Активность аденозинмонофосфатактивированной протеинкиназы в лимфоцитах при действии сахароснижающих препаратов
Изучали активность аденозинмонофосфатактивируемой протеинкиназы (АМРК), контролирующей энергетический баланс клетки, при лечении больных диабетом сахароснижающими препаратами. Впервые показано, что метформин повышает активность АМРК в лимфоцитах. Дапаглифлозин — ингибитор натрийзависимого переносчик...
Gespeichert in:
| Datum: | 2017 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2017
|
| Schriftenreihe: | Доповіді НАН України |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/126700 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Активность аденозинмонофосфатактивированной протеинкиназы в лимфоцитах при действии сахароснижающих препаратов / Л.К. Соколова, В.М. Пушкарев, Ю.Б. Бельчина, В.В. Пушкарев, Н.Д. Тронько // Доповіді Національної академії наук України. — 2017. — № 6. — С. 96-100. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-126700 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1267002017-12-02T03:03:44Z Активность аденозинмонофосфатактивированной протеинкиназы в лимфоцитах при действии сахароснижающих препаратов Соколова, Л.К. Пушкарев, В.М. Бельчина, Ю.Б. Пушкарев, В.В. Тронько, Н.Д. Медицина Изучали активность аденозинмонофосфатактивируемой протеинкиназы (АМРК), контролирующей энергетический баланс клетки, при лечении больных диабетом сахароснижающими препаратами. Впервые показано, что метформин повышает активность АМРК в лимфоцитах. Дапаглифлозин — ингибитор натрийзависимого переносчика глюкозы, также повышает активность протеинкиназы в клетках крови и оказывает аддитивный эффект в отношении метформина. Обсуждаются механизмы воздействия сахароснижающих препаратов на уровень активности АМРК в клетках крови. Вивчали активність аденозинмонофосфатактивованої протеїнкінази (АМРК), що контролює енергетичний баланс клітини, під час лікування хворих на діабет цукрознижувальними препаратами. Вперше показано, що метформін підвищує активність АМРК в лімфоцитах. Дапагліфлозин — інгібітор натрієзалежного переносника глюкози, також підвищує активність протеїнкінази в клітинах крові і виявляє адитивний ефект щодо метформіну. Обговорюються механізми впливу цукрознижувальних препаратів на рівень активності АМРК. We have studied the activity of adenosine monophosphate-activated protein kinase (AMPK), which controls the energy balance in a cell, after the treatment of patients with diabetes with hypoglycemic agents. It is shown for the first time that metformin increases the AMPK activity in lymphocytes. Dapagliflozin, an inhibitor of sodium-dependent glucose transporter, also increases the protein kinase activity in blood cells and exerts an additive effect to metformin. The mechanisms of impact of the antidiabetic drugs on the level of AMPK activity are discussed. 2017 Article Активность аденозинмонофосфатактивированной протеинкиназы в лимфоцитах при действии сахароснижающих препаратов / Л.К. Соколова, В.М. Пушкарев, Ю.Б. Бельчина, В.В. Пушкарев, Н.Д. Тронько // Доповіді Національної академії наук України. — 2017. — № 6. — С. 96-100. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 1025-6415 DOI: doi.org/10.15407/dopovidi2017.06.096 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/126700 616.379-008.64-002:577.2 ru Доповіді НАН України Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Медицина Медицина |
| spellingShingle |
Медицина Медицина Соколова, Л.К. Пушкарев, В.М. Бельчина, Ю.Б. Пушкарев, В.В. Тронько, Н.Д. Активность аденозинмонофосфатактивированной протеинкиназы в лимфоцитах при действии сахароснижающих препаратов Доповіді НАН України |
