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自由脂肪酸与代谢综合征的关系
自由脂肪酸(FFA),即非酯化脂肪酸.FFA是血脂成分之一.早在1963年,Randle等[1]就发现FFA升高会使细胞内的乙酰辅酶A含量增加.乙酰辅酶A可通过抑制丙酮酸脱氢酶而使葡萄糖氧化下降.这就是著名的"葡萄糖-脂肪酸环".它首次将FFA和糖代谢异常联系起来.有关FFA的研究在20世纪70年代曾一度成为热点,但当时多数研究的重点都未放在FFA与糖代谢异常的关系上.随着对糖代谢异常研究的深入,越来越多的证据表明不能将糖代谢异常孤立起来.糖代谢异常经常合并脂代谢异常[2],而FFA正是一种可以将糖、脂代谢异常联系起来的因素.
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肺动脉高压糖代谢研究新进展
肺动脉高压是一类以肺动脉阻力逐渐升高为特征，少见的、致命的、异质性疾病，其病理表现主要为肺小动脉重塑，肺血管阻力升高，终导致右心衰竭。近年来，人们发现肺动脉高压的病理与恶性肿瘤在某些方面存在相似性，例如在PAH患者和PAH动物模型中均观察到肺动脉内皮细胞（EC）和平滑肌细胞（PASMC）存在过度增殖、抗凋亡现象。由研究肿瘤获得启发，人们开始研究代谢异常与PAH发病的关系。研究发现，肺动脉高压时，肥厚的右心室与重塑的肺血管均存在“Warburg效应”，表现为PET检查时，18F-FDG摄取量升高。肥厚的右心室在正常氧供条件下，心肌细胞由依赖线粒体氧化磷酸化供能转为依赖效率较低但无需耗氧的糖酵解作为能量主要来源，这种代谢转变被认为是由于缺血、压力导致线粒体重塑引起的。但是，在右心室由压力负荷增加到右心衰竭过程中，代谢底物是如何发生变化尚未研究清楚。根据临床与基础研究，右心室糖代谢的变化可作为反映肺动脉高压患者右心功能及判断预后的重要指标。而在肺血管中，引起Warburg效应的原因和其带来的影响非常复杂，也缺乏相应研究，但是可能与引起肺血管细胞过度增殖与抗凋亡有关。丙酮酸脱氢酶激酶（PDK）二氯乙酸盐，以及脂肪酸氧化抑制剂曲美他嗪都是目前非常有价值的针对代谢治疗的药物。许多针对肺动脉高压代谢改变的技术，如PET和代谢组学，将成为肺动脉高压诊断、评估与检测的新手段。
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解偶联蛋白3与运动适应
运动训练可以引起骨骼肌的一系列适应性改变,从而提高骨骼肌的代谢效率[1].机体对运动训练的细胞水平的调节,其分子机制我们还不是很清楚.经过几周到几个月的运动训练,骨骼肌的适应性包括关键酶、调节蛋白、肌原纤维蛋白等的明显变化,如UCP3、PDK4(丙酮酸脱氢酶激酶4)、HO-1(血红素氧合酶-1)、GLUT-4(葡萄糖载体-4)、LPL(脂蛋白脂肪酶)、HKⅡ(己糖激酶Ⅱ)等,在mRNA水平上一过性上调几倍,表明机体对运动的反应中,有翻译前调节的参与[1].反复运动几天后,这些分子的mRNA含量可以在运动后保持一段时间不下降.这些变化是为了促进运动过程中充分利用与代谢相关的底物.所以有人提出:利用每一次运动间歇期的恢复,将特异性基因转录的短暂性改变的效应累加起来,可以提高由运动训练诱发的细胞水平的适应性.
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二氯醋酸钠激活C6细胞线粒体代谢途径的体外作用
肿瘤细胞线粒体代谢途径已成为抗肿瘤的关注点.二氯醋酸钠(DCA)是作用于线粒体的小分子物质,显示出一定的抗肿瘤作用.因此,本文考察DCA对C6脑胶质瘤细胞线粒体代谢途径的影响.实验结果显示,DCA可显著增加C6细胞丙酮酸脱氢酶(PDH)的活性、诱导C6细胞氧活性物质(ROS)的生成,显著降低C6细胞线粒体膜电位(MMP).上述结果表明,DCA可通过激活C6细胞线粒体代谢途径产生抗肿瘤作用.线粒体代谢途径将成为抗肿瘤治疗的新靶点.
