Nov atp-občutljiv odpirač kalijevih kanalov iptakalim preprečuje odpornost na inzulin, povezano s hipertenzijo, z obnovo endotelne funkcije | acta pharmacologica sinica

Nov atp-občutljiv odpirač kalijevih kanalov iptakalim preprečuje odpornost na inzulin, povezano s hipertenzijo, z obnovo endotelne funkcije | acta pharmacologica sinica

Anonim

Izvleček

Meriti:

Preučiti učinke iptakalima na endotelno disfunkcijo, ki jo povzroča inzulinska rezistenca (IR), in ugotoviti, ali je iptakalim izboljšal IR, povezan s hipertenzijo pri podganah, hranjenih s fruktozo (FFR) in spontano hipertenzivnimi podganami (SHR).

Metode:

Za raziskavo in vitro smo uporabili endotelne celice popkovnične vene (HUVEC). Ravni endotelnih vazoaktivnih mediatorjev in ekspresija proteinov eNOS so bili določeni z uporabo radioimunoloških analiz, ELISA, kolorimetričnih testov ali Western blottinga. Podgane Sprague-Dawley so hranili z visoko fruktozno prehrano. V FFR in SHRs so za merjenje sistolnega krvnega tlaka (SBP) uporabljali metodo manšete z repom, za oceno stanja IR pa hiperinzulinemično-evglikemično sponko.

Rezultati:

(1) Kultivirani HUVEC, inkubirani z zaviralcem PI3-kinaze, wortmanninom (50 nmol / L) in insulinom (100 nmol / L), povzročajo endotelno disfunkcijo, za katero je značilno znatno zmanjšano sproščanje NO in izražanje proteina eNOS ter znatno povečanje proizvodnje ET- 1. Predobdelava z iptakalimom (0, 1–10 μmol / L) lahko prepreči endotelno disfunkcijo. (2) V FFR so bile vrednosti SBP, glukoze v plazmi in inzulina na tešče znatno povišane, medtem ko sta se hitrost infuzije glukoze (GIR) in inzulinsko občutljiv indeks (ISI) znatno znižala, odzivnost vaskularne sprostitve na ACh pa na endoteliju oslabljeno. Te spremembe je mogoče preprečiti s peroralnim dajanjem iptakalima (1, 3 ali 9 mg · kg -1-1 d), v 4 tednih). Neravnovesje med serumskim NO in ET-1 je tudi izboljšalo iptakalim. (3) V 2–4 mesecih SHR (IR je bil ugotovljen v starosti 4 mesecev) je bilo peroralno dajanje iptakalima (1, 3 ali 9 mg · kg −1 · d −1 v 8 tednih) znatno izboljšano hipertenzija in povečala GIR na normalno raven.

Zaključek:

Ti rezultati kažejo, da bi iptakalim lahko ščitil pred endotelno disfunkcijo, ki jo povzroča IR, in blažil IR, povezan s hipertenzijo, po možnosti z vzpostavljanjem ravnotežja med signalizacijo NO in ET-1.

Uvod

Epidemiološki dokazi kažejo, da imata odpornost na inzulin (IR) in kompenzacijska hiperinzulinemija pomembno vlogo pri nastanku in vztrajanju esencialne hipertenzije 1, 2, 3, 4 . O IR so poročali pri več živalskih modelih hipertenzije, vključno s spontano hipertenzivnimi podganami (SHRs) in hipertenzivnimi podganami, ki so bile hranjene s fruktozo ( 5 ). Ljudje z genetsko nagnjenostjo k hipertenziji ponavadi razvijejo IR s hiperinzulinemijo 6 . Ker IR in hipertenzija pogosto obstajata, so bili izpostavljeni učinki antihipertenzivnih zdravil na IR. Med antihipertenzivnimi zdravili prve vrstice so poročali, da imata koristi le zaviralci angiotenzin-pretvorbljivih encimov (ACE) in antagonisti receptorjev angiotenzina II (Ang II) tipa 1 (AT1) pri bolnikih z IR 7 . Kljub intenzivnim raziskavam pa še vedno primanjkuje študij, ki bi prepoznale zdravila, ki lahko znižajo krvni tlak in obrnejo IR.

Nedavne raziskave kažejo, da ima endotelna disfunkcija ključno vlogo pri povezovanju patogeneze hipertenzije in IR, začarani krog, ki vključuje hipertenzijo, IR in endotelno disfunkcijo, pa je dokumentiran 8, 9, 10, 11 . Za endotelno disfunkcijo, povezano s hipertenzijo in IR, je pogosto značilno neravnovesje med NO in ET-1 signalizacijo 12 . Zato je obnovitev endotelne funkcije lahko koristen način zaviranja razvoja IR pri hipertenzivnih bolnikih.

Farmakološki pristop k vzpostavitvi ravnovesja med signalizacijo dušikovega oksida (NO) in endotelina-1 (ET-1) v endoteliju je dobro dokumentiran 13 . Obetaven kandidat na tem področju je iptakalim, novo odpiralo za odpiranje kalijevega (K ATP ) adenosin trifosfata (ATP), za katerega se je izkazalo, da ima antihipertenzivne učinke na različnih živalskih modelih hipertenzije in pri ljudeh 14, 15 . Naš laboratorij je pred kratkim dokazal, da lahko iptakalim zaščiti pred endotelno disfunkcijo, ki jo povzročajo kardiovaskularni dejavniki tveganja, kot so homocistein, hiperglikemija in hiperuricemija, in sicer z aktiviranjem podtipa SUR2B / Kir6.1 K ATP kanalov v endotelijskih celicah 16, 17, 18, 19 . Ker ima iptakalim visoko učinkovite antihipertenzivne in močne endotelne zaščitne učinke, smo domnevali, da ima zdravljenje z iptakalim koristne učinke na IR, povezan s hipertenzijo, z zaščito endotelnega delovanja.

