文摘

糖尿病流行全世界,但理想的强化治疗策略在临床糖尿病和糖尿病肾病(DN)仍然缺乏。丙酮酸与糖代谢紊乱及肾脏功能障碍保护在各种致病的侮辱。目前的研究集中在口头丙酮酸对糖尿病的影响地位和DN与0.35%的丙酮酸pyruvate-enriched口服补液(Pyr-ORS)和1%丙酮酸作为8周的饮用水,使用糖尿病模型db / db老鼠。Pyr-ORS和1%丙酮酸比较治疗效果与控制体重和血糖、血胰岛素水平增加,改善肾脏功能和病理变化。异常的糖代谢途径中的关键酶活性,AR, PK,和此后/ PDH也恢复;氧化应激和炎症的索引,河畔⁺/ NADH比率,和年龄在肾脏大多是丙酮酸治疗后显著地保存。我们的结论是,口头丙酮酸延迟DN发展db / db老鼠和修改Pyr-ORS公式可能是一个理想的小说在临床治疗喝预防和治疗2型糖尿病和DN。

1。介绍

糖尿病已成为全球最严重的慢性疾病之一。据2017年统计,糖尿病(DM)患者是世界上约4.25亿人,约三次糖尿病患者的数量在2000年(1]。糖尿病肾病(DN)的发展在超过30%的糖尿病患者和慢性肾脏疾病的主要原因和终末期肾病具有高死亡率在西化的国家(2]。

积累的研究表明,葡萄糖代谢途径的干扰,尤其是丙酮酸激酶(PK M2)抑郁和华宝现象,肾小球微血管内皮细胞线粒体功能障碍,在肾近端小管上皮细胞内质网应激刺激高血糖(HG)扮演重要角色在DN发病和进展糖尿病啮齿动物模型和患者(3- - - - - -7]。具体来说,肾脏缺氧、氧化应激、炎症,和先进的糖化终端产品(年龄)同时参与在这个过程中,导致一个恶性循环在DN恶化7- - - - - -10]。然而,潜在的DN的分子和代谢机制还没有完全说明发生和发展。

许多研究令人信服地表明,丙酮酸是葡萄糖代谢的保护在各种致病的侮辱(11- - - - - -18]。自1990年代以来,研究已经表明,丙酮酸显示出有价值的保护细胞异常的糖代谢途径和氧化还原状态在HG地位和糖尿病性白内障和视网膜病变动物和人类细胞(11,12]。已经表明,丙酮酸拥有独特的多效性的生物和药理属性:增加缺氧的耐受性,纠正糖代谢紊乱和酸碱不平衡,抗氧化应激作用/炎症、保护线粒体和抑制细胞凋亡的13- - - - - -15]。因此,丙酮酸强劲保存multiorgan函数,从氧化应激的肾脏保护,缺氧/缺血再灌注和中毒伤害已经明确说明(16- - - - - -18]。此外,口服1 - 3%丙酮酸明显改善糖尿病性白内障和视网膜病变,和丙酮酸被阻止或减弱以及延迟年龄形成啮齿动物糖尿病白内障晶状体(19,20.]。然而,纯丙酮酸产品的摄入并不在人类利益(见下文)。在这方面,口服或肠内pyruvate-enriched丙酮酸(0.35%),钠,glucose-containing口服补液(Pyr-ORS)最近在机关明确显示有益的代谢和功能,包括肾脏,并极大地提高生存,相对世界卫生Organization-guided口服补液盐(WHO-ORS),在动物受到严重的伤害21,22]。

在此基础上,本研究采取关注pyruvate-enriched流体的影响,即。,Pyr-ORS (containing 0.35% pyruvate and 1.35% glucose) and pure 1% pyruvate as drinking water on type 2 diabetes, mainly DN, in diabeticdb / db老鼠。初步的描述性研究,结果在此确定糖尿病口服丙酮酸是有力的有益db / db老鼠和第一个提供新策略的可能性Pyr-ORS改善糖代谢在预防和治疗2型糖尿病的临床及其器官并发症包括人口众多的DN。