| description |
Изучали активность аденозинмонофосфатактивируемой протеинкиназы (АМРК), контролирующей энергетический баланс клетки, при лечении больных диабетом сахароснижающими препаратами. Впервые показано, что метформин повышает активность АМРК в лимфоцитах. Дапаглифлозин — ингибитор натрийзависимого переносчика глюкозы, также повышает активность протеинкиназы в клетках крови и оказывает аддитивный эффект в отношении метформина. Обсуждаются механизмы воздействия сахароснижающих препаратов на уровень активности АМРК в клетках крови. |
| format |
Article |
| author |
Соколова, Л.К. Пушкарев, В.М. Бельчина, Ю.Б. Пушкарев, В.В. Тронько, Н.Д. |
| author_facet |
Соколова, Л.К. Пушкарев, В.М. Бельчина, Ю.Б. Пушкарев, В.В. Тронько, Н.Д. |
| author_sort |
Соколова, Л.К. |
| title |
Активность аденозинмонофосфатактивированной протеинкиназы в лимфоцитах при действии сахароснижающих препаратов |
| title_short |
Активность аденозинмонофосфатактивированной протеинкиназы в лимфоцитах при действии сахароснижающих препаратов |
| title_full |
Активность аденозинмонофосфатактивированной протеинкиназы в лимфоцитах при действии сахароснижающих препаратов |
| title_fullStr |
Активность аденозинмонофосфатактивированной протеинкиназы в лимфоцитах при действии сахароснижающих препаратов |
| title_full_unstemmed |
Активность аденозинмонофосфатактивированной протеинкиназы в лимфоцитах при действии сахароснижающих препаратов |
| title_sort |
активность аденозинмонофосфатактивированной протеинкиназы в лимфоцитах при действии сахароснижающих препаратов |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| publishDate |
2017 |
| topic_facet |
Медицина |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/126700 |
| citation_txt |
Активность аденозинмонофосфатактивированной протеинкиназы в лимфоцитах при действии сахароснижающих препаратов / Л.К. Соколова, В.М. Пушкарев, Ю.Б. Бельчина, В.В. Пушкарев, Н.Д. Тронько // Доповіді Національної академії наук України. — 2017. — № 6. — С. 96-100. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| series |
Доповіді НАН України |
| work_keys_str_mv |
AT sokolovalk aktivnostʹadenozinmonofosfataktivirovannojproteinkinazyvlimfocitahpridejstviisaharosnižaûŝihpreparatov AT puškarevvm aktivnostʹadenozinmonofosfataktivirovannojproteinkinazyvlimfocitahpridejstviisaharosnižaûŝihpreparatov AT belʹčinaûb aktivnostʹadenozinmonofosfataktivirovannojproteinkinazyvlimfocitahpridejstviisaharosnižaûŝihpreparatov AT puškarevvv aktivnostʹadenozinmonofosfataktivirovannojproteinkinazyvlimfocitahpridejstviisaharosnižaûŝihpreparatov AT tronʹkond aktivnostʹadenozinmonofosfataktivirovannojproteinkinazyvlimfocitahpridejstviisaharosnižaûŝihpreparatov |
| first_indexed |
2025-07-09T05:34:27Z |
| last_indexed |
2025-07-09T05:34:27Z |
| _version_ |
1837146329296404480 |
| fulltext |
96 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. acad. nauk Ukr. 2017. № 6
ОПОВІДІ
НАЦІОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМІЇ НАУК
УКРАЇНИ
© Л.К. Соколова, В.М. Пушкарев, Ю.Б. Бельчина, В.В. Пушкарев, Н.Д. Тронько, 2017
АМР-активируемая протеинкиназа (АМРК) — киназа, контролирующая энергетический
баланс клетки. При диабете 2-го типа (СД2) и ожирении активность ее снижается, а актив-
ность протеинкиназ mTORC1/p70S6K возрастает, что ведет к фосфорилированию IRS и
инсулинорезистентности [1]. Действие сахароснижающих препаратов, таких как метфор-
мин (МФ), связано с активацией АМРК, а дапаглифлозина — с ингибированием натрийза-
висимого переносчика глюкозы 2-го типа, ответственного за реабсорбцию глюкозы в прок-
симальных канальцах почки [2].