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干预糖尿病患者血管病变:二氯醋酸二异丙胺对内皮细胞的功能效应
目的:了解丙酮酸脱氢酶激活剂二氯醋酸二异丙胺对内皮细胞功能指标的影响.方法:将传代培养的人脐静脉内皮细胞接种至6孔板,培养48～72 h至90%融合.将每孔分别分组:对照组:葡萄糖浓度为5.5 mmol/L;高糖组:葡萄糖浓度为30 mmol/L;二氯醋酸二异丙胺+高糖组:浓度为1×10-5,1×10-4,1×10-3 mol/L的二氯醋酸二异丙胺,加高糖处理48 h.用2.5 g/L胰酶消化收集细胞;固定后充分混匀制成1×10 9 L-1细胞悬液;加RNA酶A37℃水浴45 min;加入碘化丙啶50g/L混匀,4℃避光放置60 min,尼龙网滤过,上流式细胞仪分析细胞DNA含量,计数10 000个细胞,以亚G1峰细胞为凋亡细胞,计算细胞凋亡率.以体外原代培养的人脐静脉内皮细胞为靶细胞观察二氯醋酸二异丙胺对高糖诱导的血管内皮细胞功能指标一氧化氮和可溶性细胞间黏附分子1及细胞凋亡的影响;用改进的DPN诱导分析法检测二氯醋酸二异丙胺对人脐静脉内皮细胞中丙酮酸脱氢酶活性的影响.结果:①高糖组细胞一氧化氮浓度[(590.77±56.00)μmol/L]明显低于对照组[(799.47±51.77)μmol/L,P＜0.01],可溶性细胞间黏附分子1水平明显高于对照组(P＜0.001).二氯醋酸二异丙胺+高糖组细胞一氧化氮浓度明显高于高糖组(P＜0.05～0.01),可溶性细胞间黏附分子1水平明显低于高糖组(P＜0.01).②不同浓度的二氯醋酸二异丙胺可呈浓度依赖性激活丙酮酸脱氢酶活性,高浓度组与中、低浓度二氯醋酸二异丙胺组相比,差异有显著性意义(P＜0.05).结论:二氯醋酸二异丙胺可以通过对丙酮酸脱氢酶的激活来纠正内皮细胞功能紊乱.
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1例腹部手术后并发Wernicke脑病患者的护理
Wemicke脑病是B族维生素严重缺乏所致,尤其是维生素B 1 摄取不足和/或过度消耗导致体内焦磷酸硫胺素减少,影响了丙酮酸脱氢酶及转酮酶等酶的催化作用,使糖代谢受到抑制,血中丙酮酸积累过多,导致神经系统中毒,此外,维生素B 1 还是神经系统细胞膜的成分,严重缺乏时,影响神经细胞膜对Na + 的通透性,从而使其功能发生障碍.
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α-硫辛酸(奥力宝)与糖尿病未梢神经病变
α-硫辛酸是一个在少数细胞内合成的二硫化合物,它的天然功能是作为丙酮酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶线粒体酶复合体中的辅酶.药理剂量下,α-硫辛酸是一个多功能的抗氧化剂,在德国已经用于糖尿病神经病变超过30年.近的研究报道,2型糖尿病病人静脉输注α-硫辛酸可以增加胰岛素介导的葡萄糖利用,所以,α-硫辛酸可以作为一个安全有效的胰岛素增敏辅助治疗药物.
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终末期肾病患者骨骼肌中丙酮酸脱氢酶活性与丙酮酸脱氢酶激酶4的表达
目的·探讨终末期肾病(end-stage renal disease,ESRD)患者骨骼肌丙酮酸脱氢酶(pyruvate dehydrogenase,PDH)活性及丙酮酸脱氢酶激酶4(pyruvate dehydrogenase kinase 4,PDK4)在骨骼肌中表达水平的变化.方法·收取ESRD患者和非慢性肾脏病(non-chronic kidney diseases,non-CKD)患者骨骼肌样本,比较2组患者的临床特征,ELISA法检测PDH活性,实时荧光定量PCR法检测PDK1~PDK4型同工酶、PDH各亚基的基因转录水平,Western blotting检测PDK1和PDK4蛋白表达水平.结果·non-CKD组和ESRD组患者在一般人口学资料上无明显差异,ESRD组血浆肌酐、尿素氮显著升高(均P<0.05),估算的肾小球滤过率、血红蛋白、白蛋白则显著降低(均P<0.05).ESRD组骨骼肌PDH活性显著低于non-CKD组(P=0.014),2组患者骨骼肌PDK1~PDK4及PDH各亚基mRNA转录水平无明显差异,ESRD组PDK4蛋白表达量显著高于non-CKD对照组(P=0.000).结论·ESRD患者骨骼肌中PDH活性下降,可能与PDK4表达上调有关.