2。材料和方法

实验进行了符合实验室动物保健和使用指南的中国的国家研究委员会,北京,中国。综述了所有实验协议和浦东医院伦理委员会的批准,上海医学院、复旦大学,上海,中国。

2.1。动物和实验分组

C57BLKS / J小鼠和糖尿病(DM) C57BL / 6db/db老鼠(男,6周大)是购自南京生物医学研究所,南京,中国,和安置在塑料笼子的控制温度23日°C,湿度的50 - 55%,12 h光/暗周期在特定的病原体免费房间每笼老鼠(4)。适应4周后,DM C57BL / 6db/db老鼠证实高血糖症状,杂食性,烦渴、多尿症。只有那些动物空腹血糖高于11.1更易/ l(血液从尾静脉;葡萄糖由罗氏血糖仪测试)被选为以下的糖尿病模型实验。总共24岁动物10周大,包括6 C57BLKS / J小鼠正常参与作为正常组(集团),被选中,18岁db/dbDM小鼠被随机分为三组,每袋6老鼠。对照组(Con)是DM小鼠参与。丙酮酸组(组Pyr) DM小鼠醉酒蒸馏水含有1%丙酮酸钠(NaPyr),而Pyr-ORS集团(集团Pyr-ORS) DM小鼠给予蒸馏水NaPyr包含0.35%口服补液盐(ORS)。集团也和软木定期喂食实验水。四组中的所有老鼠可以免费获得正常实验饮食与液体上面所提到的,分别。水消耗10毫升/天以上由水瓶子的重量每一个鼠标。身体和肾脏重量、空腹血糖和胰岛素浓度,体积和24小时尿中代谢笼收集和测量年龄在10到18周的老老鼠。

8周后,18岁的周大,所有的动物都是由一个ip安乐死注射戊巴比妥钠(200毫克/公斤),和1.3毫升的血液样本通过心脏穿刺收集每个鼠标,然后在4000 r / min离心10分钟分离血浆,冻结在-80°C。肾脏很快被删除从每个鼠标和冻结在-80°C。Pyr-ORS NaPyr肉体的准备在实验室用0.35%,0.2%氯化钠,氯化钾0.15%,1.35%葡萄糖使脱水247 mOsm / l (23]。丙酮酸钠是来自热费希尔(Gibco;热费希尔科学公司,沃尔瑟姆,美国马)。

2.2。酶联免疫吸附试验(ELISA)

老鼠肾脏匀浆分别准备检测丙酮酸脱氢酶的水平(PDH),包括nonphosphorylated活跃的丙酮酸脱氢酶(PDHa),总丙酮酸脱氢酶(PDHt)和丙酮酸激酶(PK)(伊利生物学技术,中国上海);氧化/还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD⁺/ NADH),半胱氨酸蛋白酶抑制物C (Cys-C),和年龄(南京建成生物工程研究所,中国);和胰岛素,乳酸脱氢酶(LDH)和激进的氧物种(ROS)(伊利生物学技术,中国上海),使用各自的酶联免疫试剂盒以下协议。血清肌酐的水平(Cr)和包子和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽过氧化物酶(氧化酶),果糖,山梨糖醇在肾脏匀浆被检测到;24小时尿蛋白和嗜中性粒细胞gelatinase-associated lipocalin (NGAL)还测量了与各自的商业分析工具(南京,南京建成,中国)。

活性氧的检测方法是简要如下:稀释样品,放在盘子里,通过添加enzyme-labeled抗体,然后颜色反应的底物溶液,最后,终止反应通过添加控制解决方案。OD值与酶标仪测定(无限m200pro TECAN,瑞士)。河畔的⁺/ NADH检测一度组织细胞溶解,加热与酸性/碱性提取物获得河畔⁺和NADH,然后与各自的混合试剂和孵化80°C 60分钟的保护。OD值测量的波长570纳米。比率是通过特定的分析工具提供的计算公式。