Tu smo najprej raziskali zaščitne učinke K ATP aktivacije iptakalima na endotelno disfunkcijo, ki jo povzročata inzulin in wortmannin v endotelijskih celicah popkovnične vene pri človeku (HUVEC), nato pa raziskali njegove učinke na IR, povezane s hipertenzijo pri podganah, ki se hranijo s fruktozo (FFRs) in spontano hipertenzivne podgane (SHRs). Ugotovili smo, da je iptakalim izboljšal IR, povezano s hipertenzijo, tako da je ponovno vzpostavil ravnotežje med dušikovim oksidom in signalom endotelina-1, kar je bil drugačen mehanizem kot mehanizem zdravil, ki vplivajo na sistem renin-angiotenzin (RAS). Te preiskave predstavljajo eksperimentalne dokaze za novo strategijo zdravljenja IR, povezane s hipertenzijo.

Rezultati

Aktivacija K ATP in vitro obrne endotelno disfunkcijo

Poskusi so bili izvedeni na gojenih HUVEC, da bi raziskali izboljšanje aktivacije K ATP kanalov z iptakalim in vitro . Endotelna disfunkcija je bila inducirana s wortmanninom, da blokira signalizacijo, ki je odvisna od PI3-kinaze, medtem ko so bile celice izpostavljene visokim koncentracijam inzulina 20, 24 . Sproščanje NO (slika 1A) in 6-keto-F (slika 1B) se je zmanjšalo, ravni ET-1 (slika 1C) in PAI-1 (slika 1D) pa so se povečale v HUVEC, inkubiranih z wortmanninom in insulinom pri koncentracije 50 in 100 nmol / L v tem času 20 ur. Predobdelava z iptakalimom v koncentracijah od 10 nmol / L do 10 μmol / L za 6 ur je povečala sproščanje NO (slika 1A) in preprečila nastajanje ET-1 (slika 1C). Iptakalim je imel blage učinke na sproščanje 6-keto-F le pri visoki koncentraciji 10 μmol / L, ki je bila 100-krat večja od učinkovite koncentracije za povečanje sproščanja NO (slika 1B), vendar ni vplivala na raven API-1 (Slika 1D). Vpliv iptakalima na sproščanje NO je odpravil glibenklamid (10 µmol / L), specifični blokator K ATP kanalov (slika 1E). Poleg tega se je ekspresija proteinov eNOS v HUVEC zmanjšala ob inkubiranju z wortmanninom in insulinom, medtem ko lahko predhodno zdravljenje z iptakalimom znatno poveča izražanje eNOS (slika 2). Ti rezultati kažejo, da iptakalim ščiti pred endotelno disfunkcijo predvsem z obnovitvijo ravnovesja med NO in ET-1 z odpiranjem podtipa SUR2B / Kir6.1 K ATP kanala v endoteliju, kar je skladno s predhodnim poročilom iz našega laboratorija 16 .

Image

Predobdelava z iptakalimom in vitro izboljša endotelno disfunkcijo, ki jo povzroči IR. V in vitro so preučevali zaščitni učinek iptakalima (Ipt) na endotelno disfunkcijo, ki jo povzroča IR s hiperinzulinemijo. HUVEC smo 6 ur predhodno inkubirali z Ipt in nato 20 ur inkubirali z wortmanninom (zaviralcem PI-3 kinaze, 50 nmol / L) in inzulinom (100 nmol / L). Ocenjeni so bili učinki Ipt na proizvodnjo dušikovega oksida (A), PGI 2 (B), endotelina-1 (C) in PAI-1 (D). Povečano sproščanje NO s strani Ipt je zaviralo glibenklamid (Gli). Gli ( 10–5 mol / L) smo dodali 1 uro pred Ipt predhodno obdelavo (E). Podatki so izraženi kot srednja vrednost ± SD ( n = 8 ločenih sklopov poskusov). b P <0, 05, c P <0, 01 v primerjavi s kontrolno skupino; e P <0, 05, f P <0, 01 glede na modelno skupino, h P <0, 05 v primerjavi s podatki, pridobljenimi v odsotnosti Gli.

Slika v polni velikosti

Image

Vpliv iptakalima na izražanje proteinov eNOS pri HUVEC. Analiza Western blot izražanja proteina eNOS v endotelijskih celicah je bila izvedena z zajčjim monoklonskim protitelesom proti eNOS. Na vsak pas so naložili enako količino beljakovin. Gostota pasov je bila količinsko določena z denzitometričnim skeniranjem, relativna gostota pa je bila izračunana z nastavitvijo gostote kontrolnega pasu kot 100%. Podatki so izraženi kot srednja vrednost ± SD ( n = 3 ločeni sklopi poskusov). b P <0, 05, c P <0, 01 v primerjavi s kontrolno skupino. e P <0, 05, f P <0, 01 v primerjavi z vzorčno skupino.

