文摘
(IV / V)钒化合物研究了尽可能metallopharmaceutical抗糖尿病药物。然而,行动和毒性阈值机制到目前为止一直解决不好。在本文中,我们的目的是探讨血脂异常和糖代谢,代谢活动在肝脏和脂肪组织胰岛素信号,标题化合物的毒理学。为此,先前报道bisammonium tetrakis 4 - (N,N二甲胺基)吡啶decavanadate,公式是(DMAPH)4(NH4)2[V10O28]·8 h2O (DMAPH 4-dimethylaminopyridinium离子),合成,及其对高血糖的老鼠的剂量反应曲线是评价。Long-Evans鼠模型显示血脂异常和糖代谢参数,生成繁殖代谢综合征和严重的胰岛素抵抗。两个不同的剂量,5µ摩尔和10µ标题化合物的摩尔每周两次(相当于·V 2.43毫克/公斤/天,·V 4.86毫克/公斤/天,职责),是腹腔内接种(i.p)两个月。然后,观察以下参数的改进在每5µ摩尔剂量:减肥,腹部周长、脂肪指数、体重指数、口服葡萄糖耐量试验,血脂,adipokine和胰岛素抵抗指数。然而,当毒理学资料评估在10µ摩尔剂量,它并没有显示完整的改进,测试的肝脏和脂肪组织学,以及胰岛素受体磷酸化和GLUT-4表达式。总之,标题化合物政府产生调节脂类和碳水化合物,无论剂量,但细胞的药理学和毒理学阈值调节建议5µV·摩尔(2.43毫克/公斤/天)剂量每周两次。
1。介绍
钒在生物系统的行为的兴趣逐渐增加,及其生理相关性建立了近年来(1,2]。钒是18我们地球的地壳中最丰富的元素,甚至比锌(0.019%和0.008%,resp)。关于这个事件,钒是存在于土壤、水、和空气,在几乎所有类型的生态系统。被植物吸收,沿着食物链传播到人类;因此,它无所不在地分布在生物1- - - - - -3]。然而,在人类和动物代谢钒尚未完全理解,和证据并不确凿作为微量元素(它的重要性4]。估计每日消费范围从10到60µg取决于哺乳动物的饮食,但其在哺乳动物缺乏抑制增长,损害细胞的再生功能,影响甲状腺代谢和骨矿化,导致脂质和碳水化合物平衡扰动(3- - - - - -6]。
脂质和碳水化合物的障碍与肥胖密切相关开发、胰岛素抵抗、2型糖尿病、血脂异常、肝脂肪变性,和心血管疾病。所有这些已经成为被称为代谢综合征。代谢综合征是一个重大的公共卫生问题,一个重要的临床挑战全球因其患病率在10 - 84%的人口根据世界地区。国际糖尿病联合会估计,世界上四分之一的成年人患有代谢综合症与超重和身体质量指数增加,反映在更高的脂肪体重,主要分布在内脏脂肪组织(腹部围)7- - - - - -10]。尽管许多年的研究和部分成功治疗代谢疾病分子机制及其相应的亚细胞的变化尚未完全阐明。因此,研究集中在微创和更有效的治疗方法。在过去二十年的研究,钒化合物已被证明在类似的方式在选定的糖尿病和胰岛素代谢综合征模型,在测试中对动物和人类生理症状和生化参数而言(11- - - - - -13]。
根据它的物种形成形态、理化性质和浓度,钒可以吸收和分布到体内。大多数钒配合物都变成了一种阳离子(vanadyl)与转铁蛋白和白蛋白结合,它可以通过自发的氧化钒酸成为[14]。钒酸(V)和vanadyl (IV)很容易氧化还原可互换的,但钒酸是主要无机钒物种可以与细胞功能的交互(2,15- - - - - -17]。钒的氧化状态决定其生物效应是一个因素,它存在于活动许多酶和磷酸化和去磷酸化过程的监管。钒酸酶,监管的性质取决于至少部分与磷酸酯化(18]。因此,酶可以接受作为一个类比,钒酸磷酸(19- - - - - -21]。然而,有一种微妙的生物活性和毒性之间的紧密阈值相关的氧化度(vanadyl < <无机钒酸离子)和化学形式(有机)[3,21- - - - - -23]。