2.3。西方墨点法

蛋白质用于西方墨点法提取使用裂解缓冲(Inventbiotechnologies公司,中国),由钠十二烷基sulfate-polyacrylamide凝胶电泳(sds - page)和转移到聚乙二烯二氟化物薄膜(PVDF)(微孔,贝德福德,妈,美国)。膜携带蛋白质乐队被Tris-buffered盐水与渐变(TBST) 5%的脱脂牛奶1 h和孵化主要抗体(美国Proteintech集团公司,IL)一夜之间在4°C。洗后,膜与二次孵化抗体辣根过氧化物酶标记的1 h在室温下。二次抗体(美国Proteintech集团公司,IL)包括山羊anti-rabbit免疫球蛋白和山羊anti-mouse免疫球蛋白。洗后,膜带印迹和抗体孵化与西方化学发光合止动剂基质(微孔)。信号的蛋白质被抓获,使用Bio-Rad ChemiDoc™XRS系统(Bio-Rad、大力神、钙、美国)。被量化的数据量一个软件(Bio-Rad)。主要抗体醛糖还原酶(AR)从GeneTex购买(美国CA);针对PDH、PDHA1和丙酮酸脱氢酶激酶(此后)从细胞信号技术购买(CST,贝弗利,妈,美国);此后抗体和PDHA1获得Abways技术(Abways科技有限公司、上海、中国)。

2.4。免疫组织化学分析

免疫组织化学过程的肾PDH、石蜡包埋的部分准备,脱蜡,修复使用乙二胺四乙酸(EDTA)抗原检索缓冲区。接下来,部分抗体孵育(CST,贝弗利,妈,美国)与PDH PBS含有3%牛血清白蛋白(BSA)在一夜之间在4°C。样本然后二级抗体孵育(CST,贝弗利,妈,美国)在室温下45分钟。然后,使用3部分被染色,3 - - - - - -diaminobenzidine (DAB)过程中,细胞核restained用苏木精。最后,部分是安装在幻灯片的图像分析。阳性染色面积的百分比是量化,使用Image-Pro + 6.0软件(美国马里兰州银泉的媒体控制论)。蛋白质的表达被平均密度检测。

2.5。PAS染色和透射电子显微镜

肾组织病理检查的光学显微镜与周期性Acid-Schiff (PAS)染色后常规实验过程:简单地说,片deparaffinized,水合物水,沉浸在0.5%高碘酸为15分钟,30分钟品红试剂,然后在梅尔的苏木精解3分钟之后洗水每一步。最后,法蓝氨溶液,后片是使用酒精和二甲苯脱水和山。

评价肾损伤是阻力指标受伤也许可以通过肾小球硬化指数和指数。PAS染色进行成像分析如下:肾小球的总面积通过核查放大图像,然后系膜区(不包括基底膜和其他部分)。系膜区指数计算从肾小球系膜区比面积%和量化表达的使用Image-Pro + 6.0软件(美国马里兰州银泉的媒体控制论)。系膜增殖指数(%)是由三个独立评估评估平均肾小球损伤的病理学家。平均密度区域的平均百分比(IOD /区域)量化使用Image-Pro + 6.0软件(美国马里兰州银泉的媒体控制论)。管损伤没有调查。透射电子显微镜(TEM)过程,新鲜组织块分离物理伤害的预防与组织块的大小不超过1毫米³。组织块然后其次是常规实验程序,然后切成超薄部分(60 - 80海里)超微切片机。最后,部分与TEM观察(日本日立HT770)。受伤的区域被箭头标记。

2.6。统计分析

所有的实验都重复三次,这样的数据 (SEM)。统计分析使用SPSS 22.0统计软件SPSS,芝加哥,美国)。单向方差分析是用来计算(方差分析)值, 被认为是具有统计学意义。

