Không có mối tương quan giữa con đường p38 MAPK và suy giảm chức năng co bóp trong các tế bào cơ tim tiểu đường

Pflügers Archiv - Tập 451 - Trang 328-337 - 2005
Sibylle Wenzel1, Golozar Soltanpour1, Klaus-Dieter Schlüter1
1Physiologisches Institut, Justus-Liebig-Universität, Giessen, Germany

Tóm tắt

Ngoài các bệnh tim mạch cổ điển, nồng độ glucose trong máu cao trực tiếp can thiệp đến các tế bào cơ tim. Các cơ chế chịu trách nhiệm cho điều này vẫn chưa được khám phá chi tiết. Nghiên cứu này nhằm xác định xem tình trạng tăng đường huyết có ảnh hưởng gì đến các phân tử tín hiệu nổi bật và đến chức năng co bóp của các tế bào cơ tim hay không. Các tế bào cơ tim được tách chiết từ chuột trưởng thành đã được điều trị với các nồng độ glucose khác nhau. Các gốc tự do được đo bằng phương pháp phát quang DCF. Biểu hiện TGFβ và hoạt hóa p38 MAP-kinase (MAPK) được đo bằng phương pháp Western blotting. Hiệu quả co bóp được xác định bằng cách đo lượng co rút tối đa của tế bào. Glucose (30 mM) gây ra sự gia tăng hình thành các gốc tự do, phosphoryl hóa p38 MAPK, và biểu hiện TGFβ. Trong điều kiện độ nhớt thấp (1 cp), phản ứng co bóp đối với tình trạng tăng đường huyết (15 mM) không thay đổi so với nhóm chứng. Tuy nhiên, việc tăng độ nhớt (400 cp) đã làm hạn chế chức năng co bóp. Độ nhạy với sự kích thích của β-adrenoceptor không thay đổi. Cả việc ức chế p38 MAPK bằng SB 202190 (1 μM) và ức chế các loài oxy phản ứng bằng vitamin C đều không làm thay đổi các tham số chức năng được đo. Bệnh tiểu đường ảnh hưởng trực tiếp đến mức độ kích hoạt của các phân tử tín hiệu nổi bật và chức năng co bóp của các tế bào cơ tim thất trưởng thành, góp phần vào sự phát triển của bệnh cơ tim tiểu đường.

