Низкий уровень глюкозы и клетки эндотелия

LOW GLUCOSE AND ENDOTHELIAL CELLS

Метаболическая дисфункция эндотелиальных клеток при гипергликемии способствует развитию сосудистых осложнений сахарного диабета, в которые вовлечен повышенный реактивный гликирующий агент – метилглиоксаль (МГ).

Повышение концентрации глюкозы в плазме крови при диабете вызывает дисфункцию эндотелиальных клеток (ЭК), связанную с развитием диабетических сосудистых осложнений – нефропатии, ретинопатии, периферической нейропатии, генерализованной микроангиопатии и повышенным риском сердечно-сосудистых заболеваний. Это характеризуется повышенной воспалительной передачей сигналов, экспрессией молекул адгезии и секрецией воспалительных цитокинов, апоптозом и процессами поддерживающими атеросклероз.

ЭК страдают от дикарбонильного стресса при высокой концентрации глюкозы, связанной с повышенным образованием MG, синергирующим со снижением активности Glo1, и это активирует UPR с последующим развитием провоспалительного и протромботического фенотипа.

Когда уровень глюкозы стремительно падает после постпрандиального пика (часто ниже нормального уровня), пока фермент все еще активен, эти клетки могут испытывать голод, что приводит к эндоплазматическому стрессу ретикулума, избытку метаболических отходов и реактивных видов кислорода. Воздействие низкого уровня глюкозы вызывает стресс ER, активацию каспазы, дисфункцию эндотелиальных клеток и гибель клеток. Положительные эффекты 3-ГБ позволяют предположить, что тяжелая гипогликемия с гипокетонемией, вызванная инъекциями инсулина или введением стимуляторов секреции инсулина, может быть более вредной, чем тяжелая гипогликемия с гиперкетонемией.

Эндотелиальная дисфункция, характеризующаяся нарушением эндотелийзависимой вазодилатации, является ранней стадией развития атеросклероза. Нарушение связано со снижением биодоступности оксида азота (NO) в результате усиленного окислительного стресса. Кроме того, повреждение эндотелиальных клеток и апоптоз способствуют локальному отложению липидов и вызывают нестабильность бляшек. Таким образом, повреждение сосудов, вызванное гипогликемией, может быть связано с нарушением продукции NO. Дефицит глюкозы увеличивает стресс эндоплазматического ретикулума (ЭР) в нейронах и различных раковых клетках, что приводит к усилению аутофагии и апоптоза.

Депривация глюкозы вызывает снижение гликозилирования белков и тем самым накопление развернутых белков. Дисфункция эндотелиальных клеток, вызванная низким уровнем глюкозы, сопровождалась активацией генов-маркеров стресса ER. Стресс ER активирует сигнальную сеть, называемую реакцией развернутого белка (UPR), для предотвращения повреждения клеток.