3所示。结果

3.1。改变体重(BW),肾重/体重(千瓦/ BW)和空腹血糖和胰岛素水平

口服后丙酮酸治疗(1%丙酮酸或Pyr-ORS)(表8周1),所有的BWdb / db老鼠仍高于正常小鼠,但明显降低( )在组织Pyr以及Pyr-ORS与集团反对;千瓦/ BW比率是Pyr组高于Pyr-ORS组相对于集团反对( ),表明丙酮酸1.0%比0.35%更有益的丙酮酸的Pyr-ORS BW减少糖尿病db / db老鼠。与集团诈骗相比,空腹血糖水平降低( ),而空腹血浆胰岛素水平显著增加( )在团体Pyr和Pyr-ORS ( )后的治疗。结果表明,口服丙酮酸在丙酮酸两组几乎同样改善糖尿病状态db / db老鼠。

3.2。改变血清铬、包子,Cys-C和尿蛋白和NGAL的水平

在表2与集团也相比,血清铬、包子,和Cys-C尿液NGAL和24小时尿蛋白显著更高db / db老鼠;然而,早期肾功能敏感的指标,血清Cys-C和尿液NGAL,显著降低( )在团体Pyr和Pyr-ORS 8周的治疗。在Pyr组,24小时尿蛋白也非常低( )。血清Cr和包子,实验中的丙酮酸效果并不明显。数据表明,口腔丙酮酸丙酮酸两组相对保护肾功能对糖尿病和延迟DN恶化db / db老鼠。

3.3。丙酮酸激酶活动的变化、LDH和PDHa / PDHt肾脏匀浆

如表所示3组相比,案子,有显著变化(高或低)的LDH水平,PK, PDHa / PDHt肾脏的组织Pyr和Pyr-ORS治疗后( 或 )。特别是HG-promoted LDH和HG-inhibited PDHa大多是恢复。这些数据强烈表明,口服丙酮酸在丙酮酸两组深刻和相对提高了糖酵解的关键酶在糖尿病和葡萄糖氧化代谢db / db老鼠。

3.4。山梨糖醇的变化,果糖,河畔⁺/ NADH比率,和年龄在肾脏匀浆

如表所示4组相比,案子,山梨糖醇,果糖,河畔⁺/ NADH比率,和年龄在肾脏匀浆被显著改变(高或低)组Pyr Pyr-ORS,尽管果糖和山梨糖醇是没有从统计研究Pyr-ORS组显著降低,治疗后( 或 )。结果显示,口服丙酮酸丙酮酸两组显著和相对提高了河畔⁺/ NADH和改善年龄形成糖尿病的肾脏db / db老鼠。

3.5。表情的变化在肾脏匀浆糖代谢途径中的关键酶

图1显示更高的AR的表达,此后,但较低的表情PDH和PDHA1 HG (PDH的活性形式)诱导的肾匀浆组比集团也不反对。然而,所有的改变都逆转与口头干预后丙酮酸在两个丙酮酸组。这些结果充分表明,口服丙酮酸恢复异常的山梨糖醇通路和重新激活葡萄糖氧化代谢,导致renoprotection,糖尿病db / db老鼠。

3.6。氧化应激和炎症指标的变化在肾脏匀浆

相比团体反对在表5,有显著变化(高或低)血清活性氧,SOD, MDA,猫,和氧化酶水平组的肾脏Pyr和8周后Pyr-ORS研究时期( 或 )。在图2,有一个显著降低炎症因子(il - 1β、il - 6和TNF -α)的肾脏组Pyr和轻微下降,集团Pyr-ORS后8周的丙酮酸治疗。这些数据表明,口服1.0%或0.35%丙酮酸显著减弱氧化应激:增加SOD, CAT,氧化酶,而减少ROS、MDA,抑制炎症在糖尿病肾脏db / db老鼠。

3.7。丙酮酸改善肾组织病理学损伤

口头的renoprotective影响丙酮酸在改善肾脏形态学损伤进行了PAS染色和透射电子显微镜。免疫组织化学研究表明,蛋白表达水平的PDH的平均密度集成光密度(IOD /区域)是严重减少Con组,但同样,完全恢复组Pyr和Pyr-ORS(数字3(一)和3(e))。在图3(b),肾组织的病理变化PAS染色在团体Pyr和消除Pyr-ORS与组织场骗局与正常小鼠相比,有更高的肾小球体积和系膜扩张矩阵组案子,但口服丙酮酸治疗平行减毒系膜增殖指数和水肿的肾小球内皮细胞和足细胞(见箭头在图3(c))肾组织的团体Pyr和Pyr-ORS(数字3(b) -3(d))。肾脏形态学改变的结果表明口服丙酮酸在丙酮酸两组相对消除损伤在糖尿病肾脏组织病理学db / db老鼠。

