Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tác động của tình trạng tăng glucose máu đối với hàm lượng sorbitol và myo-inositol của phôi nuôi cấy: điều trị bằng chất ức chế aldose reductase và bổ sung myo-inositol
Tóm tắt
Để chứng minh giả thuyết giảm myo-inositol trong dị tật thai nhi do tăng glucose máu, các phôi chuột ở ngày 9.5 của thai kỳ trong giai đoạn đầu hình thành đầu đã được nuôi cấy in vitro trong 48 giờ trong quá trình hình thành ống thần kinh với lượng glucose tăng dần. Các tác động của chất ức chế aldose reductase và bổ sung myo-inositol cũng đã được khảo sát. Hàm lượng sorbitol và myo-inositol được đo trong các phôi đã tách rời và màng ngoài phôi bao gồm túi lòng đỏ và màng ối ở cuối quá trình nuôi cấy. Sau khi thêm 33.3 mmol/l và 66.7 mmol/l glucose vào môi trường nuôi cấy, hàm lượng myo-inositol của các phôi đã giảm đáng kể lần lượt là 43.1% (p<0.05) và 64.6% (p < 0.01) so với nhóm chứng, trong khi một sự tích lũy đáng kể sorbitol đã được quan sát (25 và 41 lần so với nhóm chứng). Mặc dù việc bổ sung chất ức chế aldose reductase (0.7 mmol/l) vào môi trường nuôi cấy có chứa glucose bổ sung 66.7 mmol/l trong tình trạng tăng glucose máu đã làm giảm đáng kể hàm lượng sorbitol của phôi xuống chỉ còn khoảng một phần tám, hàm lượng myo-inositol của phôi vẫn giảm và tần suất các tổn thương thần kinh không thay đổi (23.1% so với 23.9%, NS). Việc bổ sung myo-inositol (0.28 mmol/l) đã phục hồi hoàn toàn hàm lượng myo-inositol của các phôi và dẫn đến một sự giảm đáng kể tần suất các tổn thương thần kinh (7.1% so với 23.9%, p < 0.01) và tăng đáng kể chiều dài từ đỉnh đầu đến mông và số lượng somite. Ít đáng kể hơn, sự tích lũy sorbitol cũng đã được quan sát thấy ở màng ngoài phôi để đáp ứng với tình trạng tăng glucose máu, cả tình trạng tăng glucose máu và bổ sung myo-inositol đều không làm thay đổi hàm lượng myo-inositol của màng ngoài phôi. Chúng tôi kết luận rằng cơ chế gây quái thai do tình trạng tăng glucose máu được trung gian bởi sự giảm myo-inositol ở phôi tại một giai đoạn quan trọng của quá trình phát triển cơ quan.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Mills JL (1982) Malformations in infants of diabetic mothers. Teratology 25: 385–394
Small M, Cassidy L, Leiper JM, Paterson KR, Lunan CB, MacCuish AC (1986) Outcome of pregnancy in insulin-dependent (Type I) diabetic women between 1971 and 1984. Q J Med 61: 1159–1169
Nelson RL (1986) Diabetes and pregnancy: control can make a difference. Mayo Clin Proc 61: 825–829
Mills JL, Baker L, Goldman AS (1979) Malformations in infants of diabetic mothers occur before the seventh gestational week. Implications for treatment. Diabetes 28: 292–293
New DAT (1978) Whole embryo culture and the study of mammalian embryos during organogenesis. Biol Rev 53: 81–122
Freinkel N, Cockroft DL, Lewis NJ, Gorman L, Akazawa S, Phillips LS, Shambaugh GE (1986) The 1986 McCollum award lecture. Fuel-mediated teratogenesis during early organogenesis: the effects of increased concentrations of glucose, ketones, or somatomedin inhibitor during rat embryo culture. Am J Clin Nutr 44: 986–995
Sadler TW (1980) Effects of maternal diabetes on early embryogenesis. II. Hyperglycemia-induced exencephaly. Teratology 21: 349–356
Cockroft DL, Coppola PT (1977) Teratogenic effects of excess glucose on head-fold rat embryos in culture. Teratology 16: 141–146
Sadler TW (1980) Effects of maternal diabetes on early embryogenesis. I. The teratogenic potential of diabetic serum. Teratology 21: 339–347
Garnham EA, Beck F, Clarke CA, Stainsstreet M (1983) Effects of glucose on rat embryos in culture. Diabetologia 25: 291–295
Ellington SKL (1987) Development of rat embryos cultured in glucose-deficient media. Diabetes 36: 1372–1378
Akazawa S, Akazawa M, Hashimoto M, Yamaguchi Y, Kuriya N, Toyama K, Ueda Y, Nakanishi T, Mori T, Miyake S, Nagataki S (1987) Effects of hypoglycaemia on early embryogenesis in rat embryo organ culture. Diabetologia 30: 791–796
Horton WE, Sadler TW (1983) Effects of maternal diabetes on early embryogenesis. Alterations in morphogenesis produced by the ketone body, B-hydroxybutyrate. Diabetes 32: 610–616
Sadler TW, Phillips LS, Balkan W, Goldstein S (1986) Somatomedin inhibitors from diabetic rat serum alter growth and development of mouse embryos in culture. Diabetes 35: 861–865
