу».
Список литературы
Jia X., Chang T., Wilson T.W., Wu L. Methylglyoxal mediates adipocyte proliferation by increasing phosphorylation of Akt1. PLoS ONE. 2012; 7 (5): e36610.
Beisswenger B.G., Delucia E.M., Lapoint N., Sanford R.J., Beisswenger P.J. Ketosis leads to increased methylglyoxal production on the Atkins diet. Ann. N. Y. Acad. Sci. 2005; 1043: 201-10.
Pi J., Bai Y., Zhang Q., Wong V., Floering L.M. et al. Reactive Oxygen Species as a Signal in Glucose-Stimulated Insulin Secretion. Diabetes. 2007; 56 (7): 1783-91.
Chang T., Wang R., Wu L. Methylglyoxal-induced nitric oxide and peroxynitrite production in vascular smooth muscle cells. Free Radic. Biol. Med. 2005; 38: 286-93.
Chang T., Wu L. Methylglyoxal, oxidative stress, and hypertension. Can. J. Physiol. Pharmac. 2006; 84: 1229-38.
Wang H., Liu J., Wu L. Methylglyoxal-induced mitochondrial dysfunction in vascular smooth muscle cells. Biochem. Pharmacol. 2009; 77: 1709-16.
Riboulet-Chavey A., Pierron A., Durand I. et al. Methylglyoxal impairs the insulin signaling pathways independently of the formation of intracellular reactive oxygen species. Diabetes. 2006; 55: 1289-99.
Muller F.L., Lustgarten M.S., Jang Y., Richardson A., Van Remmen H. Trends in oxidative aging theories. Free Radic. Biol. Med. 2007; 43: 477-503.
Van Raamsdonk J.M., Hekimi S. Reactive oxygen species and aging in Caenorhabditis elegans: Causal or casual relationship? Antioxid Redox Signal. 2010; 13: 1911-53.
Hekimi S., Lapointe J., Wen Y. Taking a «good» look at free radicals in the aging process. Trends Cell Biol. 2011; 21: 569-76.
Van Raamsdonk J.M., Hekimi S. Superoxide dismutase is dispensable for normal animal lifespan. PNAS. 2012; 109 (15): 5785-90.
Beisswenger P.J., Drummond K.S., Nelson R.G. et al. Susceptibility to diabetic nephropathy is related to dicarbonyl and oxidative stress. Diabetes. 2005; 54: 3274-81.
Wang X., Desai K., Clausen J.T., Wu L. Increased methylglyoxal and advanced glycation end products in kidney from spontaneously hypertensive rats. Kidney Int. 2004; 66: 2315-21.
Wang H., Meng Q.H., Gordon J.R. et al. Proinflammatory and proapoptotic effects of methylglyoxal on neutrophils from patients with type 2 diabetes mellitus. Clin. Biochem. 2007; 40: 1232-9.
Wang X., Desai K., Chang T., Wu L. Vascular methylglyoxal metabolism and the development of hypertension. J. Hypertens. 2005; 23: 1565-73
Wu L., Juurlink B.H. Increased methylglyoxal and oxidative stress in hypertensive rat vascular smooth muscle cells. Hypertension. 2002; 39: 809-14.
Watson A.M., Soro-Paavonen A., Sheehy K. et al. Delayed intervention with AGE inhibitors attenuates the progression of diabetesaccelerated atherosclerosis in diabetic apolipoprotein E knockout mice. Diabetologia. 2011; 54: 681-9.
Kilhovd B.K., Giardino I., Torjesen P.A. et al. Increased serum levels of the specific AGE-compound methylglyoxal-derived hydroimidazolone in patients with type 2 diabetes. Metabolism. 2003; 52: 163-7.
Wang X., Jia X., Chang T., Desai K., Wu L. Attenuation of hypertension development by scavenging methylglyoxal in fructose-treated rats. J. Hypertens. 2008; 26: 765-72.
Ogawa S., Nakayama K., Nakayama M. et al. Methylglyoxal is a predictor in type 2 diabetic patients of intima-media thickening and elevation of blood pressure. Hypertension. 2010; 56: 471-6.
Wang X., Chang T., Jiang B., Desai K., Wu L. Attenuation of hypertension development by aminogua-nidine in spontaneously hypertensive rats: role of methylglyoxal. Am. J. Hypertens. 2007; 20: 629-36.
McLellan A.C., Thornalley P.J., Benn J., Sonksen P.H. Glyoxalase system in clinical diabetes mellitus and correlation with diabetic complications. Clin. Science. 1994; 87: 21-9.
Beisswenger P.J., Howell S.K., Touchette A.D., Lal S., Szwergold B.S. Metformin reduces systemic methylglyoxal levels in type 2 diabetes. Diabetes. 1999; 48: 198-202.
Maechler P. Novel regulation of insulin secretion: the role of mitochondria. Curr. Opin. Invest. Drugs. 2003; 4: 1166-72.
Vieira E., Liu Y., Gyfle E. Involvement ofalpha 1 and betaadrenoceptors in adrenaline stimulation of the glucagonsecreting mouse а-cell. Naunyn-Schmiedeberg’s Arch. Pharmacol. 2004; 369: 179-83.
Cook S., Scherrer U. Insulin resistance, a new target for nitric oxidedelivery drugs. Fundam. Clin. Pharmacol. 2002; 16: 441-53.
Papadia F., Marinari G., Camerini G., Civalleri D., Scopinaro N. Adami G. Leptin and insulin action in severely obese women. Obes. Surg. 2003; 13: 241-4.
Werner N., Nickenig G. From fat fighter to risk factor: the zigzag trek of leptin. Arterioscler Thromb. Vasc. Biol. 2004; 24: 7-9.
Reynolds R., Walker B. Human insulin resistance: the role of glucocorticoids. Diabetes Obesity and Metabol. 2003; 5: 5-12.
Kemppainen J., Tsuchida H., Stolen K. et al. Insulin signalling and resistance in patients with chronic heart failure. J. Physiol. 2003; 550: 305-15.