AMPK — гетеротример, состоящий из каталитической субъединицы (α) и двух регу-
ляторных субъединиц (β и γ). γ-субъединица содержит четыре потенциальных сайта, свя-
зывающих адениновые нуклеотиды [3, 4]. При энергетическом стрессе в клетке и повыше-
нии концентрации АМР АТР замещается в обмениваемых центрах на АМР, в результате
чего происходит аллостерическая активация AMPK путем фосфорилирования 172 треони-
на α-субъединицы комплексом LKB1 в ответ на изменение энергетики клетки, или CAMKKβ,
которая активируется внутриклеточным Са2+ [5].
Непосредственным фосфорилированием метаболических ферментов и факторов тран-
с крипции АМРК стимулирует катаболические процессы — поглощение глюкозы, жирных кис-
doi: https://doi.org/10.15407/dopovidi2017.06.096
УДК 616.379-008.64-002:577.2
Л.К. Соколова, В.М. Пушкарев,
Ю.Б. Бельчина, В.В. Пушкарев, Н.Д. Тронько
ГУ “Институт эндокринологии и обмена веществ им. В.П. Комисаренко НАМН Украины”, Киев
E-mail: pushkarev.vm@gmail.com
Активность аденозинмонофосфатактивированной
протеинкиназы в лимфоцитах
при действии сахароснижающих препаратов
Представлено членом-корреспондентом НАН Украины Н.Д. Тронько
Изучали активность аденозинмонофосфатактивируемой протеинкиназы (АМРК), контролирующей энер-
гетический баланс клетки, при лечении больных диабетом сахароснижающими препаратами. Впервые по-
казано, что метформин повышает активность АМРК в лимфоцитах. Дапаглифлозин — ингибитор на-
трийзависимого переносчика глюкозы, также повышает активность протеинкиназы в клетках крови и
оказывает аддитивный эффект в отношении метформина. Обсуждаются механизмы воздействия саха-
роснижающих препаратов на уровень активности АМРК в клетках крови.
Ключевые слова: АМР-активируемая протеинкиназа, диабет, метформин, дапаглифлозин.
МЕДИЦИНА
97ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2017. № 6
Активность аденозинмонофосфатактивированной протеинкиназы в лимфоцитах...
лот и их превращение путем митохондриального окисления и гликолиза. Кроме того, AMPK
подавляет анаболические процессы – синтез глюкозы, гликогена и липидов в печени [6].
МФ (гидрохлорид 1,1-диметилбигуанида) — основной пероральный препарат, который
используется в клинике для лечения пациентов с СД2. МФ снижает гипергликемию в
основном за счет подавления печеночного глюконеогенеза наряду с усилением трансдук-
ции сигналов инсулина. Тем не менее механизм его действия остается недостаточно изучен-
ным, особенно в отношении участия AMPK в эффектах МФ [7].
Исследование проводилось на базе отдела диабетологии Института. Все пациенты под-
писывали информированное согласие на использование биоматериалов для проведения
дальнейших научных исследований. Сразу же после забора кровь центрифугировали, ис-
пользуя Histopaque 1077 (“Sigma”, США), полученные лимфоциты промывали и заморажи-
вали при –80 °С до использования. Клетки лизировали в буфере для экстракции с ингиби-
торами протеаз и фосфатаз. Для определения количества фосфо-АМРК использовали на-
боры для иммуноферментного анализа ab154468 (“Abcam”, Великобритания). Исследования
проводились в триплетах. Концентрацию белка в лизате определяли с помощью наборов
(BCA protein assay kit) фирмы “Novagen” (США). Измерения проводили на микропланшет-
ном ридере фирмы “Bio-tek Instruments” (США) при длине волны 600 нм.
Результаты экспериментов представляли как М ± m, n = 2—7. Для сравнения двух групп
данных использовали t-критерий Стьюдента.
Для построения калибровочной кривой использовали культуру клеток почки эмбриона
человека НЕК293Т, которые являются рекомендованным фирмой-изготовителем набора
позитивным контролем для определения активности АМРК. Из рис. 1 видно небольшое
расхождение расчетной и калибровочной кривых, начиная с ОП600 — 0,2. Однако получен-
ные нами значения ОП (0,02—0,08) расположены в области кривой, практически идеально
совпадающей с теоретическими кривыми (кривая Больцмана), что свидетельствует об от-
сутствии разброса данных.