在这方面,最经常观察到的副作用包括食欲不振和显著减少的体重(通常导致厌食症),以及肝损害酶的活性较低,经组织病理学研究[24]。然而,报道是有限的,不同的,但它已经表明,钒的毒性是通过时间和剂量依赖物种形成和氧化态的管理。钒化合物的治疗浓度极限,作为一般规则,低于0.01×10−3米,这是一个安全的限制和保持生物活性,而一些毒性作用与阈值或积累的组织将会是1.0×10以上−3米(25]。关于钒的毒性,它已被证明是大幅减少当oligomerized decavanadate的形式(20.- - - - - -23]。生化decavanadate驻留蛋白结合的物种的重要性,因为它是非常稳定的pH值变化,并最终转向不稳定oxovanadate物种。因此,分散速度非常缓慢,但有效,这使得它在生理条件下存在一段时间了21]。同样,decavanadate是一个负离子,能像通道进入细胞在蛋白质或脂质交互触发其生物效应的能源转换系统(26]。最近,我们的工作团队报道与DMAPH decavanadate化合物。这个复杂的晶体结构已经完全特征(27]。因此,在这项研究中,我们的目的是评估可能的化合物的代谢活动血脂异常和糖代谢模型,与胰岛素信号在肝脏和脂肪组织,以及它的毒理学和药理作用。
2。材料和方法
2.1。合成(DMAPH)4(NH4)2[V10O28]·8 h2O (V10-DMAP)
使用的所有化学品的试剂级,从Sigma-Aldrich购买。合成了0.468 g(4)更易与偏钒酸铵的混合物在18毫升蒸馏水的锥形烧瓶用磁力搅拌和加热在70°C直到溶解。然后,四滴浓盐酸(37%)在室温下被添加到允许decavanadate阴离子形成在pH值6。从这个过程中,获得一个橙色的解决方案后0.122 g(1更易)4-dimethylaminopyridine溶解在2毫升蒸馏水是一滴一滴地补充道。一旦4-dimethylaminopyridine补充道,混合物被过滤掉,让站在室温下一天生产橙色标题化合物的晶体27]。
2.2。剂量反应曲线V10-DMAP
Long-Evans老鼠使用在这项研究中,因为这是两倍容易自发地发展肥胖,高血糖。三十雄性老鼠重300 - 320克进行了腹腔内应用四氧嘧啶诱发高血糖(150毫克/公斤)。当高血糖(HG)超过200 mg / dL在场,动物被分为六个工作组(),所有这些都得到标题化合物剂量的缩写为V10-DMAP从现在开始,在0µ摩尔,2.5µ摩尔,5µ摩尔,7.5µ摩尔,10µ摩尔,20µ摩尔,溶解在1毫升注射溶液通过腹腔注射(i.p)。这些剂量服用一周两次一个月直到葡萄糖规范化(≤130 mg / dL)。进行了监测与血清收集BD真空采血管®静脉血液收集系统,在2500转离心5分钟。葡萄糖量化进行了商业工具,和获得的值用来确定剂量反应曲线。
2.3。血脂异常和糖代谢模型
四十岁男性Long-Evans老鼠(70 - 100 g)提供的植物园“Claude Bernard”Benemerita普埃布拉大学。老鼠被安置在一个气候控制环境和12 h明暗周期与免费的食物和水随意。所有程序中描述本研究同意指导实验室动物保健和使用的墨西哥委员会动物园动物保健笔名- 062 - 1999。所有适用的国际、国家和机构动物保健和使用指南。大鼠与正常条件卡路里饮食在15天。饮食习惯是5001年从LabDiet(实验室啮齿动物的饮食),和它的成分可以在制造商的网站访问。到达理想体重(150克),动物被随机分成不同的组。形成的两组:第1组:正常热量或数控集团与5001年美联储从LabDiet ();组2:高热量或HC组与5008年美联储从LabDiet (5001)饮食LabDiet提供58.0%碳水化合物,13.5%的脂肪,28.5%的蛋白质。