Slika v polni velikosti

Iptakalim izboljšuje IR, povezan s hipertenzijo in vivo

Najprej so raziskali vpliv aktivacije K ATP s pomočjo iptakalima na napredovanje IR, povezane s hipertenzijo. SBP, HR in GIR so primerjali med SHR in starostnimi podganami Wistar-Kyoto (WKY). SBP in GIR pri enomesečnih SHRs in starostno usklajenih podganah WKY sta bila primerljiva. SBP je bil povišan, GIR pa normalno v 2-3 mesecev starih SHR. SBP je bil povišan, GIR se je zmanjšal, v 4-6 mesecih starih SHR pa so se razvili hipertenzija in IR (slika 3A). Ocenili smo učinek zdravljenja z iptakalimom v odmerkih 1, 3 ali 9 mg · kg -1 - d -1 za 8 tednov pred SHR-jem ali po njem. SBP se je zmanjšal, GIR pa se je povečal pri SHR, zdravljenih z iptakalimom, pri starosti 2, 3 ali 4 mesecev. Zdravljenje z iptakalimom je izboljšalo IR, povezano s hipertenzijo, medtem ko je zdravljenje z benazeprilom v odmerku 6 mg · kg −1 · d −1 v 8 tednih znižalo SBP, ni pa zmanjšalo zmanjšanja GIR (slika 3B).

Image

Zdravljenje z iptakalimom izboljša odpornost na inzulin (IR), povezano s hipertenzijo, pri spontano hipertenzivnih podganah (SHR). (A) Spremembe sistolnega krvnega tlaka (SBP) in hitrosti infuzije glukoze (GIR) v SHR in pri podganah WKY s starostjo pri 1., 2., 3., 4., 5. in 6. mesecu starosti. (B, C, D) Osemtedensko zdravljenje z iptakalimom je zmanjšalo SBP in zmanjšalo IR v SHR. Dnevna terapija z vozilom, iptakalim 1, 3 ali 9 mg · kg −1 · d −1 (Ipt1, Ipt3, Ipt9) ali benazeprilom 6 mg · kg −1 · d −1 (Ben 6) 8 tednov je bila opravljeno pred (SHRs 2 (B) in 3 (C) meseci) in po (SHRs 4 (D) mesecih starosti) IR. Po zaključku zdravljenja so bili ti SHR stari 4 (B), 5 (C) ali 6 (D) mesecev. Podatki so izraženi kot srednja vrednost ± SD ( n = 6 na skupino). b P <0, 05, c P <0, 01 glede na starostne podgane WKY podgane, e P <0, 05, f P <0, 01 v primerjavi s starostjo prilagojenimi SHR.

Slika v polni velikosti

Drugič, raziskali smo učinke iptakalima na IR, povezane s hipertenzijo v FFR. Vnos hrane je bil v FFR v primerjavi s kontrolnimi podganami bistveno manjši. Zdravljenje z iptakalimom ni vplivalo na porabo hrane niti pri običajnih podganah, ki so bile hranjene s črevesjem, niti s fruktozo, vendar je zdravljenje z rosiglitazonom znatno povečalo vnos hrane pri podganah, hranjenih s fruktozo. Zdravljenje z iptakalimom ni vplivalo na telesno težo ali porabo hrane niti pri običajnih podganah, ki so bile hranjene s črevesjem, niti s fruktozo (podatki niso prikazani). Za IR, povezano s hipertenzijo v FFR, je bil značilen povišan SBP, znižan GIR in inzulinsko občutljiv indeks (ISI) z diabetičnimi manifestacijami povišane ravni insulina (FBI) in glukoze v krvi na tešče. Zdravljenje z iptakalimom v odmerku 1, 3 ali 9 mg · kg −1 · d −1 ali agonistom PPARγ rosiglitazona pri 5 mg · kg -1 · d −1 je 4 tedne preprečilo IR, povezano s hipertenzijo in hiperinzulinemijo, in normalizirani so bili SBP (slika 4A), FBI (slika 4B), FBG (slika 4C), GIR (slika 4D) in ISI (slika 4E). Poleg tega iptakalim ni vplival na zgornje parametre pri kontrolnih podganah, ki so se hranile z normalno prehrano.

Image

Zdravljenje z iptakalimom je izboljšalo odpornost na inzulin (IR), povezano s hipertenzijo pri podganah, hranjenih s fruktozo (FFR). Pri podganah Sprague-Dawley, ki so 8 tednov hranile normalno dieto (Ctrl) ali visoko fruktozno (FFR) prehrano, sta iptakalim in rosiglitazon peroralno odmerjala 1, 3 ali 9 mg · kg −1 · d −1 (Ipt1, Ipt3, Ipt9) in 5 mg · kg −1 · d −1 (Ros 5) v zadnjih 4 tednih v skupini z visoko fruktozno dieto. Zadnje 4 tedne je bilo zdravilo Iptakalim peroralno odmerjeno v odmerku 9 mg · kg −1 · d -1 (Ct-9). Na koncu 8 tednov smo merili SBP (A) po metodi manšete repa. Za merjenje insulina (B) in glukoze (C) so bili dobljeni vzorci krvi na tešče. Inzulinsko občutljivost so ocenili z GIR (D) in ISI (E). Podatki so izraženi kot srednja vrednost ± SD ( n = 14 na skupino). b P <0, 05, c P <0, 01 v primerjavi s kontrolno skupino. e P <0, 05, f P <0, 01 glede na modelno skupino.

Slika v polni velikosti

Aktivacija K ATP blaži disfunkcijo endotelija, ki jo povzroča fruktoza in vivo

Za endotelijsko disfunkcijo je bila značilna oslabljena vaskularna relaksacija, ki jo je sprožil acetilholin v aorti iz FFR. Endotelijsko odvisna vaskularna relaksacija, ki jo povzroča acetilholin pri koncentracijah 0, 1, 1, 10 ali 100 μmol / L, se je v aortnih pripravkih in vitro, izoliranih iz FFR, znatno zmanjšala. To spremembo smo bistveno izboljšali z zdravljenjem z iptakalimom v 4-tedenskih odmerkih 1, 3 ali 9 mg · kg -1 d / 1 ali z zdravljenjem z rosiglitazonom (slika 5). Serumske ravni NO (slika 6A) so se zmanjšale, medtem ko se je ET-1 (slika 6B) povečal v FFR, kar je bilo izboljšano z zdravljenjem z iptakalimom v odmerku 3 mg · kg −1 · d −1 v 4 tednih. Ti izsledki kažejo, da je mogoče endotelno disfunkcijo obnoviti z zdravljenjem z iptakalimom in vivo .