Активность АМРК определяется по количеству фосфорилированной по 172 треонину
α-субъединицы белка. Из рис. 2 видно, что в контрольных образцах уровень активной АМРК
составляет примерно 0,02 мкг/мг белка. Примерно такой же уровень наблюдается у больных
СД1 с инсулинотерапией (2). Количество фосфорилированной АМРК у больных СД2 до ле-
чения (7) — ниже контрольного. Согласно полученным результатам, оригинальный МФ и
генерический МФ повышают активность АМРК в клетках крови более чем в 3 и 1,5 раза соот-
ветственно (3 и 5), что может свидетельствовать о преимуществах оригинального препарата.
Наиболее интересные данные получены при использовании дапаглифлозина — мощ-
ного (константа ингибирования 0,55 нМ), селективного, обратимого ингибитора натрий-
глюкозного котранспортера 2-го типа. Дапаглифлозин сам по себе повышает активность
АМРК (8) и, кроме того, оказывает аддитивный эффект при действии генерического МФ
(6), чего не наблюдалось в отношении оригинального препарата МФ (4). Вероятно, зна-
чения 0,06—0,08 мкг/мг фосфорилированного белка являются насыщающей, предельной
концентрацией и предельной степенью активации АМРК в мононуклеарах крови.
Сейчас известно, что действие МФ в основном связано с подавлением образования глю-
козы в печени посредством активации пути LKB-AMPK [8]. Поэтому данные о повышении
активности фермента в клетках крови представляют существенный интерес. С одной сто-
98 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. acad. nauk Ukr. 2017. № 6
Л.К. Соколова, В.М. Пушкарев, Ю.Б. Бельчина, В.В. Пушкарев, Н.Д. Тронько
роны, это свидетельствует о возможном универсальном действии бигуанидов на все ткани
организма, в том числе и на макрофаги, воспалительный процесс в которых, вследствие
ожирения, играет важную роль в усилении инсулинорезистентности. С другой — позволяет
достаточно легко и быстро оценить лечебный эффект применяемых препаратов, что важно
для прогностических целей.
Поскольку дапаглифлозин применяется относительно недавно, молекулярные меха-
низмы его действия на ткани организма, помимо почек, изучены недостаточно. В эпителии
почек он ингибирует экспрессию проапоптотического белка Вах, ингибируя таким образом
апоптоз, и усиливает экспрессию фактора гипоксии HIF1 [9]. In vitro дапаглифлозин дозо-
зависимо увеличивал экспрессию HIF1, AMPK и ERK и повышал выживаемость клеток
линии HK2 (human kidney-2) – иммортализованных гипоксических эпителиальных клеток
проксимальных канальцев почки взрослого человека [9]. Увеличение экспрессии HIF1,
AMPK, потребления АТР и подавление апоптоза в эпителиальных клетках может свиде-
тельствовать о дополнительных положительных эффектах дапаглифлозина при кардиова-
скулярных болезнях [10].
На основании результатов исследования можно сделать следующие выводы. Повы ше-
ние активности АМРК в клетках крови свидетельствует о возможном универсальном дей-
ствии бигуанидов на все ткани организма. Дапаглифлозин повышает активность АМРК в
мононуклеарах. Дапаглифлозин усиливает эффект метформина в отношении активности
АМРК в клетках крови. Активность АМРК в клетках крови может служить одним из по-
казателей эффективности действия сахароснижающих препаратов.