4所示。讨论

4.1。丙酮酸延迟糖尿病状态和糖尿病肾病的进展

目前结果表明口服丙酮酸液体饮用水能改善糖尿病患者的糖尿病和减弱DN发展db / db老鼠,一种广泛接受的标准模型的2型糖尿病患者。如表所示1和2丙酮酸在1%饮用水和Pyr-ORS丙酮酸(0.35%)下降BW和空腹血糖和空腹血胰岛素等方式增加两个丙酮酸组8周后治疗。口服丙酮酸(1%丙酮酸或Pyr-ORS)两组显著提高糖尿病患者肾功能降低血液Cys-C、24小时尿蛋白和NGAL;此外,肾脏损伤在系膜增殖及足细胞(数字3(b)和3(c))的组织病理学改变是减少丙酮酸治疗8周后,集团场骗局相比,这些结果表明,口服丙酮酸的液体是有效治疗糖尿病和DNdb / db老鼠。

糖代谢关键酶的数据显示:基于“增大化现实”技术在山梨糖醇通路,在糖酵解PK,在葡萄糖氧化代谢PDH深刻改善(数字1 (b)和3(a)和表3);氧化应激和炎症减少口服丙酮酸虽然糖尿病肾脏的炎症抑制是次要的db / db老鼠(表5和图2)。重要的是,年龄水平在糖尿病肾脏减毒后口服丙酮酸治疗8周(表4)。发现支持两个口头丙酮酸液体类似地改善糖尿病状态和延迟DN在糖尿病进展db / db老鼠。值得注意的是,之前的研究表明,丙酮酸改善糖尿病眼部并发症,发现丙酮酸抑制zinc-induced胰岛细胞死亡,并补充丙酮酸减毒β细胞死亡在体外和在活的有机体内实验(11,13,24,25]。然而,到目前为止,还没有调查有关丙酮酸对DN的影响。有趣的是,一个初步的临床报告显示,大剂量口服丙酮酸(约1.0 g / kg / d为7 - 10天)显然在6例接受控制糖尿病1型糖尿病低血糖的倾向。一个额外的发现表明,在大剂量口服丙酮酸提高了胰岛素的分泌β肽在线粒体DM患者减少每日总胰岛素剂量(26,27]。这些案例报告显然支持目前的发现。糖尿病患者db / db用于实验小鼠模型基本上是反映糖尿病障碍的患者进行2型糖尿病;这里的有前景的结果,由实验结果与先前的案例报告,提供了更大的可能性口服丙酮酸临床糖尿病的预防和治疗。