饮食从5008 LabDiet提供56.44%碳水化合物,17.0%的脂肪,26.85%的蛋白质。美联储组两个月随意5008年5001热量控制饮食和饮食,直到他们开发了血脂异常和糖代谢模型。模型验证通过测量体重,腹部周边,鼻尖的尾巴长。BMI(身体质量指数)和体脂百分比由李指数(28]。葡萄糖,果糖胺、甘油三脂、总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、胰岛素和胰岛素抵抗的内稳态模型评估胰岛素抵抗(HOMA-IR)和胰岛素抵抗脂肪细胞功能障碍(IDA-IR)评估(生化反应28]。
2.4。V10-DMAP对血脂异常的影响和糖代谢模型
代谢失调的外观验证后,两组老鼠从5008组随机分离分为组3和4如下:第三组:HC-V10-DMAP-5μ摩尔集团与饮食5008年,美联储管理每周两次(i.p。) ();第四组:HC-V10-DMAP-10μ摩尔集团于5008年再辅以饮食管理(i.p。)(每周两次)。两组人美联储为期两个月的。动物测定是每两周监控两个月如上所述。毒理学和生物化学参数在禁食条件下评估血清中最后的实验时间:总胆红素、天冬氨酸转氨酶(AST)、丙氨酸转氨酶(ALT)、谷酰基转肽酶(GT)、乳酸脱氢酶(LDH)、葡萄糖、胰岛素、瘦素、脂联素,果糖胺,甘油三酯、游离脂肪酸、总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇测定使用商业套装。另外,口服葡萄糖耐量试验(OGTT、无水葡萄糖1.75克/公斤)禁食4 - 6小时后进行。postload监测进行了30、60、90分钟,曲线下的面积(AUC)计算。样品是由心脏穿刺后麻醉与氯胺酮和甲苯噻嗪(20/137毫克/公斤)。计算胰岛素抵抗指数(HOMA-IR和IDA-IR)。
2.5。V10-DMAP对肝脏和脂肪组织的影响
一周后最后生化评价,老鼠与戊巴比妥钠麻醉(40毫克/公斤,i.p。),然后用200毫升的4%多聚甲醛灌注。从肝活检,发自肺腑的白色脂肪组织被移除和48 h后缀相同的解决方案,然后嵌入石蜡。部分5μ米厚的被从每个组织后续染色。组织学评价与hematoxylin-eosin染色后使用标准程序进行清蜡和组织补液。肝脏损伤的程度和脂肪组织重构(肥大)和光学显微镜进行了评估。此外,部分组织的患者根据常规组织学技术;然后,非特异性结合位点在2%被孵化IgG-free牛血清白蛋白(BSA,σ)。之后,标本孵化Triton x - 100的0.2%。一夜之间,部分被孵化的4 - 8°C和主要抗体:p胰岛素Rβ抗体(酪氨酸1162/1163)肝脏和脂肪组织和脂肪组织GLUT-4。主抗体(美国圣克鲁斯生物技术公司,CA)是1:100稀释。异硫氰酸荧光素(FITC)二级抗体(1:100年,杰克逊ImmunoResearch实验室Inc . PA,美国)显示缺失或蛋白质的存在。幻灯片是安装VectaShield包含4′,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI)(向量实验室。细胞核染色、钙、美国)。采用荧光显微镜显微照片(徕卡Microsystems GmbH是一家位于德国)和投影与徕卡IM1000版本1.20 release-9计算机程序(形象的Bildverarbeitung AG)、徕卡微系统,Heerbrugg,瑞士)。
2.6。统计分析