Image

Zdravljenje z iptakalimom ali rosiglitazonom je izboljšalo vaskularno relaksacijo, ki je odvisna od acetilholina, v izoliranih aortnih obročih, pridobljenih iz FFR. Običajne podgane (Nadzor), kontrola iptakalima (Ct-9 mg / kg), FFR (Model) in FFR, zdravljene z iptakalimom (Ipt 1, 3 ali 9 mg / kg) in rosiglitazonom (Ros-5 mg / kg) za 4 tedne. Podatki so izraženi kot srednja vrednost ± SD ( n = 6 na skupino). b P <0, 05, c P <0, 01 v primerjavi s kontrolno skupino. e P <0, 05, f P <0, 01 glede na modelno skupino.

Slika v polni velikosti

Image

Iptakalim izboljšuje endotelno disfunkcijo v FFR. Zdravljenje z iptakalimom ali enalaprilom 3 mg · kg −1 · d -1 za 4 tedne je zvišalo raven dušikovega oksida v serumu in zmanjšalo raven endotelina-1 v FFR (A, B). Zdravljenje z iptakalimom ni imelo vpliva na serumski nivo angiotenzina II (Ang II), ki je bil drugačen v primerjavi z enalaprilom (C). Podatki so izraženi kot srednja vrednost ± SD ( n = 8). c P <0, 01 v primerjavi s kontrolno skupino; f P <0, 01 glede na modelno skupino.

Slika v polni velikosti

Poleg tega so se ravni angiotenzina II v serumu povečale z 597, 63 ± 55, 97 ( n = 10) na 796, 48 ± 113, 62 ( n = 10) ng / ml ( P <0, 01 v primerjavi z normalno kontrolno skupino) v FFR. Vendar na te zvišane ravni angiotenzina II ni vplivalo zdravljenje z iptakalimom v odmerku 3 mg / kg po qd 4 tedne, vsebnost angiotenzina II v serumu pa je ostala visoka pri 808.30 ± 87.03 ng / ml ( n = 10, P > 0, 05 v primerjavi z modelno skupino). Vendar so se ravni angiotenzina II z zdravljenjem z enalaprilom v odmerku 3 mg · kg -1-1 d znižale na 589, 78 ± 67, 96 (10) ng / ml ( P <0, 01 v primerjavi z vzorčno skupino; P > 0, 05 v primerjavi z normalno kontrolno skupino). -1 (slika 6C). Ti rezultati so skladni s tistimi, ki so jih opazili pri hipertenzivni okvari ledvic in poškodbah ledvic, ki jih povzroča hiperuricemija 25, 26 . Ker iptakalim nima vpliva na sistem renin-angiotenzin, je njegova korist pri IR, ki je povezana s hipertenzijo, popolnoma drugačna od koristi zdravil, ki delujejo na RAS.

Diskusija

Bistvena hipertenzija in inzulinska rezistenca sta neločljivo povezana 1 . Za približno 50 odstotkov bolnikov s hipertenzijo se lahko šteje, da imajo odpornost na inzulin in hiperinzulinemijo 27 . Študije tako na hipertenzivnih ljudeh kot na glodalskih modelih hipertenzije kažejo, da imata IR in / ali kompenzacijska hiperinzulinemija pomembno vlogo pri uravnavanju krvnega tlaka in lahko posameznike spodbudijo k nastanku hipertenzije. Vendar antihipertenzivno zdravilo, ki zniža krvni tlak, ne izboljša nujno IR. Od trenutnih antihipertenzivnih zdravil prve vrste lahko zaviralci β-adrenergičnih receptorjev in diuretiki poslabšajo občutljivost na inzulin, presnovni učinki zaviralcev kalcijevih kanalčkov pa so še vedno sporni 28 . Pri bolnikih z IR 7 so poročali, da so koristni le zaviralci angiotenzinskih pretvorb (ACE) in antagonisti receptorjev angiotenzina II (Ang) II tipa 1 (AT1). Še vedno primanjkuje zdravil, ki lahko znižajo krvni tlak in obrnejo pridruženi IR, kar razkrije potrebo po razvoju novih zdravil, ki lahko znižajo krvni tlak in izboljšajo IR.

Nedavne raziskave so pokazale, da je endotelna disfunkcija verjetno eden najpomembnejših temeljnih patofizioloških mehanizmov, ki bi lahko služil kot vez med IR in hipertenzijo. Endotelin sprošča številne vazoaktivne mediatorje, ki uravnavajo delovanje srca in ožilja ter, kar je pomembno, prispevajo k ohranjanju homeostaze. Endotelna disfunkcija je bila pripisana različnim srčno-žilnim dejavnikom tveganja, značilno pa je predvsem za neravnovesje med NO in ET-1 signalizacijo, kar prispeva k nadaljnjemu napredovanju hipertenzije. Za odpornost na inzulin je značilno, da je pri PI3-kinazi odvisni signalizaciji odvisna od poti, ki lahko v endoteliju povzroči tudi neravnovesje med NO in endotelinom-1, kar vodi v zmanjšan pretok krvi in ​​poslabšanje inzulinske odpornosti. Terapevtski posegi na živalskih modelih in študijah na ljudeh kažejo, da izboljšanje endotelne disfunkcije izboljšuje inzulinsko odpornost, hkrati pa izboljšuje inzulinsko občutljivost, ki izboljšuje endotelno disfunkcijo 11 . Če torej antihipertenzivno sredstvo ščiti pred endotelno disfunkcijo, je zelo verjetno, da se pri hipertenzivnih posameznikih izboljša IR.