Từ khóa

#p38 MAPK #tế bào cơ tim #tăng đường huyết #bệnh tiểu đường #chức năng co bóp

Tài liệu tham khảo

Adeghate E (2004) Molecular and cellular basis of the aetiology and management of diabetic cardiomyopathy: a short review. Mol Cell Biochem 261:187–191 Afzal M, Matsugo S, Sasai M, Xu B, Aoyama K, Takeuchi T (2003) Method to overcome photoreaction, a serious drawback to the use of dichlorofluorescin in evaluation of reactive oxygen species. Biochem Biophys Res Commun 304:619–624 Babick AP, Cantor EJ, Babick JT, Takeda N, Dhalla NS, Netticadan T (2004) Cardiac contractile dysfunction in J2N-k cardiomyopathic hamsters is associated with impaired SR function and regulation. Am J Physiol Cell Physiol 287:1202–1208 Dyntar D, Eppenberger-Eberhardt M, Maedler K, Pruschy M, Eppenberger HM, Spinas GA, Donath MY (2001) Glucose and palmitic acid induce degeneration of myofibrils and modulate apoptosis in rat adult cardiomyocytes. Diabetes 50:2105–2113 Factor SM, Minase T, Sonnenblick EH (1980) Clinical and morphological features of human hypertensive-diabetic cardiomyopathy. Am Heart J 99:446–458 Fang ZY, Prins JB, Marwick TH (2004) Diabetic cardiomyopathy: evidence, mechanisms, and therapeutic implications. Endocr Rev 25:543–567 Fatkin D, Graham RM (2002) Molecular mechanisms of inherited cardiomyopathies. Physiol Rev 82:945–980 Guo M, Wu MH, Korompai F, Yuan SY (2003) Upregulation of PKC genes and isozymes in cardiovascular tissues during early stages of experimental diabetes. Physiol Genomics 12:139–146 Howarth FC, Qureshi MA, White E (2002) Effects of hyperosmotic shrinking on ventricular myocyte shortening and intracellular Ca(2+) in streptozotocin-induced diabetic rats. Pflugers Arch 444:446–451 Huang XP, Du JF (2004) Troponin I, cardiac diastolic dysfunction and restrictive cardiomyopathy. Acta Pharmacol Sin 25:1569–1575 Igarashi M, Wakasaki H, Takahara N, Ishii H, Jiang ZY, Yamauchi T, Kuboki K, Meier M, Rhodes CJ, King GL (1999) Glucose or diabetes activates p38 mitogen-activated protein kinase via different pathways. J Clin Invest 103:185–195 Kannel WB, Belanger AJ (1991) Epidemiology of heart failure. Am Heart J 121:951–957 Kent RL, Mann DL, Urabe Y, Hisano R, Hewett KW, Loughnane M, Cooper G IV (1989) Contractile function of isolated feline cardiocytes in response to viscous loading. Am J Physiol 257:H1717–H1727 Norby FL, Aberle NS II, Kajstura J, Anversa P, Ren J (2004) Transgenic overexpression of insulin-like growth factor I prevents streptozotocin-induced cardiac contractile dysfunction and beta-adrenergic response in ventricular myocytes. J Endocrinol 180:175–182 Privratsky JR, Wold LE, Sowers JR, Quinn MT, Ren J (2003) AT1 blockade prevents glucose-induced cardiac dysfunction in ventricular myocytes: role of the AT1 receptor and NADPH oxidase. Hypertension 42:206–212 Raimondi L, De Paoli P, Mannucci E, Lonardo G, Sartiani L, Banchelli G, Pirisino R, Mugelli A, Cerbai E (2004) Restoration of cardiomyocyte functional properties by angiotensin II receptor blockade in diabetic rats. Diabetes 53:1927–1933 Ren J, Davidoff AJ (1997) Diabetes rapidly induces contractile dysfunctions in isolated ventricular myocytes. Am J Physiol 272:148–158 Ren J, Gintant GA, Miller RE, Davidoff AJ (1997) High extracellular glucose impairs cardiac E-C coupling in a glycosylation-dependent manner. Am J Physiol 273:2876–2883 Severson DL (2004) Diabetic cardiomyopathy: recent evidence from mouse models of type 1 and type 2 diabetes. Can J Physiol Pharmacol 82:813–823 Schluter K-D, Simm A, Schafer M, Taimor G and Piper HM (1999) Early response kinase and PI3-kinase activation in adult cardiomyocytes and their role in hypertrophy. Am J Physiol 276:1655–1663 Schulze PC, Yoshioka J, Takahashi T, He Z, King GL, Lee RT (2004) Hyperglycemia promotes oxidative stress through inhibition of thioredoxin function by thioredoxin-interacting protein. J Biol Chem 279:30369–30374 Smoak IW (2004) Hyperglycemia-induced TGFbeta and fibronectin expression in embryonic mouse heart. Dev Dyn 231:179–189 Stmiskova M, Barancik M, Neckar J, Ravingerova T (2003) Mitogen-activated protein kinases in the acute diabetic myocardium. Mol Cell Biochem 249:59–65 Swift LM, Sarvazyan N (2000) Localization of dichlorofluorescin in cardiac myocytes: implications for assessment of oxidative stress. Am J Physiol Heart Circ Physiol 278:982–990 Tarantini L, Di Lenarda A, Velussi M, Faggiano P, Comaschi M, Faglia E, Maggioni AP (2004) Diabetes mellitus, left ventricular dysfunction and congestive heart failure. Ital Heart J Suppl 5:605–615 Wenzel S, Taimor G, Piper HM, Schluter KD (2001) Redox-sensitive intermediates mediate angiotensin II-induced p38 MAP kinase activation, AP-1 binding activity, and TGF-beta expression in adult ventricular cardiomyocytes. FASEB J 15:2291–2293 Wenzel S, Müller C, Piper HM, Schlüter KD (2005) p38 MAPK in cultured adult rat ventricular cardiomyocytes: expression and involvement in hypertrophic signalling. Euro J Heart Fail 7:453−460 Wilmer WA, Dixon CL, Hebert C (2001) Chronic exposure of human mesangial cells to high glucose environments activates the p38 MAPK pathway. Kidney Int 60:858–871 Wold LE, Ren J (2004) Streptozotocin directly impairs cardiac contractile function in isolated ventricular myocytes via a p38 map kinase-dependent oxidative stress mechanism. Biochem Biophys Res Commun 318:1066–1071 Ye G, Metreveli NS, Donthi RV, Xia S, Xu M, Carlson EC, Epstein PN (2004) Catalase protects cardiomyocyte function in models of type 1 and type 2 diabetes. Diabetes 53:1336–1343