结果表示为一个平均值±标准平均误差(SEM)。是由学生的饮食比较t以及,被认为是重要的 。同时,团体的比较研究后(V10-DMAP)治疗是由一个使用双向方差分析方差分析和多重比较分析和Bonferroni事后考验,获得显著 。GraphPad Prism 5.0统计程序用于执行此分析。
3所示。结果
四氧嘧啶引起的高血糖的老鼠最初显示的平均血清葡萄糖300 mg / dL。V10-DMAP剂量管理每周两次一个月时间生产降低血糖水平取决于钒化合物的浓度。结果显示,剂量的5µ摩尔和10µ标题化合物的摩尔(相当于·V 2.43毫克/公斤/天,·V 4.86毫克/公斤/天,resp)。每周两次,降低血糖水平低于130 mg / dL, 50%的受试者与这种化合物(图给定1)。确定有效剂量50 (ED50),我们继续执行数学模型应用的准确浓度。因为数学模型不区分5,7.5,10μ摩尔剂量,我们决定只使用两个不同的剂量(5µ摩尔和10µ摩尔,相当于·V 2.43毫克/公斤/天,·V 4.86毫克/公斤/天,resp)。在以后的实验的代谢调节对毒性的影响进行调查。
相反,在模型中血脂异常和糖代谢产生的月消费5008年饮食(拥有3.5%更多的脂肪的含量比正常热量饮食5001),有一个Long-Evans老鼠体重增加。也有一个高度的水平葡萄糖,果糖胺(蛋白糖化)和胰岛素水平与肝胰岛素抵抗(HOMA-IR)和脂肪抵抗(IDA-IR)(表1)。此外,高甘油三酯血症和hypoalphalipoproteinemia(低水平的高密度脂蛋白)观察。这些结果表明代谢综合征的发展;然而,Long-Evans老鼠喂养5008节食一个月确认模型。第二个月后,Long-Evans老鼠体重增加了20%相比5001年饮食组(表1)。同样,葡萄糖增加两倍(206 mg / dL),果糖胺增加了40%,胰岛素增加了118%,产生了显著的胰岛素抵抗水平在肝脏和脂肪组织。血脂异常会增加71%的甘油三酸酯和15%的高密度脂蛋白降低(表1)。这些two-month-period结果确保糖代谢和血脂异常模型的发展。然后,老鼠患上代谢紊乱分离在单独的笼子里,和V10-DMAP剂量的5µ摩尔和10µV·摩尔(相当于2.43毫克/公斤/天,·V 4.86毫克/公斤/天,职责),每周两次,腹腔内接种。饮食消费是保持随意。
证明一个事实,即V10-DMAP剂量可用于治疗代谢疾病,动物测定和生化参数被评估在所有组。超重观察HC饲料组中(与时间有关的)。老鼠从一个近似390克重量显示36克体重增加(426 g 8周后)。这些结果意味着体重比对照组高出5.5%(图2(一个))。尽管如此,BMI显示没有变化,而脂肪量百分比明显下降HC饮食组。值得注意的是,在腹部脂肪量增加围区域,暗示发自肺腑的白色脂肪组织受损,因为有一个在8周(图增长了8%2 (d))。
(一)
(b)
(c)
(d)
在两组的老鼠体重减少V10-DMAP自第二周与NC组。结束的时候V10-DMAP管理,组3 (5µ摩尔)和组4 (10µ摩尔)显示显著的体重减少18%与NC组,而对HC组(图下降了22.5%2(一个))。同样,BMI组3和4两周后V10-DMAP管理改善16.5%和12%,8周后减少24.5%相比,数控组和17.5%相比,HC组(图2 (b))。体脂百分比也有类似的模式。两周后的体脂百分比也有类似的模式组3和4,第二个星期以来分别减少7%和6%。实验结束时(8周),脂肪百分比NC组低10%和5%降低HC组(图2 (c))。最后,腹部周边表现出明显的减少。八周后的最大区别是11%组3和4数控组相比,而不同的是25.5%相比,HC组两组(图2 (d))。同样,口服葡萄糖耐量试验显示显著差异在禁食(0分)V10-DMAP组之间NC组相比,但是在30分钟,V10-DMAP-10µ摩尔集团也略高。然而,曲线下的面积(AUC)分析显示V10-DMAP组没有区别。HC组明显不同的数控组相比增加了26.5%(0分钟,30分钟增加48%,增加了45.5%在60分钟,在90分钟增加69%,48.5%在AUC(数字3(一个)和3 (b))。