Iptakalim je nov odpirač za ATP kanale K z močnimi antihipertenzivnimi lastnostmi, ki so bili potrjeni v kliničnih preskušanjih faze 3 na Kitajskem in ima selektivno aktivacijo kanala SUR2B / Kir6.1, kar ima za posledico zaščito endotelne funkcije 14, 15, 16, 17, 18 . Zdravilo Iptakalim ima zaščitne učinke proti endotelni disfunkciji, ki jo povzročajo lipoprotein nizke gostote, homocistein, hiperglikemija in hipertenzija 16 . V tej raziskavi smo prvič dokazali, da iptakalim izboljšuje IR, povezan s hipertenzijo, tako da vzpostavi ravnovesje med signalizacijo NO in ET-1 v endoteliju.

Najprej smo izvedli poskuse, da oponašamo endotelno disfunkcijo, ki jo povzroči IR. Istočasno zdravljenje endotelnih celic z wortmanninom in visokimi koncentracijami inzulina zaduši učinke insulina, odvisne od PI3-kinaze, kot sta indukcija izražanja eNOS in sproščanje NO, ter poveča proizvodnjo ET-1, kar je skladno s prejšnjimi poročili 20, 24 . Iptakalim je uravnotežil sproščanje NO in proizvodnjo ET-1, vendar je imel majhne učinke na PGI 2 in PAI-1. Vpliv iptakalima na sproščanje NO je odpravil glibenklamid, specifični blokator K ATP kanalov. Poleg tega je iptakalim lahko povečal ekspresijo proteinov eNOS v endotelijskih celicah. Ta opažanja potrjujejo prejšnje rezultate, ki kažejo, da iptakalim potencialno ščiti pred endotelno disfunkcijo 16, 17, 18, 19 . Iptakalim lahko izboljša endotelno disfunkcijo, ki jo povzroči IR, in izboljša odpornost signala za oslabljeno insulino-PI3-kinazo-NO z odpiranjem podtipa SUR2B / Kir6.1 K ATP kanala. Tako smo domnevali, da bi lahko iptakalim izboljšal IR in vivo z endotelno zaščito, inducirano z aktiviranjem kanala SUR2B / Kir6.1.

Za proučevanje razmerja med IR in razvojem hipertenzije je bilo uporabljenih več živalskih modelov, vključno s SHR in FFR 29, 30, 31, 32 . SHR je široko uporabljen genetski model esencialne hipertenzije in s tem povezanih presnovnih motenj, vključno z IR in endotelno disfunkcijo. Nedavni napredek genetike SHR je razkril, da obstajajo nekateri specifični geni, ki vplivajo na krvni tlak in IR 33 . FFR je še en uporaben model pridobljene sistolične hipertenzije, ki prikazuje številne značilnosti presnovnega sindroma, vključno z IR. Podgane, hranjene z visoko fruktozno dieto, kažejo IR / hiperinzulinemijo in hipertenzijo, ki ni odvisna od genetskih prispevkov 34 . V naši raziskavi smo uporabili ta dva različna živalska modela za prepoznavanje učinka iptakalima na IR. Ker so bili učinki ACEI in agonistov proliferatorja, ki jih aktivirajo γ peroksisom proliferator (PPARγ) na stanja, odporna proti inzulinu, dobro dokumentirani 35, smo izbrali različne ACEI (benazepril za SHR in enalapril za FFR) in agonist PPARγ (rosiglitazon za FFR) kot pozitivne kontrole za dokazovanje zanesljivosti modelov IR podgan, povezanih s hipertenzijo.

Čeprav naraščajoči dokazi kažejo, da več povezanih mehanizmov IR prispeva k patogenezi hipertenzije v SHR, natančen vzrok za to motnjo še vedno ni jasen. Poleg tega še ni treba razjasniti, ali je IR "razlog" ali "rezultat" za napredovanje hipertenzije. Naši rezultati kažejo, da se hipertenzija razvije pred IR. Poleg tega smo prvič pokazali, da se je GIR izboljšala po 8 tednih zdravljenja z iptakalimom v SHR. Obstajata vsaj dva razloga, ki lahko pojasnjujeta ta pojav. Prvič, nižji krvni tlak je lahko posledica neposrednega iptakalima. Druga možnost je, da je nižji krvni tlak posledica povrnitve endotelne funkcije s pomočjo iptakalima. Zato je zelo pomembno nadalje raziskati molekularni mehanizem, s katerim iptakalim vpliva na IR, povezano s hipertenzijo v SHR.

Precejšnje število raziskav kaže na povezavo med pojavom IR, endotelne disfunkcije in hipertenzije pri FFR, vendar vzroka in posledic med njimi še ni treba razjasniti. Katakam in sodelavci so poročali, da se hiperinzulinemija pojavi po 3 d hranjenja z veliko fruktozo, IR se razvije po 7–10 d, endotelna disfunkcija je bila opažena po 18 d, hipertenzija pa je bila ugotovljena po 4 tednih 33, 36, 37 . Glede na vrstni red, v katerem so se razvili, smo to študijo zasnovali tako, da smo iptakalim zdravljenje izvajali po hipertenziji, ki se je razvila po 4 tednih diete. Ugotovili smo, da je 4 tedne zdravljenje FFR z iptakalimom povzročilo nižji krvni pritisk in ponovno vzpostavilo ravnotežje med proizvodnjo NO in izločanjem ET-1. Poleg tega se je po 4 tednih jemanja iptakalima oslabljena sprostitev aortnega tkiva, ki izvira iz endotelija, odvisna od ACh, znatno izboljšala. V soglasju z drugimi poročili 31, 38 smo dokazali, da ima iptakalim neposreden endotelni učinek. Tako podobni učinki iptakalima in vivo in in vitro kažejo, da so pozitivni učinki iptakalima na vaskularno delovanje posledica predvsem njegovih neposrednih učinkov na endotelno delovanje.

