transmedТрансляционная медицинаTranslational Medicine2311-44952410-5155Almazov National Medical Research Centre, Saint Petersburg, Russia10.18705/2311-4495-2016-3-4-34-43transmed-206Research ArticleЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯEXPERIMENTAL STUDIESВЛИЯНИЕ МЕТФОРМИНА НА АКТИВНОСТЬ ГЛЮКОЗО-6-ФОСФАТДЕГИДРОГЕНАЗЫ В ТКАНЯХ КРЫС С САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ 2-ГО ТИПА И МЕТАБОЛИЧЕСКИМ СИНДРОМОМTHE EFFECT OF METFORMIN ON THE GLUCOSE-6-PHOSPHATE DEHYDROGENASE ACTIVITY IN TISSUES OF RATS WITH TYPE 2 DIABETES MELLITUS AND METABOLIC SYNDROMEКузнецоваЛюдмила АлександровнаKuznetsovaL. A.noemail@neicon.ruДеркачКира ВикторовнаDerkachK. V.noemail@neicon.ruШароваТатьяна СергеевнаSharovaT. S.noemail@neicon.ruБондареваВера МихайловнаBondarevaV. M.noemail@neicon.ruЛожковАлексей АлександровичLozhkovA. A.noemail@neicon.ruШпаковАлександр ОлеговичShpakovA. O.alex_shpakov@list.ruИнститут эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. СеченоваРоссияSechenov Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry of the Russian Academy of SciencesRussian FederationСанкт-Петербургский Политехнический Университет Петра ВеликогоРоссияPeter the Great Saint-Petersburg Polytechnic UniversityRussian Federation201623122016343443Copyright © Кузнецова Л.А., Деркач К.В., Шарова Т.С., Бондарева В.М., Ложков А.А., Шпаков А.О., 20162016Кузнецова Л.А., Деркач К.В., Шарова Т.С., Бондарева В.М., Ложков А.А., Шпаков А.О.Kuznetsova L.A., Derkach K.V., Sharova T.S., Bondareva V.M., Lozhkov A.A., Shpakov A.O.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://transmed.almazovcentre.ru/jour/article/view/206

Глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа (Г6ФДГ) играет важную роль в патогенезе сахарного диабета (СД) 2-го типа и метаболического синдрома (МС), и может рассматриваться как одна из мишеней при их лечении. Однако данные об изменении активности Г6ФДГ при этих заболеваниях немногочисленны. Цель работы состояла в изучении активности Г6ФДГ в мозге, миокарде и эпидидимальном жире (ЭЖ) самцов крыс с СД 2-го типа и МС и влияния на нее длительного лечения антидиабетическим препаратом метформином (МФ). Для индукции СД 2-го типа пятисуточных крысят обрабатывали стрептозотоцином (75 мг/ кг). МС у крыс вызывали диетой, включающей потребление 30%-ного раствора глюкозы и насыщенных жиров. Лечение МС и СД 2-го типа проводили в суточной дозе 200 мг/кг в течение 5 или 10 недель. Показано, что в мозге крыс с СД 2-го типа и МС активность Г6ФДГ менялась незначительно. В миокарде и ЭЖ крыс с СД 2-го типа и МС активность Г6ФДГ достоверно повышалась. Лечение животных МФ приводило к ее снижению, причем в миокарде крыс с СД 2-го типа активность фермента достигала ее уровня в контроле. Таким образом, нами показано, что в миокарде и ЭЖ крыс с СД 2-го типа и МС активность Г6ФДГ в значительной степени повышается, а лечение МФ ее нормализует, что является одним из механизмов терапевтического действия МФ.

Glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD) play an important role in the pathogenesis of type 2 diabetes mellitus (T2DM) and metabolic syndrome (MS), and it can be regarded as one of the targets in their treatment. However, the data on changes in the G6PD activity in these diseases are scarce. The aim of this work was to study the G6PD activity in the brain, myocardium and epididymal fat (EF) in male rats with T2DM and MS and the influence of long-term treatment with antidiabetic drug metformin (MF) on it. To induce T2DM, five-day rat pups were treated with streptozotocin (75 mg/kg). The MS in rats was induced by diet consisting of 30% glucose solution and saturated fats. The treatment of T2DM and MS was carried out at a daily dose 200 mg/kg for 5 or 10 weeks. It was shown that in the brain of rats with T2DM and MS the G6PD activity changed weakly. In the myocardium and EF in rats with T2DM and MS the G6PD activity significantly increased. The treatment of animals with MF led to decrease of this activity, and in the myocardium of rats with T2DM the enzyme activity reached its level in control. Thus, we showed that in the myocardium and EF of rats with T2DM and MS the G6PD activity was significantly increased, and the MF treatment normalized it, which is one of the mechanisms of therapeutic action of MF.