(一)
(b)
完整的生化作用如表所示2。数控组相比,高脂肪饮食HC组保持代谢失调。与此同时,V10-DMAP政府展示了生化参数明显改善。两组3和4调节空腹葡萄糖和果糖胺水平,以及胰岛素分泌,直到水平达到与NC组相似。因此,肝脂肪胰岛素抗性消失,adipokine分泌几乎是监管。在HC-V10-DMAP-10µ脂联素瘦素摩尔集团仍略高,而改善,但没有恢复数控组所表现出的水平。在这方面,HC-V10-DMAP-5µ摩尔集团adipokine和血脂恢复正常水平,但甘油三酯降低不像数控组。完整的脂质调节HC-V10-DMAP-10中可观察到µ摩尔集团。值得注意的是,高密度脂蛋白水平在两组给定V10-DMAP显示它的浓度的增加,甚至高于数控组。所有生化参数V10-DMAP-administered组相比,HC组的改善。
相反,生化参数测定(表有关肝毒性的影响3)。总胆红素显示两组没有差异。然而,在HC组和4组,肝损伤在AST酶增加到65%和26.5%,增加到38.5%在ALT(只在HC组),在38%和27%γ在LDH gt, 27%和58%,分别。组3,它属于HC-V10-DMAP-5µ摩尔,NC组相比没有差异,和所有血清生物标记表明HC组相比有着显著的不同。
组织学变化进行评估组织部分与苏木精和伊红染色())。这些变化被认为在明场照明标准。嗜酸性胞浆和蓝色的细胞核,肝细胞的特点,观察肝脏的NC组与正弦信号空间的分布以中央静脉为参考(图4(一))。HC组显示明显的组织学变化,包括结构损伤,肝细胞坏死(黑色箭头),白细胞浸润,公认为门户(蓝色箭头),炎症坏死,Mallory-Denk身体的发展,是一个包含在肝细胞的细胞质中。同时,正弦曲线之间的肝细胞板是在肝脏明显肿大(图4 (b))。尽管如此,低品位的伤势。肝损伤明显减少5和10µV10-DMAP摩尔剂量,但弱门户(蓝色箭头)和轻微的焦汇合的坏死炎症(观察数据4 (c)和4 (d))。
相反,脂肪组织的正常组织学图所示4 (e)。关于这种类型的组织学,疏松结缔组织主要由脂肪细胞组成及其存储空间(星号),可以观察到和血管(绿色箭头)。与此同时,HC组显示脂肪细胞肥大的特点是更少的脂肪细胞(数量/分析区域),血管化增加(图4 (f))。相反,脂肪细胞在两组V10-DMAP减少了存储区域,增加细胞数量和血管化/区域(数据分析4 (g)和4 (h))。
理解所造成的影响的管理V10-DMAP化合物,绿色的免疫反应性胰岛素受体磷酸化的酪氨酸(酪氨酸1162/1163)在四个学习小组进行了分析。任意单位(像素)测定和规范化NC组使用ImageJ程序(数据没有显示)。关于对照组,肝脏胰岛素受体免疫反应性是提高HC组(120%),HC-V10-DMAP-5µ摩尔集团(56%)和HC-V10-DMAP-10µ摩尔组(81%)(数据5(一个)- - - - - -5 (d))。发自肺腑的白色脂肪组织,HC组的免疫反应性比NC组减少了6%,尽管在HC-V10-DMAP-5增加了104%µ摩尔集团HC-V10-DMAP-10只增加了20%µ摩尔集团(数据5 (e)- - - - - -5 (h))。最后,GLUT-4 HC组和HC-V10-DMAP-10免疫反应性µ摩尔集团是一个54%和28%不到NC组,但是有一些改善相比,HC组。与此同时,在HC-V10-DMAP-5 GLUT-4免疫反应性µ摩尔集团更高(33%)到NC组(数字5(我)- - - - - -5(左))。