4.2。丙酮酸改善糖代谢紊乱

以下小说发现应该强调在丙酮酸对糖尿病患者糖代谢异常在衰减的影响地位和DN。

4.2.1。准备丙酮酸糖酵解途径改善糖尿病

现在的数据首次发现,醛糖还原酶(AR)在集团反对但恢复刺激口腔丙酮酸治疗在糖尿病组Pyr和Pyr-ORSdb / db老鼠(图1 (b))。

承认,基于“增大化现实”技术的活动绝对是刺激HG和糖尿病,导致山梨糖醇通路的促销,另外由于己糖激酶活动在高血糖(香港)饱和,导致NADPH /辅酶ii⁺和NAD⁺/ NADH比损耗和随后的磷酸戊糖途径的抑制(PPP)的主要来源NADPH维持谷胱甘肽(11,12,28]。口服丙酮酸拒绝提升基于“增大化现实”技术的糖尿病db / db老鼠首先支持先前的提议,丙酮酸竞争性抑制HG的基于“增大化现实”技术的条件下(12]。因此,高血糖/ HG占氧化还原电势抑制糖尿病组织和器官(图4)。此外,如表所示3、肾PK活动、糖酵解的关键酶之一,也是糖尿病患者的抑郁db / db老鼠。无氧糖酵解途径,因此,在糖尿病,抑制所谓pseudohypoxia建议,可显著减毒抗氧化治疗(29日,30.),而丙酮酸是公认有效的抗氧化剂。HG-induced AR刺激和PK抑制DN发展发挥了关键作用[3,30.]。然而,现在发现第一次全面确定口腔丙酮酸加强规范糖酵解通量的减少葡萄糖毒性代谢物积累AR(1)竞争性抑制的山梨糖醇通路NAD的崛起⁺NADPH和与此同时扭转PPP,导致谷胱甘肽(GSSG增强,如图所示NAD的增加⁺/ NADH氧化酶(表4和5);(2)逆转糖酵解的关键酶,如香港、磷酸果糖激酶(PFK-1)和PK (PK M2增加也可能调节柠檬酸/线粒体途径[4]),尽管2成型机没有检测到;和(3)自发厌氧能量自由LDH丙酮酸还原的还原反应,尽管衰减HG-raised LDH的丙酮酸,再加上NADH氧化河畔⁺另外,提高河畔⁺/ NADH比率在糖尿病(表4),它可以促进糖酵解G-3PD步骤(glyceraldehyde-3-phosphate脱氢酶),NAD的地方⁺是必需的(30.]。因此,规范无氧糖酵解相当功能的复兴在口头pyruvate-treated糖尿病组db / db老鼠(图4)。

4.2.2。丙酮酸氧化代谢保存在糖尿病

丙酮酸脱氢酶(PDH)葡萄糖氧化代谢活动中起着至关重要的作用。各种致病的侮辱,包括临界损伤,如出血、创伤和脓毒症,糖尿病,老化,甚至癌症,可能诱发PDH抑制,导致具体不同的代谢紊乱和酸碱失衡在不同各自的侮辱。PDH活动减少糖尿病动物和人类,和临床糖尿病酮症酸中毒甚至出现更严重的PDH抑制(31日,32]。数据提供了第一个证据,口头丙酮酸新生HG-inhibited PDH活动糖尿病,如表所示3,肾PDHa / t活动相对增强两个丙酮酸组。此外,肾PDH活动同样的免疫组织化学显示一个完整的恢复在两个丙酮酸组db / db老鼠(图3(a))。丙酮酸,如二氯醋酸(DCA)作为PDH活化剂(33),授予一个完整的再活化的抑制PDH在丙酮酸两组糖尿病肾脏,这是符合治疗出血性休克和脑外伤34,35]。显然,这部小说发现口服丙酮酸活化的PDH PK的改进和基于“增大化现实”技术抑制糖尿病db / db小鼠健壮的意义的临床治疗糖尿病和糖尿病肾脏器官并发症,脑、心脏、眼睛和皮肤。

如数据所示1 (c)- - - - - -1 (e),PDH和PDHA1被抑制,但此后促使在对照组,而上述改变在丙酮酸两组完全恢复。因此,口服丙酮酸的逆转PDH此后,其抑制HG-enhanced活动密切相关db / db老鼠,正如前面表明,丙酮酸作为模拟DCA此后抑制磷酸化(36,37]。PDH的改造以及PC(丙酮酸羧化酶)活动由丙酮酸,丙酮酸增强口语回补(补充三羧酸(TCA)母基板)和柠檬酸循环持续的氧化磷酸化,在活的有机体内。因此,华宝现象(有氧糖酵解增强PDH-oxidative磷酸化在有氧条件下抑制)可能会逆转。因此,葡萄糖氧化代谢以及血糖显著改善,从而延缓糖尿病进展db / db老鼠(图4)。此外,如表所示1、口腔丙酮酸可能会刺激胰岛素的分泌β肽在糖尿病甚至非糖尿病的患者(26,27,38];因此,增强血液胰岛素PDH的活动,也可以激活在活的有机体内。进一步,PDH保存可能另外贡献与丙酮酸抗氧化压力(表5)。此外,尽管在血乳酸/丙酮酸比和ATP生成或肾脏没有监控在这项实验中,河畔⁺/ NADH比率在糖尿病肾脏丙酮酸治疗后显著增加(表4)。之前发现肠内Pyr-ORS血丙酮酸/ 5次,丙酮酸/乳酸比率增加和致命的低氧乳酸酸中毒纠正,深刻加强补液老鼠的生存受到严重烧伤休克(23];口服丙酮酸作为饮用水也显著增加ATP含量和ATP酶在大鼠神经元受到微重力8周(数据提交出版)。