Рис. 1. Калибровочная кривая. По оси ординат — оптическая плотность при 600 нм; по оси абсцисс — со-
дер жание фосфо-АМРК (фосфо-треонин 172) в клетках НЕК293Т
Рис. 2. Активность АМРК у больных сахарным диабетом до лечения и после приёма сахароснижающих
препаратов. Группы: 1 — контрольная, лица, не болеющие СД, репрезентативные по возрасту; 2 — пациенты
с СД 1-го типа, находящиеся на инсулинотерапии; 3 — пациенты с СД 2-го типа, получающие в качестве
монотерапии оригинальный метформин в дозе 1000 мг 2 раза в день; 4 — пациенты с СД2, находящиеся на
комбинированной терапии (оригинальный метформин и дапаглифлозин); 5 — пациенты с СД2, получаю-
щие в качестве сахароснижающей терапии генерический метформин в дозе 1000 мг два раза в день; 6 —
пациенты с СД2, находящиеся на комбинированной терапии (генерический метформин и дапаглифлозин);
7 — пациенты с СД2 до начала сахароснижающей терапии; 8 — пациенты с СД2, получающие в качестве
монотерапии дапаглифлозин в суточной дозе 10 мг. М ± m, n = 2—7; * — отличия от контроля (1) досто-
верны, Р < 0,05; + — отличия от действия генерического метформина (5) достоверны, Р < 0,05
99ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2017. № 6
Активность аденозинмонофосфатактивированной протеинкиназы в лимфоцитах...
ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Saha A.K., Xu X.J., Balon T.W. et al. Insulin resistance due to nutrient excess. Is it a consequence of AMPK
downregulation? Cell Cycle. 2011. 10, № 20. P. 3447—3451.
2. Filippatos T.D., Liberopoulos E.N., Elisaf M.S. Dapagliflozin in patients with type 2 diabetes mellitus. Ther.
Adv. Endocrinol. Metab. 2015. 6, № 1. P. 29—41.
3. Ruderman N.B., Carling D., Prentki M., Cacicedo J.M. AMPK, insulin resistance, and the metabolic syndrome.
J. Clin. Invest. 2013. 123, № 7. P. 2764—2772.
4. Xiao B., Sanders M.J., Underwood E. et al. Structure of mammalian AMPK and its regulation by ADP.
Nature. 2011. 472, № 7342. P. 230—233.
5. Racioppi L., Means A.R. Calcium/calmodulin-dependent protein kinase kinase 2: roles in signaling and patho
physiology. J. Biol. Chem. 2012. 287, № 38. P. 31658—31665.
6. Jeong K.J., Kim G.W., Chung S.H. AMP-activated protein kinase: An emerging target for ginseng. J. Ginseng
Res. 2014. 38. P. 83—88.
7. An H., He L. Current understanding of metformin effect on the control of hyperglycemia in diabetes. J. En-
do crinol. 2016. 228, № 3. P. R97—R106.
8. Meng S., Cao J., He Q. et al. Metformin activates AMP-activated protein kinase by promoting formation of
the αβγ heterotrimeric complex. J. Biol. Chem. 2015. 290. P. 3793—3802.
9. Chang Y.K., Choi H., Jeong J.Y. et al. Dapagliflozin, SGLT2 inhibitor, attenuates renal ischemia-reperfusion
injury. PLoS One. 2016. 11, № 7. e0158810.
10. Zinman B., Wanner C., Lachin J.M. et al. Empagliflozin, cardiovascular outcomes, and mortality in type 2
diabetes. New Engl. J. Med. 2015. 373, № 22. P. 2117—2128.
Поступило в редакцию 17.01.2017
REFERENCES
1. Saha, A.K., Xu, X.J., Balon, T.W. et al. (2011). Insulin resistance due to nutrient excess. Is it a consequence of
AMPK downregulation? Cell Cycle, 10, No. 20, pp. 3447-3451.
2. Filippatos, T.D., Liberopoulos, E.N. & Elisaf, M.S. (2015). Dapagliflozin in patients with type 2 diabetes
mellitus. Ther. Adv. Endocrinol. Metab., 6, No. 1, pp. 29-41.
3. Ruderman, N.B., Carling, D., Prentki, M. & Cacicedo, J.M. (2013). AMPK, insulin resistance, and the
metabolic syndrome. J. Clin. Invest., 123, No. 7, pp. 2764-2772.