4所示。讨论
在本文中,我们评估了代谢活动的V10-DMAP血脂异常和糖代谢模型。以前,我们的工作团队报道的合成和表征V10-DMAP通过红外光谱、热分析、单晶x射线衍射(27]。同样的,我们以前基于二甲双胍合成和报道另一个混合材料,一个受欢迎的药物用于治疗2型糖尿病(29日]。二甲双胍decavanadate表明降糖和降血脂药影响模型的1型和2型糖尿病。尽管钒化合物有样活性属性,和第一个报告关于糖尿病和血脂异常治疗属性出现在20世纪(30.,31日),其作用方式是在分子水平上仍然知之甚少(30.,32- - - - - -39]。虽然普通人群暴露于钒,正常的血液浓度很少超过0.2µ米(3,18,40];尽管如此,治疗剂量是有争议的,因为病人的依赖钒物种形成和剂量水平。
在这方面,结果表明微摩尔剂量的decavanadate足以达到降糖效果。剂量的5和10µV·摩尔(相当于2.43毫克/公斤/天,·V 4.86毫克/公斤/天,resp)没有显示出差异来区分它们。然而,当毒理学效应进行了分析,10µ摩尔量差的影响AST、ALT、和LDH活动并没有改善γ-GT活动相比,5µ摩尔剂量。decavanadate毒性的影响,通常超过,与活性氧的生产相关联,脂质过氧化反应,芬顿反应增加,线粒体抗氧化酶减少,如超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶活动,导致细胞死亡,释放转氨酶等离子体(1,2,22,23,41,42]。此外,decavanadate在1到10的范围µ摩尔产生50%的损失的细胞生存能力在心肌细胞培养43]。坏死是细胞死亡decavanadate过剩,如图所示4坏死和炎症浸润白细胞观察到的地方主要在V10-DMAP-10吗µ摩尔集团虽然是气球的减少细胞或Mallory-Denk身体和脂肪沉积。与此同时,5µV·摩尔(2.43毫克/公斤/天)剂量调节酶的活动和肝脏组织学改善。在啮齿动物,剂量,血糖正常化60至100 mg·V /公斤/天,产生血液钒含量从10到20µm .在人类中,剂量为1.5毫克·V /公斤/天报告了对血糖的控制。在此条件下,钒的血液是1到5µ米(3]。虽然在其他研究多个钒的胰岛素样活性的物种(peroxovanadates钒酸,硫酸氧钒,等等)和他们强大的降糖效果已报告,艾德50和毒性作用或损坏组织钒政府还没有被证明。我们的数据表明,钒浓度和种类管理非常重要,不仅对葡萄糖稳态,也对毒性阈值。因此,微摩尔量的decavanadate似乎高度制药polyoxovanadate形式。
因此,可以考虑一个新的药物前体的概念意味着离解的钒配合物在他们达到目标生物分子(44]。在这方面,decavanadate物种通常不被认为是在钒毒理学研究中,主要是通过物种形成vanadyl (V四世O)2 +钒酸或(VVO4)3−(45]。已经提出,decavanadate的分解速度较慢,并且可以促进vanadyls或钒酸盐类取决于细胞环境和它的需求,所以在体内,它的半衰期扩展时间(几小时在等离子体,在组织接近26小时,和10天后在尿液)(18]。因此,药理作用可以产生长期小剂量不达到毒性阈值(46,47]。期间,它仍在体内,decavanadate可以发挥生物的行为。