глюкозо-6-фосфатдегидрогеназаметаболический синдромсахарный диабет 2-го типаметформинмиокардэпидидимальный жирglucose-6-phosphate dehydrogenasemetabolic syndrometype 2 diabetes mellitusmetforminmyocardiumepididymal fatReferencesGupte R.S, Floyd B.C, Kozicky M, et al. Synergistic activation of glucose-6-phosphate dehydrogenase and NAD(P)H oxidase by Src kinase elevates superoxide in type 2 diabetic, Zucker fa/fa, rat liver. Free Radic Biol Med. 2009; 47(3): 219-228.Gupte R.S, Floyd B.C, Kozicky M, et al. Synergistic activation of glucose-6-phosphate dehydrogenase and NAD(P)H oxidase by Src kinase elevates superoxide in type 2 diabetic, Zucker fa/fa, rat liver. Free Radic Biol Med. 2009; 47(3): 219-228.Rosa A.P, Jacques C.E, de Souza L.O, et al. Neonatal hyperglycemia induces oxidative stress in the rat brain: the role of pentose phosphate pathway enzymes and NADPH oxidase. Mol. Cell. Biochem. 2015; 403(1-2):159-167.Rosa A.P, Jacques C.E, de Souza L.O, et al. Neonatal hyperglycemia induces oxidative stress in the rat brain: the role of pentose phosphate pathway enzymes and NADPH oxidase. Mol. Cell. Biochem. 2015; 403(1-2):159-167.Park J, Choe S.S, Choi A.H, et al. Increase in glucose-6-phosphate dehydrogenase in adipocytes stimulates oxidative stress and inflammatory signals. Diabetes. 2006; 55(11):2939-2949.Park J, Choe S.S, Choi A.H, et al. Increase in glucose-6-phosphate dehydrogenase in adipocytes stimulates oxidative stress and inflammatory signals. Diabetes. 2006; 55(11):2939-2949.Kletzien R.F, Harris P.K.W, Foellmi L. Glucose-6phosphate dehydrogenase: a “housekeeping” enzyme subject to tissue-specific regulation by hormones, nutrients, and oxidant stress. FASEB J. 1994; 8(1):174-181.Kletzien R.F, Harris P.K.W, Foellmi L. Glucose-6phosphate dehydrogenase: a “housekeeping” enzyme subject to tissue-specific regulation by hormones, nutrients, and oxidant stress. FASEB J. 1994; 8(1):174-181.Zimmer H.G. Regulation of and intervention into the oxidative pentose phosphate pathway and adenine nucleotide metabolism in the heart. Mol. Cell. Biochem. 1996; 160-161(1): 101-109.Zimmer H.G. Regulation of and intervention into the oxidative pentose phosphate pathway and adenine nucleotide metabolism in the heart. Mol. Cell. Biochem. 1996; 160-161(1): 101-109.Park J, Rho H.K, Kim K.H, et al. Overexpression of glucose-6-phosphate dehydrogenase is associated with lipid dysregulation and insulin resistance in obesity. Mol. Cell. Biol. 2005; 25(12):5146-5157.Park J, Rho H.K, Kim K.H, et al. Overexpression of glucose-6-phosphate dehydrogenase is associated with lipid dysregulation and insulin resistance in obesity. Mol. Cell. Biol. 2005; 25(12):5146-5157.Wu C, Wang F, Lu J, Zhao Y. Roles of glucose-6-phosphate dehydrogenase in obesity induced by high fat diet. Wei Sheng Yan Jiu=Journal of hygiene research. 2013; 42(3):447-450.Wu C, Wang F, Lu J, Zhao Y. Roles of glucose-6-phosphate dehydrogenase in obesity induced by high fat diet. Wei Sheng Yan Jiu=Journal of hygiene research. 2013; 42(3):447-450.Mithieux G, Guignot L, Bordet J.C, Wiernsperger N. Intrahepatic mechanisms underlying the effect of metformin in decreasing basal glucose production in rats fed a high-fat diet. Diabetes. 2002; 51(1):139-143.Mithieux G, Guignot L, Bordet J.C, Wiernsperger N. Intrahepatic mechanisms underlying the effect of metformin in decreasing basal glucose production in rats fed a high-fat diet. Diabetes. 2002; 51(1):139-143.Sena C.M, Matafome P, Louro T, et al. Metformin restores endothelial function in aorta of diabetes rats. Br. J. Pharmacol. 2011; 163(2):424-427.Sena C.M, Matafome P, Louro T, et al. Metformin restores endothelial function in aorta of diabetes rats. Br. J. Pharmacol. 