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细粒棘球绦虫丙酮酸脱氢酶的重组表达及生物信息学分析
目的 克隆表达细粒棘球绦虫丙酮酸脱氢酶(EgPDH)基因,并对其进行生物信息学预测与分析.方法 提取细粒棘球绦虫Total-RNA并反转录成cDNA,以此为模板扩增目的基因.将目的基因连接至pET28b构建重组质粒并转化大肠杆菌BL21(DE3)进行重组表达.采用SignalP4.1、TMHMMsever v.2.0和TargetP 1.1对EgPDH编码蛋白序列分别进行信号肽、跨膜区及亚细胞定位的预测.采用SMART分析EgPDH编码蛋白结构域,用BLASTP和GeneDoc进行EgPDH同源序列比对及保守位点分析,并采用MEGA6软件邻接法构建系统进化树.结果 成功克隆并构建重组质粒pET28b-EgPDH,目的基因大小约1 080 bp,重组蛋白以可溶性形式表达.EgPDH为信号肽的分泌蛋白,并含转酮酶结构域,其高度保守酶活性位点分别为Glu57、Leu22、Iie86、Phe114.系统进化树分析显示EgPDH与多房棘球绦虫PDH亲缘关系近.结论 成功克隆表达了细粒棘球绦虫EgPDH基因并进行了生物信息学预测分析,为进一步研究该蛋白功能奠定了基础.
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曲美他嗪对心力衰竭犬氧化应激状态的影响
目的 研究曲美他嗪对心衰犬心肌细胞氧化应激状态及形态结构的影响.方法 采用快速起搏心室构建心衰犬模型,将模型制造成功的15 只犬随机分为3 组:假手术组、模型组、曲美他嗪组[灌服曲美他嗪5 mg/(kg·d)],连续6周.实验结束后留取犬左心室心肌组织,应用硫代巴比妥法测定丙二醛( MDA),黄嘌呤氧化酶法测定超氧化物岐化酶(SOD),RT-PCR技术测定丙酮酸脱氢酶(PDH)mRNA表达,行病理形态学及心肌超微结构观察.结果 曲美他嗪组犬心肌组织中SOD活性升高,MDA表达下降.曲美他嗪治疗后PDH mRNA表达上调,高于模型组,差异有统计学意义(P＜0.05).光镜和电镜下观察曲美他嗪组心肌损伤程度低于模型组,差异有统计学意义(P＜0.05).结论 曲美他嗪能够改善心衰犬心肌细胞氧化应激状态,其机制可能与曲美他嗪减少烟酰胺腺嘌呤二核苷酸( NADH)生成,间接提高PDH mRNA的表达,提高葡萄糖氧化,抑制脂质过氧化反应,改善心肌能量代谢有关.
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石斛合剂对HepG2细胞葡萄糖激酶与丙酮酸脱氢酶活性的影响
目的 探讨石斛合剂促进葡萄糖代谢的酶学机制.方法 ①以5％、10％、15％石斛合剂的含药血清培养HepG2细胞24h,测定葡萄糖激酶、丙酮酸脱氢酶活性；②以高浓度胰岛素培养HepG2细胞24h,继10％合药血清干预24h,测定葡萄糖激酶、丙酮酸脱氢酶的活性.结果 石斛合剂的含药血清能提高HepG2细胞葡萄糖激酶、丙酮酸脱氢酶的活性(P＜0.05)；高浓度胰岛素能降低葡萄糖激酶、丙酮酸脱氢酶活性(P＜0.05),石斛合剂的治疗能增加葡萄糖激酶、丙酮酸脱氢酶的活性(P＜0.05).结论 高浓度胰岛素能诱发胰岛素抵抗,石斛合剂能提高葡萄糖代谢关键酶活性,缓解胰岛素抵抗.
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丙酮酸脱氢酶与肿瘤
丙酮酸脱氢酶是丙酮酸生成乙酰辅酶A的关键酶,而乙酰辅酶A是葡萄糖进入三羧酸循环有氧氧化的首要原料.丙酮酸脱氢酶激酶可以抑制丙酮酸脱氢酶的活性.肿瘤细胞的总体丙酮酸脱氢酶激酶表达增加,造成丙酮酸脱氢酶活性降低,导致肿瘤细胞主要通过糖酵解的方式获取能量.恶性肿瘤糖酵解活跃能促进细胞增殖和抑制细胞凋亡,而形成肿瘤细胞糖酵解的微环境可保护肿瘤细胞逃避宿主免疫杀伤并减轻化疗药物损伤,还有利于肿瘤细胞的侵袭和转移.因此,丙酮酸脱氢酶在肿瘤的发生发展过程中起作用.事实上胚胎干细胞以及成体干细胞也主要是以糖酵解的方式获取能量.由此推断,丙酮酸脱氢酶的活性可能与肿瘤细胞的干性相关.
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丙酮酸脱氢酶测定方法的改进
丙酮酸脱氢酶(pyruvate dehydrogenase, PDH)是糖酵解产物丙酮酸代谢为乙酰辅酶A的限速酶,该酶活性降低将影响人体细胞葡萄糖的代谢利用,致使乳酸在体内堆积而诱发乳酸酸中毒.