美联储Long-Evans老鼠lipid-rich饮食5008开发了一个严重的脂类和碳水化合物代谢紊乱,以及胰岛素抵抗和hyperleptinemia hypoadiponectinemia(表2和图3)。此外,Long-Evans老鼠发现超重和内脏肥胖(图2)。脂肪细胞的肥大和增生明显增加区域储存的甘油三酯和受损的血管化(图4 (f))。同样,减少的磷酸化胰岛素受体没有GLUT-4观察免疫反应性(数据5 (f)和5 (j))。与此同时,肝组织(图4 (b))显示坏死、纤维化、炎症、脂肪滴,Mallory-Denk身体,增加磷酸化胰岛素受体(图5 (b))。这些结果是完全与胰岛素抵抗有关,血脂异常、代谢综合征。一些研究基于hyperinsulinemic-euglycemic夹实验一直表现出全身胰岛素抵抗动物fat-fed啮齿动物(48),因此匹配与生化参数和多余的卡路里摄入量报道。胰岛素抵抗通常伴有高胰岛素血症促进异位脂肪积累和葡萄糖运输减少(49,50]。异位脂质积累被认为是脂肪变性导致lipotoxicity并与胰岛素抵抗密切相关,代谢综合症、糖尿病发展(51,52]。
特别是脂肪积累在肥胖发展特点是脂肪细胞增生和肥大,这就增加了生产的促炎发病导致慢性低度炎症状态和可能促进肥胖与代谢紊乱,如胰岛素抵抗和代谢综合征(7]。炎症会影响胰岛素的行动系统通过增加游离脂肪酸(FFA)或促炎发病,如瘦素,这是一个饱腹感的关键激素参与调节,能量摄入和能量消耗。因此,hyperleptinemia不会抑制食欲,这一现象被称为瘦素抵抗(53- - - - - -57]。瘦素抵抗被认为是一个基本病理在非酒精性脂肪肝开发中,胰岛素抵抗,糖耐量障碍,血脂异常是5008年观察与饮食喂养的老鼠。相反,脂联素调节脂质和糖代谢,提高胰岛素敏感性,调节食物摄入量和体重,防止慢性炎症。也增加肌肉,增强脂肪酸氧化葡萄糖运输,所以它被认为是抗炎,antiatherogenic, anti-insulin阻力,antimetabolic综合症adipokine [7,58- - - - - -62年]。新陈代谢老鼠显示严重hypoadiponectinemia特异表达,因此在肝脏和脂肪组织胰岛素抵抗。胰岛素抵抗意味着变化在胰岛素信号,主要是转磷酸反应激活胰岛素受体底物(IRS),一种内在的激酶激活磷脂酰肌醇3-kinase - (PI3K)一种蛋白激酶/蛋白激酶B (PKB)通路调节大多数胰岛素代谢功能,如葡萄糖运输GLUT-4脂肪细胞和细胞。与此同时,这个途径调节糖原合成、糖质新生,蛋白质合成在肝脏63年]。相反,它还Ras-mitogen-activated信号细胞生长的蛋白激酶(MAPK)途径63年- - - - - -65年]。IRS1/2的炎症发病提高降解蛋白酪氨酸磷酸酶1 b(应用PTP1B)活动。因此,GLUT-4蛋白在脂肪细胞减少,损害葡萄糖耐量反应葡萄糖负荷后回到基底的水平。此外,它促进肝脏中甘油三酯的合成与胰岛素受体hyperphosphorylation有关,当观察到大鼠高血脂的饮食喂养。
引人注目的是,早期发现以来,钒的胰岛素样活性一直被认为是一个代理样活性,达到血糖调节激素通过类似的途径。然而,代谢模型,缺陷是由于高胰岛素血症和胰岛素抵抗,并没有认为激素是在高水平。因此,如果钒只有受到影响,比如代理,样活性的缺陷将被提升。在这方面,已经被证明是一个强有力的抑制剂钒蛋白酪氨酸磷酸酶(中),提高酪氨酸的磷酸化IRS1/2在大鼠脂肪细胞和心肌细胞,导致激活相关PI3K活动(66年,67年]和PKB [68年- - - - - -70年],刺激葡萄糖摄取[71年,72年],GLUT-4易位(73年,74年]。同时,钒在肝脏增强的磷酸化ERK1/2, PKB,糖原合成酶激酶- (GSK) 3β(71年,75年]。因此,钒有效地作用于胰岛素磷酸化级联,可能是因为它的结构类比钒酸盐和磷酸盐,磷酸钒酸单体的是略大于(18]。此外,一些研究表明,钒参与phosphate-dependent流程的规定,如代谢过程涉及激酶和磷酸酶。然而,钒化合物的毒性阈值必须始终考虑因为更多的金属进入细胞可能导致损坏或简单效率的损失。可以看到,V10-DMAP-10µ摩尔集团并没有达到胰岛素受体磷酸化水平在脂肪组织和肝脏与V10-DMAP-5相比µ摩尔集团,甚至GLUT-4蛋白质是更有效地监管。