Shepard TH, Tanimura T, Robkin MA (1970) Energy metabolism in early mammalian embryos. Symp Soc Dev Biol 29: 42–58
Freinkel N, Lewis NJ, Akazawa S, Gorman L, Potaczek M (1983) The honeybee syndrome: teratogenic effects of mannose during organogenesis in rat embryo culture. Trans Assoc Am Physicians 96: 44–55
Freinkel N, Lewis NJ, Akazawa S, Roth SI, Gorman L (1984) The honeybee syndrome-implications of the teratogenicity of mannose in rat-embryo culture. N Engl J Med 310: 223–230
Lewis NJ, Akazawa S, Freinkel N (1983) Teratogenesis from β-hydroxybutyrate during organogenesis in rat embryo organ culture and enhancement by subteratogenic glucose. Diabetes 32 [Suppl 1]: 11A
Sheehan EA, Beck F, Clarke CA, Stanisstreet M (1985) Effects of β-hydroxybutyrate on rat embryos grown in culture. Experientia 41: 273–275
Sadler TW, Hunter ES III, Wynn RE, Phillips LS (1989) Evidence for multifactorial origin of diabetes-induced embryopathies. Diabetes 38: 70–74
Hunter ES III, Sadler TW, Wynn RE (1987) A potential mechanism of DL-β-hydroxybutyrate-induced malformations in mouse embryos. Am J Physiol 235: 72–80
Eriksson UJ, Naeser P, Brolin SE (1986) Increased accumulation of sorbitol in offspring of manifest diabetic rats. Diabetes 35: 1356–1363
Eriksson UJ, Brolin SE, Naeser P (1989) Influence of sorbitol accumulation on growth and development of embryos cultured in elevated levels of glucose and fructose. Diab Res 11: 27–32
Hod M, Star S, Passonneau JV, Unterman TG, Freinkel N (1986) Effect of hyperglycemia on sorbitol and myo-inositol content of cultured rat conceptus: failure of aldose reductase inhibitors to modify myo-inositol depletion and dysmorphogenesis. Biochem Biophys Res Comm 140: 974–980
Baker L, Piddington R, Goldman AS, Dahlem S, Egler J (1986) Myoinositol (MI) and Arachidonic acid (AA) are linked in the mechanism of diabetic embryopathy. Diabetes 35 [Suppl 1]: 12A
Lowry OH, Rosenbrough NJ, Farr AL, Randall RJ (1951) Protein measurement with the Folin Phenol reagent. J Biol Chem 193: 265–275
Dethy JM, Callaert-Deveen B, Janssens M, Lenaers A (1984) Determination of sorbitol and galactitol at the nanogram level in biological samples by high-performance liquid chromatography. Anal Biochem 143: 119–124
Snedecor GW, Cochran WG (1980) Statistical Methods, 7th edn. Iowa State University Press, Ames, Iowa, pp 64–130
Sadler TW, Hunter ES III (1987) Hypoglycemia: how little is too much for the embryo? Am J Obstet Gynecol 157: 190–193
Sussman I, Matschinsky FM (1988) Diabetes affects sorbitol and myo-inositol levels of neuroectodermal tissue during embryogenesis in rat. Diabetes 37: 974–981
Gabbay KH (1973) The sorbitol pathway and the complications of diabetes. N Engl J Med 288: 831–836
Yeh LA, Rafford CE, Beyer TA, Hutson NJ (1986) Effects of the aldose reductase inhibitor sorbinil on the isolated cultured rat lens. Metabolism 35 [Suppl 1]: 4–9
MacGregor LC, Matschisky FM (1986) Experimental diabetes mellitus impairs the function of the retinal pigmented epithelium. Metabolism 35 [Suppl 1]: 28–34
Williamson JR, Chang K, Rowold E, Marvel J, Tomlinson M, Sherman WR, Ackerman KE, Kilo C (1986) Diabetes-induced increases in vascular permeability and change in granulation tissue levels of sorbitol, myo-inositol, chiro-inositol, and scylloinositol are prevented by sorbinil. Metabolism 35 [Suppl 1]: 41–45
Kikkawa R, Umemura K, Haneda M, Arimura T, Ebata K, Shigeta Y (1987) Evidence for existence of polyol pathway in cultured rat mesangial cells. Diabetes 36: 240–243
Finegold D, Lattimer SA, Nolle S, Bernstein M, Green DA (1983) Polyol pathway activity and myo-inositol metabolism. A suggested relationship in the pathogenesis of diabetic neuropathy. Diabetes 32: 988–992
Cohen MP (1986) Aldose reductase, glomerular metabolism, and diabetic nephropathy. Metabolism 35 [Suppl 1]: 55–59
Pinter E, Reece EA, Leranth CZ (1986) Arachidonic acid prevents hyperglycemia-associated yolk sac damage and embryopathy. Am J Obstet Gynecol 155: 691–702
Goldman AS, Baker L, Piddington R, Marx B, Herold R, Egler J (1985) Hyperglycemia-induced teratogenesis is mediated by a functional deficiency of arachidonic acid. Proc Natl Acad Sci USA 82: 8227–8231
Weigensberg M, Garcia-Palmer F, Freinkel N (1987) Competition between glucose and myo-inositol for transport in the embryo: a possible contributor to the embryopathy of hyperglycemia? Clin Res 35: 863A