Zanimivo je, da smo v tej raziskavi dokazali, da zdravljenje z iptakalimom izboljša občutljivost za inzulin, normalizira GIR in zniža koncentracijo insulina v plazmi v FFR. Ker so terapevtski posegi na živalskih modelih in študijah na ljudeh potrdili, da izboljšanje endotelne disfunkcije izboljšuje inzulinsko odpornost 11, je smiselno postulirati, da so izboljšave IR z iptakalimom posledica njegove izboljšave endotelne disfunkcije.

Dobro je znano, da lahko zaviralci ACE neposredno izboljšajo endotelno disfunkcijo tako, da blokirajo lokalno proizvodnjo endotelnega angiotenzina II. Naši rezultati so pokazali, da enalapril lahko zavira povečano serumsko koncentracijo ang II, medtem ko iptakalim nima neposrednega vpliva na to spremembo FFR, kar kaže na to, da se mehanizem izboljšanja IR, ki ga povzroča iptakalim, razlikuje od mehanizma enalaprila in se pojavi skozi novo molekularna pot.

Na podlagi zgornje preiskave se zdi smiselno sklepati, da iptakalim, odpirač K ATP kanalov, ščiti pred endotelno disfunkcijo, ki jo povzroča IR, tako da ponovno vzpostavi ravnotežje med signalizacijo NO in ET-1 in izboljša IR, povezano s hipertenzijo.

Sklepi

Iptakalim lahko zaščiti endotelne celice z aktiviranjem K ATP s prednostno aktivacijo podtipov SUR2B / Kir6.1 K ATP, izraženih v endoteliju. V tej raziskavi smo najprej raziskali učinke iptakalima na IR v SHR in FFR, nato pa raziskali molekularni mehanizem, s katerim ščiti pred endotelno disfunkcijo in vivo in in vitro . Te ugotovitve kažejo, da iptakalim izboljšuje IR, povezano s hipertenzijo, z obnavljanjem ravnovesja med NO in ET-1 signalizacijo in da je ciljanje na podtip SUR2B / Kir6.1 K ATP nova strategija za izboljšanje IR, povezano s hipertenzijo.

Avtorjev prispevek

Hai WANG in Guo-shu LIU sta zasnovala raziskavo. Yu WANG, Fu-hu ZENG, Zhi-yuan PAN, Wen-yu CUI in Ru-huan WANG so izvedli raziskavo. Yu WANG in Fu-hu ZENG sta analizirala podatke. Yu WANG, Chao-liang LONG in Zhi-yuan PAN so napisali prispevek.

Reference

  1. 1.

    Ferrannini E, Buzzigoli G, Bonadonna R, Giorico MA, Oleggini M, Graziadei L in sod . Inzulinska odpornost pri esencialni hipertenziji. N Engl J Med 1987; 317 : 350–7.

      • CAS
      • PubMed
      • Člen
      • Google Učenjak
  2. 2

    Reddy KJ, Singh M, Bangit JR, Batsell RR. Vloga odpornosti na inzulin v patogenezi aterosklerotične bolezni srca in ožilja: posodobljen pregled. J Cardiovasc Med (Hagerstown) 2010; 11 : 633–47.

      • PubMed
      • Člen
      • Google Učenjak
  3. 3.

    Penesova A, Cizmarova E, Belan V, Blažiček P, Imrich R, Vlček M in sod . Inzulinska odpornost pri mladih, vitkih moških z osnovno hipertenzijo. J Hum Hypertens 2011; 25 : 391–400.

      • PubMed
      • Člen
      • Google Učenjak
  4. 4.

    Perticone F, Sciacqua A, Maio R, Perticone M, Galiano Leone G, Bruni R in sod . Endotelna disfunkcija, ADMA in odpornost na inzulin pri esencialni hipertenziji. Int J Cardiol 2010; 142 : 236–41.

      • PubMed
      • Člen
      • Google Učenjak
  5. 5.

    Higashiura K, Ura N, Takada T, Li Y, Torii T, Togashi N, et al . Učinki zaviralca angiotenzin pretvorbe in antagonista receptorja angiotenzina II na inzulinsko rezistenco pri podganah, hranjenih s fruktozo. Am J Hypertens 2000; 13 : 290–7.

      • CAS
      • PubMed
      • Člen
      • Google Učenjak
  6. 6.

    Umeda M, Kanda T, Murakami M. Učinki antagonistov receptorjev angiotenzina II na sindrom odpornosti proti inzulinu in leptin pri spontano hipertenzivnih podganah, ki so bile hranjene s saharozo. Hypertens Res 2003; 26 : 485–92.

      • CAS
      • PubMed
      • Člen
      • Google Učenjak
  7. 7.

    Pahor M, Psaty BM, Furberg CD. Zdravljenje hipertenzivnih bolnikov s sladkorno boleznijo. Lancet 1998; 32 : s18–23.

      • Google Učenjak
  8. 8.

    Duncan ER, Crossey PA, Walker S, Anilkumar N, Poston L, Douglas G in sod . Vpliv specifične insulinske odpornosti na endotel, na delovanje endotelija in vivo . Diabetes 2008; 57 : 3307–14.

      • CAS
      • PubMed
      • Člen
      • Google Učenjak
  9. 9.