总的来说,目前的结果首次证明口服丙酮酸液体有效纠正糖代谢障碍,特别是通过激活葡萄糖的氧化磷酸化与PDH (PDHa / t)恢复,此后通过直接抑制糖尿病db / db老鼠。上面的丙酮酸保护作用对糖尿病糖代谢畸形,在活的有机体内此后,AR和抑制丙酮酸和PDH复活被复制的HK-2(人工肾近端小管上皮)细胞系在HG的条件下,在体外(数据未显示),这也显示ER应激和细胞凋亡的抑制HK-2细胞通过丙酮酸添加HG (39]。最近的一项调查进一步证明糖尿病显著抑制胰腺线粒体代谢β肽,而早期研究显示丙酮酸保存灌输胰岛的功能(40,41]。目前结果显示血胰岛素水平上升的结果与这些发现将小岛不一致性调查实验。

因此,口服丙酮酸作为一个新策略,除了当前的进展与钠葡萄糖与transporter-2 (SGLT-2)抑制剂和glucagon-like peptide-1 (GLP-1)受体受体激动剂(2),治疗糖尿病状态和DN专门通过恢复正常糖代谢途径促进糖酵解和葡萄糖氧化磷酸化驱动HG-induced Warburg效应向后实验性糖尿病的肾脏db / db老鼠。

4.2.3。丙酮酸推迟年龄形成

必须注意到另一个新发现是丙酮酸也显示为一个时代的对手,平行抑制肾年龄和氧化应激水平在两个丙酮酸组db / db老鼠(表4和5的炎症抑制不显著),尽管Pyr-ORS实验条件(图2)。年龄以及沉积形成的组织是一个重要的诱发因素在糖尿病发病和进展器官并发症,包括通过刺激氧化应激,DN血管紧张肽原生产、ER压力,在肾纤维化9,42,43]。年龄抑制剂,至少部分有效DN治疗在动物实验和临床试验(44]。最近的研究结果表明,丙酮酸是ER应激的制约,在体外通过抗氧化应激和凋亡效果和耐时代形成,在活的有机体内,通过竞争抑制葡萄糖的酶系统,保护和恢复糖化压力(39,45]。丙酮酸甚至显示在逆转时代一个重要的角色在糖尿病性白内障形成和衰减其发展组织,及其潜在的分子机制也被解决(19,20.,45]。口服丙酮酸对衰减的影响或预防糖尿病年龄积累可能发挥关键作用在扭转DN发病和发展的恶性循环。

4.3。丙酮酸在临床糖尿病的口服补液盐的好处

Pyr-ORS自2012年以来,首次提出改善率领口服补液盐(WHO-ORS I, II或III),其中包含碳酸氢或柠檬酸克分子数相等的丙酮酸。之前的研究表明,口服或肠内Pyr-ORS比WHO-ORS有益动物休克复苏和肾脏保护(21- - - - - -23]。显示数据清楚地表明口服两Pyr-ORS丙酮酸(0.35%丙酮酸)和1%的丙酮酸是同等有效的保护关键酶活性和组织病理学变化在糖尿病小鼠对HG(数字1和3)。