2011; 163(2):424-427.Shpakov A.O, Chistyakova O.V, Derkach K.V, et al. Intranasal insulin affects adenylyl cyclase system in rat tissues in reonatal diabetes. Central Eur. J. Biol. 2012; 7(1):33-47.Shpakov A.O, Chistyakova O.V, Derkach K.V, et al. Intranasal insulin affects adenylyl cyclase system in rat tissues in reonatal diabetes. Central Eur. J. Biol. 2012; 7(1):33-47.Panchal S.K, Poudyal H, Iyer A, et al. High-carbohydrate, high-fat diet-induced metabolic syndrome and cardiovascular remodeling in rats. J. Cardiovasc. Pharmacol. 2011; 57(5): 611-624.Panchal S.K, Poudyal H, Iyer A, et al. High-carbohydrate, high-fat diet-induced metabolic syndrome and cardiovascular remodeling in rats. J. Cardiovasc. Pharmacol. 2011; 57(5): 611-624.Hemmings S.J, Spafford D. Neonatal STZ model of type II diabetes mellitus in the Fischer 344 rat: characteristics and assessment of the status of the hepatic adrenergic receptors. Int. J. Biochem. Cell. Biol. 2000; 32(8):905-919.Hemmings S.J, Spafford D. Neonatal STZ model of type II diabetes mellitus in the Fischer 344 rat: characteristics and assessment of the status of the hepatic adrenergic receptors. Int. J. Biochem. Cell. Biol. 2000; 32(8):905-919.Tian W.N, Braunstein L.D, Pang J, et al. Importance of glucose -6-phosphate dehydrogenase activity for cell growth. J. Biol. Chem. 1998; 273(17):10609-10617.Tian W.N, Braunstein L.D, Pang J, et al. Importance of glucose -6-phosphate dehydrogenase activity for cell growth. J. Biol. Chem. 1998; 273(17):10609-10617.Кузнецова Л.А, Плеснева С.А, Шпаков А.О, Шарова Т. С. Стимулирующее влияние инсулина и эпидермального фактора роста на активность протеинкиназы А, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы и гликогенсинтетазы в скелетных мышцах кур в эмбриогенезе. Журн. эвол. биохим. физиол. 2004; 40(4):325-333Кузнецова Л.А, Плеснева С.А, Шпаков А.О, Шарова Т. С. Стимулирующее влияние инсулина и эпидермального фактора роста на активность протеинкиназы А, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы и гликогенсинтетазы в скелетных мышцах кур в эмбриогенезе. Журн. эвол. биохим. физиол. 2004; 40(4):325-333Деркач К.В, Кузнецова Л.А, Шарова Т. С. и др. Эффект долговременной обработки метформином на активность аденилатциклазной системы и NO-синтаз в мозге и миокарде крыс с ожирением. Цитология. 2015; 57(5):360-369Деркач К.В, Кузнецова Л.А, Шарова Т. С. и др. Эффект долговременной обработки метформином на активность аденилатциклазной системы и NO-синтаз в мозге и миокарде крыс с ожирением. Цитология. 2015; 57(5):360-369Ulusu N.N, Sahilli M, Avci A, et al. Pentose phosphate pathway, glutathione-dependent enzymes and antioxidant defence during oxidative stress in diabetic rodent brain and peripheral organs: effects of stobadine and vitamin E. Neurochem. Res. 2003; 28(6):815-823.Ulusu N.N, Sahilli M, Avci A, et al. Pentose phosphate pathway, glutathione-dependent enzymes and antioxidant defence during oxidative stress in diabetic rodent brain and peripheral organs: effects of stobadine and vitamin E. Neurochem. Res. 2003; 28(6):815-823.Aragno M, Tamagno E, Gatto V, et al. rats against oxidative stress. Free Radic. Biol. Med. 1999; 26(11-12): 1487-1474.Aragno M, Tamagno E, Gatto V, et al. rats against oxidative stress. Free Radic. Biol. Med. 1999; 26(11-12): 1487-1474.Tabidi I, Saggerson D. Inactivation of the AMP-activated protein kinase by glucose in cardiac myocytes: a role for the pentose phosphate pathway. Biosci Rep. 2012; 32(3):229-39Tabidi I, Saggerson D. Inactivation of the AMP-activated protein kinase by glucose in cardiac myocytes: a role for the pentose phosphate pathway. Biosci Rep. 2012; 32(3):229-39

The authors declare that there are no conflicts of interest present.