    Katakam PV, Ujhelyi MR, Hoenig ME, Miller AW. Endotelna disfunkcija je predhodna hipertenziji pri dieti, ki jo povzroča odpornost na inzulin. Am J Physiol 1998; 275 : R788–92.

      • CAS
      • PubMed
      • Google Učenjak
  10. 10.

    Tziomalos K, Athyros VG, Karagiannis A, Mikhailidis DP. Endotelna disfunkcija pri metaboličnem sindromu: razširjenost, patogeneza in upravljanje. Nutr Metab Cardiovasc Dis 2010; 20 : 140–6.

      • CAS
      • PubMed
      • Člen
      • Google Učenjak
  11. 11.

    Kim JA, Montagnani M, Koh KK, Quon MJ. Recipročne povezave med inzulinsko rezistenco in endotelno disfunkcijo: molekularni in patofiziološki mehanizmi. Naklada 2006; 113 : 1888–904.

      • PubMed
      • Člen
      • Google Učenjak
  12. 12.

    Potenza MA, Marasciulo FL, Chieppa DM, Brigiani GS, Formoso G, Quon MJ in sod . Inzulinska odpornost pri spontano hipertenzivnih podganah je povezana z endotelno disfunkcijo, za katero je značilno neravnovesje med proizvodnjo NO in ET-1. Am J Physiol 2005; 289 : H813–22.

      • Google Učenjak
  13. 13.

    Minamino T, Hori M. Zaščita endotelne funkcije: nov terapevtski cilj odpornih kalijevih kanalov, ki so občutljivi na ATP. Cardiovasc Res 2007; 73 : 448–9.

      • PubMed
      • Člen
      • Google Učenjak
  14. 14.

    Pan Z, Huang J, Cui W, Long C, Zhang Y, Wang H. Ciljna hipertenzija z novim iptakalim odpiračem za kalijev kanal, občutljivim na ATP. J Cardiovasc Pharmacol 2010; 56 : 215–28.

      • PubMed
      • Člen
      • Google Učenjak
  15. 15.

    Duan RF, Cui WY, Wang H. Povezava antihipertenzivnega odziva iptakalima s polimorfizmi KCNJ11 (gen Kir6.2) pri kitajskih Han hipertenzivnih bolnikih. Acta Pharmacol Sin 2011; 32 : 1078–84.

      • PubMed
      • Člen
      • Google Učenjak
  16. 16.

    Wang H, Long C, Duan Z, Shi C, Jia G, Zhang Y. Novo odpiralo za kalijev kanal, občutljivo na ATP, ščiti endotelno funkcijo v gojenih endotelnih celicah aorte. Cardiovasc Res 2007; 73 : 497–503.

      • CAS
      • PubMed
      • Člen
      • Google Učenjak
  17. 17.

    Gao S, Long CL, Wang RH, Wang H. K Aktivacija ATP preprečuje napredovanje srčne hipertrofije do odpovedi, ki ga povzroči preobremenitev s pritiskom z zaščito endotelne funkcije. Cardiovasc Res 2009; 83 : 444–56.

      • CAS
      • PubMed
      • Člen
      • Google Učenjak
  18. 18.

    Tang Y, Long CL, Wang RH, Cui W, Wang H. Aktivacija podtipa SUR2B / Kir6.1 za kalijev, ki je občutljiv na adenozin trifosfat, izboljša preoblikovanje srca, ki ga povzroči preobremenitev, tako da zaščiti endotelno funkcijo. J Cardiovasc Pharmacol 2010; 56 : 345–53.

      • PubMed
      • Člen
      • Google Učenjak
  19. 19.

    Zhao RJ, Wang H. Signalna os Chemerin / ChemR23 je v endotelijski zaščiti vključena z odpiralcem kanalov K ATP iptakalim. Acta Pharmacol Sin 2011; 32 : 573–80.

      • PubMed
      • Člen
      • Google Učenjak
  20. 20.

    Montagnani M, Golovčenko I, Kim I, Koh GY, Goalstone ML, Mundhekar AN in sod . Inhibicija fosfatidilinozitol-3-kinaze poveča mitogeno delovanje inzulina v endotelijskih celicah. J Biol Chem 2002; 277 : 1794–9.

      • CAS
      • PubMed
      • Člen
      • Google Učenjak
  21. 21.

    Vaziri ND, Wang XQ. cGMP-posredovana negativna povratna reakcija regulacije izražanja endotelne dušikove oksida sintaze z dušikovim oksidom. Hipertenzija 1999; 34 : 1237–41.

      • CAS
      • PubMed
      • Google Učenjak
  22. 22.

    Furukawa LN, Kushiro T, Asagami T, Takahashi A, Kanmatsuse K, Ishikawa K. Razlike v občutljivosti za inzulin pri spontano hipertenzivnih podganah iz različnih virov. Presnova 1998; 47 : 493–6.

      • CAS
      • PubMed
      • Člen
      • Google Učenjak
  23. 23.

    Katakam PV, Ujhelyi MR, Hoenig M, Miller AW. Metformin izboljšuje delovanje žil pri inzulinsko odpornih podganah. Hipertenzija 2000; 35 : 108–12.

      • PubMed
      • Google Učenjak
  24. 24.

    Li R, Zhang H, Wang W, Wang X, Huang Y, Huang C in sod . Vaskularna odpornost na inzulin pri prehipertenzivnih podganah: vloga signalizacije PI3-kinaze / Akt / eNOS. Eur J Pharmacol 2010; 628 : 140–7.

      • CAS
      • PubMed
      • Člen
      • Google Učenjak
  25. 25.

    Xue H, Zhang YL, Liu GS, Wang H. Novo odpiralo za kalijev kanal, občutljivo na ATP, ščiti ledvico pred hipertenzivnimi poškodbami pri eksperimentalni hipertenziji. J Pharmacol Exp Ther 2005; 315 : 501–9.