在临床的设置,一个病人喝1%的丙酮酸2升摄入20 g的丙酮酸钠,但摄入7-25 g丙酮酸没有效果还是有限函数在成人由于从肠道吸收不良46,47]。肠道吸收的钠盐需要通过钠葡萄糖共存⁺葡萄糖转运蛋白位于哺乳动物的胃肠道上皮细胞(21- - - - - -23]。相比之下,1%的丙酮酸是有效的糖尿病啮齿动物,由于饲料丙酮酸总是在Na⁺葡萄糖液喝和吃动物。鉴于发现两个丙酮酸液体显示基本相等的效果,0.35%丙酮酸与1.35%葡萄糖Pyr-ORS可能是有益的,可行的预防和治疗糖尿病。然而,同样值得注意的是,口头Pyr-ORS这里只是推迟了DN发展,而不是完全禁止的DN发展db / db老鼠。丙酮酸用量可能不是最优;量的测试和一个长期的调查是必需的。进一步研究大型动物群体大小在不同的模型来验证至关重要口服丙酮酸(Pyr-ORS)影响糖尿病和糖尿病胰腺DN和它对保护的影响β肽。因为一些临床研究在各种疾病接受大剂量(约1.0克/公斤)丙酮酸产品的报道,口头或系统性丙酮酸政府表示临床有效性和宽容,没有副作用26,27,38,48- - - - - -50),临床试验是安全的,迫切需要在糖尿病患者Pyr-ORS公式如果需要修改。

最后,值得注意的是在此,丙酮酸乙酯(EP,丙酮酸钠盐的导数)已经公布了的潜在干预糖尿病和DN (51),进一步加强了丙酮酸对糖尿病的影响。然而,EP之间有一个明显的不同和丙酮酸钠:EP是有益的动物,而不是人类;对EP II期临床试验的失败可能支持这个假设,使其临床前瞻性无望52,53]。

一起服用,结果表明口服Pyr-ORS可能提供新策略在药物干预的临床糖尿病及其器官并发症,甚至糖尿病酮症酸中毒和可能是一个新颖的治疗方法,甚至作为一个功能饮料,在糖尿病的预防和治疗,在人口众多的DN。

5。结论

口服Pyr-ORS可比效果与1%丙酮酸治疗糖尿病和糖尿病的DN发展db / db老鼠。口服丙酮酸可能翻新糖代谢,尤其是抑制HG-promoted AR活性,激活HG-depressed PK PDH,此后通过抑制、活动扭转Warburg效应在糖尿病糖代谢缺陷。此外,口服丙酮酸可能发挥抗氧化压力和抑制形成时代。因此,口服丙酮酸可能会恶性循环的良性循环糖代谢紊乱在糖尿病和DN。需要进一步研究特别是在剂量反应的方式和长期调查与一大群大小。小说与Pyr-ORS治疗策略可能是有益的临床预防和治疗2型糖尿病和DN。

缩写

年龄:	高级糖化终端产品
基于“增大化现实”技术:	醛糖还原酶
囊肿C:	半胱氨酸蛋白酶抑制物C
糖尿病:	糖尿病
DN:	糖尿病肾病
呃:	内质网
氧化酶:	谷胱甘肽过氧化物酶
HG:	高葡萄糖
LDH:	乳酸脱氢酶
NAD (P)+/ NAD (P) H:	烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸()(氧化/简化型)
NGAL:	中性粒细胞gelatinase-associated lipocalin
口服补液盐:	口服补液
谷胱甘肽(GSSG):	谷胱甘肽(减少/氧化形式)
PDH:	丙酮酸脱氢酶
Pyr-ORS:	Pyruvate-ORS
PDHa / t:	PDHactive /总
PDHA1:	活动形式的PDH
此后:	丙酮酸脱氢酶激酶
PK:	丙酮酸激酶
购买力平价:	磷酸戊糖途径
ROS:	激进的氧物种
SOD:	超氧化物歧化酶
三羧酸循环:	三羧酸循环。

数据可用性

提供的数据可以在请求。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

周FQ、杨XH和金HM设计实验;张XM,邓H、通JD和王YZ进行动物实验,修正数据,并进行统计分析;张周FQ, XM,金HM写草稿,金HM和周FQ极度修订后的手稿。张XM,邓H和通JD同样对本文亦有贡献。

确认

这项研究是由上海浦东医院肾脏学和等离子体净化的关键学科- 2020和上海市健康委员会(批准号201840025)。