4. Xiao, B., Sanders, M.J., Underwood, E. et al. (2011). Structure of mammalian AMPK and its regulation by
ADP. Nature, 472, No. 7342, pp. 230-233.
5. Racioppi, L. & Means, A.R. (2012). Calcium/calmodulin-dependent protein kinase kinase 2: roles in signaling
and patho physiology. J. Biol. Chem., 287, No. 38, pp. 31658-31665.
6. Jeong, K.J., Kim, G.W. & Chung, S.H. (2014). AMP-activated protein kinase: An emerging target for gin-
seng. J. Ginseng Res., 38, pp. 83-88.
7. An, H. & He, L. (2016). Current understanding of metformin effect on the control of hyperglycemia in
diabetes. J. Endocrinol., 228, No. 3, pp. R97-R106.
8. Meng, S., Cao, J., He, Q. et al. (2015). Metformin activates AMP-activated protein kinase by promoting
formation of the αβγ heterotrimeric complex. J. Biol. Chem., 290, pp. 3793-3802.
9. Chang, Y.K., Choi, H., Jeong, J.Y. et al. (2016). Dapagliflozin, SGLT2 inhibitor, attenuates renal ischemia-
reperfusion injury. PLoS One, 11, No. 7, e0158810.
10. Zinman, B., Wanner, C., Lachin, J.M. et al. (2015). Empagliflozin, cardiovascular outcomes, and mortality in
type 2 diabetes. New Engl. J. Med., 373, No. 22, pp. 2117-2128.
Received 17.01.2017
Л.К. Соколова, В.М. Пушкарев, Ю.Б. Бельчина, В.В. Пушкарев, Н.Д. Тронько
Л.К. Соколова, В.М. Пушкарьов, Ю.Б. Бєльчина, В.В. Пушкарьов, М.Д. Тронько
ДУ “Інститут ендокринології та обміну речовин ім. В.П. Комісаренка НАМН України”, Київ
E-mail: pushkarev.vm@gmail.com
АКТИВНІСТЬ
АДЕНОЗИНМОНОФОСФАТАКТИВОВАНОЇ ПРОТЕЇНКІНАЗИ
В ЛІМФОЦИТАХ ПІД ДІЄЮ ЦУКРОЗНИЖУВАЛЬНИХ ПРЕПАРАТІВ
Вивчали активність аденозинмонофосфатактивованої протеїнкінази (АМРК), що контролює енергетич-
ний баланс клітини, під час лікування хворих на діабет цукрознижувальними препаратами. Вперше пока-
зано, що метформін підвищує активність АМРК в лімфоцитах. Дапагліфлозин — інгібітор натрієзалежного
переносника глюкози, також підвищує активність протеїнкінази в клітинах крові і виявляє адитивний
ефект щодо метформіну. Обговорюються механізми впливу цукрознижувальних препаратів на рівень
активності АМРК.
Ключові слова: АМР-активована протеїнкіназа, діабет, метформін, дапагліфлозин.
L.K. Sokolova, V.M. Pushkarev, Yu.B. Belchina, V.V. Pushkarev, N.D. Tronko
V.P. Komisarenko Institute of Endocrinology and Metabolism of the NAMS of Ukraine, Kiev
E-mail: pushkarev.vm@gmail.com
THE ACTIVITY OF ADENOSINE MONOPHOSPHATE-ACTIVATED
PROTEIN KINASE IN LYMPHOCYTES UNDER
THE ACTION OF HYPOGLYCEMIC DRUGS
We have studied the activity of adenosine monophosphate-activated protein kinase (AMPK), which controls
the energy balance in a cell, after the treatment of patients with diabetes with hypoglycemic agents. It is shown
for the first time that metformin increases the AMPK activity in lymphocytes. Dapagliflozin, an inhibitor of
sodium-dependent glucose transporter, also increases the protein kinase activity in blood cells and exerts an
additive effect to metformin. The mechanisms of impact of the antidiabetic drugs on the level of AMPK activity
are discussed.
Keywords: AMPK, diabetes, metformin, dapagliflozin.
|