      • PubMed
      • Člen
      • Google Učenjak
  26. 26.

    Long CL, Qin XC, Pan ZY, Chen K, Zhang YF, Cui WY in sod . Aktivacija kalijskih kanalov, občutljivih na ATP, varuje vaskularne endotelne celice pred hipertenzijo in ledvično poškodbo, ki jo povzroča hiperuricemija. J Hyperten 2008; 26 : 2326–38.

      • Člen
      • Google Učenjak
  27. 27.

    Pollare T, Lithell H, Berne C. Inzulinska odpornost je značilna značilnost primarne hipertenzije, odvisne od debelosti. Presnova 1990; 39 : 167–74.

      • CAS
      • PubMed
      • Člen
      • Google Učenjak
  28. 28.

    Oron-Herman M, Sela BA, Rosenthal T. Terapija za zmanjšanje tveganja za sindrom X: primerjava več načinov zdravljenja. Am J Hypertens 2005; 18 : 372–8.

      • CAS
      • PubMed
      • Člen
      • Google Učenjak
  29. 29.

    Modon CE, Reaven GM. Dokazi o nepravilnosti presnove inzulina pri podganah s spontano hipertenzijo. J Metabolizem 1988; 37 : 303–5.

      • Člen
      • Google Učenjak
  30. 30.

    Verma S, Yao L, DJ Stewart, Dumont AS, Anderson TJ, McNeill JH. Antagonizem endotelina odkriva vazorelaksacijo, posredovano z insulinom, in vitro in in vivo . Hipertenzija 2001; 37 : 328–33.

      • CAS
      • PubMed
      • Google Učenjak
  31. 31.

    Misurski DA, Wu SQ, McNeill JR, Wilson TW, Gopalakrishnan V. Bifazni odziv, ki ga povzroča inzulin, pri mezenterični vaskularni postelji podgan: vloga endotelina. Hipertenzija 2001; 37 : 1298–302.

      • PubMed
      • Google Učenjak
  32. 32.

    Verma S, Bhanot S, McNeill JH. Učinki kronične blokade endotelina pri hiperinzulinemiji hipertenzivnih podgan. Am J Physiol 1995; 269 : H2017–21.

      • CAS
      • PubMed
      • Google Učenjak
  33. 33.

    Kurtz TW. Nedavni napredek genetike spontano hipertenzivnega podgana. Curr Hypertens Rep 2010; 12 : 5–9.

      • PubMed
      • Člen
      • Google Učenjak
  34. 34.

    Tran LT, Yuen VG, McNeill JH. Podgane, ki so bile hranjene s fruktozo: pregled mehanizma odpornosti proti fruktozi na inzulin in hipertenzijo. Mol Cell Biochem 2009; 332 : 145–59.

      • CAS
      • PubMed
      • Člen
      • Google Učenjak
  35. 35.

    Potenza MA, Marasciulo FL, Tarquinio M, Quon MJ, Montagnani M. Zdravljenje spontano hipertenzivnih podgan z rosiglitazonom in / ali enalaprilom ponovno vzpostavi ravnotežje med vazodilatacijskim in vazokonstriktornim delovanjem insulina ob hkratnem izboljšanju hipertenzije in odpornosti na inzulin. Diabetes 2006; 55 : 3594–603.

      • CAS
      • PubMed
      • Člen
      • Google Učenjak
  36. 36.

    Katakam PV, Ujhelyi MR, Hoenig ME, Miller AW. Endotelna disfunkcija je predhodna hipertenziji pri dieti, ki jo povzroča odpornost na inzulin. Am J Physiol 1998; 275 : R788–92.

      • CAS
      • PubMed
      • Google Učenjak
  37. 37.

    Hwang IS, Ho H, Hoffman BB, Reaven GM. Pri podganah povzročena fruktoza inzulinska rezistenca in hipertenzija. Hipertenzija 1987; 10 : 512–6.

      • CAS
      • PubMed
      • Člen
      • Google Učenjak
  38. 38.

    Wilkes JJ, Hevener A, Olefsky J. Zdravljenje s kroničnim endotelinom-1 vodi in vivo do odpornosti na inzulin. Diabetes 2003; 52 : 1904–9.

      • CAS
      • PubMed
      • Člen
      • Google Učenjak

Prenos referenc

Zahvala

Ta študija je bila podprta s štipendijami nacionalnega ključnega projekta za raziskave in razvoj novih zdravil (št. 2008ZX09101-006, 2008ZXJ09004-018 in 2009ZX09301-002), državnega ključnega temeljnega raziskovanja in razvoja Ministrstva za znanost in tehnologijo na Kitajskem (št. GT1998051112 ), načrt programa raziskav in razvoja 863 visoke tehnologije (št. 2002AA2Z3137), kitajski nacionalni projekt 1035 (št. 969010101) in ključni projekt razvoja novih zdravil v Pekingu (št. D0204003040721).

Slovarček

K ATP

Kalijev kanal, občutljiv na ATP

IR

odpornost na inzulin

SHR

spontano hipertenzivna podgana

FFR

podgana, ki se hrani s fruktozo

GIR

hitrost infuzije glukoze

SBP

sistolični krvni tlak

HUVEC

endotelne celice popkovnične vene

NE

dušikov oksid

ET-1

endotelin-1

Ang II

angiotenzin II

ACEI

zaviralec angiotenzinsko pretvorbe

6-keto-PGF

6-ketoprostaglandin-F

PAI-1

zaviralec aktivatorja plazminogena-1

PPARγ

γ receptorji, ki se aktivirajo s peroksisom proliferatorjem