虽然钒在代谢调节机制被描述,decavanadate作为代理或样活性增强剂不是完全理解,但它可能是胰岛素样活性的抑制酪氨酸phosphatase-1B(应用PTP1B) [45]。最近,据报道,应用PTP1B的信号转导通路是受到活性氧(ROS)生成成代谢级(44),因此可以作为钒的胰岛素模拟由于prooxidant和氧化剂平衡的变化。在这方面,decavanadate已经观察到抑制肝细胞的线粒体呼吸100倍比钒酸更多权力,耗氧量和活性氧产量递减,与线粒体有关复杂III (43]。抑制线粒体复合物使细胞需要更多的能量,所以燃烧脂肪和碳水化合物和脂肪细胞的FFA通量为脂肪组织肝细胞不断维护回到形态与对照组相似。因此,脂联素水平的监管(降低瘦素和增加脂联素)。同时,减少肝脏中脂肪含量和葡萄糖平衡改善,所以葡萄糖耐量也提高,也有更少的果糖胺形成和胰岛素的需求,导致减少胰岛素抵抗,在脂肪细胞和肝组织。因此,肝细胞显示减少受伤。值得注意的是,5µ摩尔(相当于·V 2.43毫克/公斤/天)剂量比10更有效率µV·摩尔(4.86毫克/公斤/天)剂量。支持这些事实,在先前的研究中,我们的工作团队已经证明metforminium decavanadate产生在碳水化合物和脂质代谢调节高胰岛素血和hypoinsulinemia模型(76年- - - - - -79年),无论钒行动样活性。
5。结论
V10-DMAP管理,每周只有两次,生产调控脂类和碳水化合物,无论剂量;然而,V10-DMAP-5µV·摩尔(2.43毫克/公斤/天)比V10-DMAP-10剂量显示更有效的影响µV·摩尔(4.86毫克/公斤/天)在肝脏,经酶活性。在脂肪组织中,V10-DMAP-5µV·摩尔(2.43毫克/公斤/天)剂量细胞和发病也更有利。在这方面,decavanadate低剂量产生一个清晰的胰岛素信号通路的调控。此外,不同的实验表明,钒及其物种的细胞可能作用于蛋白质,如磷酸化酶和激酶,它不应被视为仅仅是作为一个代理,样活性的和更深入地理解其作用机理需要进一步研究。药理和细胞毒性阈值调节建议5µV·摩尔(2.43毫克/公斤/天)对标题化合物。
数据可用性
的数据支持本研究的发现可以从相应的作者在合理的请求。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
确认
作者要感谢Vicerrectoria de Investigacion y de Posgrado工厂化(VIEP) Ygnacio马丁内斯拉古纳博士和Direccion de Innovacion y Transferencia de Conocimiento(公司)通过佩德罗乌戈·埃尔南德斯Tejeda博士和马丁·佩雷斯·桑托斯博士从Oficina de Comercializacion de Tecnologia(10月)对金融支持开展这个研究项目(DITCO2016-8)。作者还要感谢卡洛斯博士Escamilla使用的植物园“Claude Bernard”和玫瑰花的亚布拉沃技术援助。大肠Sanchez-Lara希望感谢Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologia (CONACyT)博士奖学金授予数量293256的支持。
补充材料
补充1。图S6:肾脏组织学V10-DMAP后管理。
补充2。表S4:肾功能V10-DMAP后管理。