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孤独症患者小脑中有氧糖酵解酶的表达
目的 研究孤独症患者小脑中有氧糖酵解酶表达水平及其与孤独症发病的关系.方法 用Western Blotting方法定量检测8例孤独症患者和8名年龄相匹配的对照者尸脑小脑组织中有氧糖酵解酶己糖激酶Ⅰ型及Ⅱ型同工酶(hexokinase isozyme,HK-Ⅰ、HK-Ⅱ)、血小板型磷酸果糖激酶(platelet-type phosphofructokinase,PFKP)、 丙酮酸激酶M型同工酶(pyruvate kinase M isozyme,PKM1/2)、 丙酮酸激酶M2亚型同工酶(pyruvate kinase M2 isoform,PKM2)、甘油醛-3-磷酸脱氢酶(glyceraldehyde-3-phosphatedehydrogenase,GAPDH)、丙酮酸脱氢酶(pyruvate dehydrogenase,PDH)及乳酸脱氢酶A型同工酶(lactate dehydrogenase A isozyme,LDHA)的表达水平.结果 孤独症患者与对照相比,小脑中PDH表达减少[(0.715±0.342)vs.(1.028±0.203),P=0.043],其他7种有氧糖酵解酶的表达水平组间差异均无统计学意义(P>0.05).结论 孤独症患者小脑中有氧糖酵解途径PDH表达减少,可能参与孤独症的病理过程.
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在严重烫伤大鼠中IL-1对葡萄糖分解代谢关键酶的调节作用
目的:探讨大鼠严重烫伤后IL-1对其骨骼肌葡萄糖分解代谢的影响.方法:利用背部30%与一侧后肢7%TBSAⅢ度烫伤大鼠模型,观察了伤后7 d内血浆与比目鱼肌中的IL-1含量及肌肉中葡萄糖分解代谢的关键酶6-磷酸果糖激酶(PFK)和丙酮酸脱氢酶(PDH)活性的动态变化.结果:伤后血中与比目鱼肌中IL-1水平显著升高;比目鱼肌的PFK活性显著升高,PDH活性显著降低.外源性IL-1静脉注射正常大鼠.注射后6 h,比目鱼肌的PFK活性显著升高,PDH活性显著降低.注射后2 h PFK和PDH无明显变化.结论:严重烫伤大鼠单核巨噬细胞分泌的IL-1通过增强肌肉细胞中PFK活性,降低PDH活性,增强葡萄糖的无氧酵解,抑制其有氧氧化.
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PDH调控的糖代谢途径对缺氧后复氧的大鼠肥大心肌细胞凋亡的影响
目的探讨丙酮酸脱氢酶(pyruvate dehydrogenase, PDH)介导糖代谢途径对缺血再灌注肥大心肌细胞凋亡的影响.方法应用血管紧张素Ⅱ(angiotensinⅡ, Ang Ⅱ)+去甲肾上腺素(norepinephrine, NE)诱导体外培养的大鼠心肌细胞肥大,采用[3H]-Leu掺入法和测定细胞表面积来鉴定心肌细胞肥大;通过体外培养心肌细胞的缺氧复氧模拟缺血再灌注模型;分别以二氯乙酸(dichloroacetate, DCA)和抗阿霉素A(Antimycin A)干预并采用同位素液闪记数法测定PDH活性;流式细胞术测定细胞caspase-3表达; TUNEL检测细凋亡率.结果①AngⅡ 0.1 μmol/L +NE 1 μmol/L使心肌细胞体积增大49.73%,[3H]-Leu掺入量增加115.17%, P<0.05.② DCA和Antimycin A分别增强和抑制PDH活性,呈量效关系,而无明显时间依赖性.③ DCA各组100 μmol/L,1 000 μmol/L,10 000 μmol/L均能抑制caspase-3表达和降低细胞凋亡率,出现量效反应和时间依赖性.④ Antimycin A各组0.1 μmol/L,1 μmol/L,10 μmol/L均增强caspase-3表达和增加凋亡率,也出现量效反应和时间依赖性.结论 caspase-3表达和细胞凋亡率与PDH活性呈反向变化,PDH介导的糖代谢途径参与了缺氧后复氧的肥大心肌细胞的凋亡过程.
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通络醒脑泡腾片对阿尔茨海默病大鼠海马PDH和α-KGDHC表达的影响
目的 探讨通络醒脑泡腾片(TLXN ET)对阿尔茨海默病(AD)模型大鼠海马PDH和α-KGDHC表达的影响.方法 建立淀粉样蛋白片段(Aβ 25-35)海马注射和双侧颈总动脉永久结扎两种大鼠AD模型.用Morris水迷宫法检测大鼠的学习记忆能力;免疫组化法定量分析大鼠海马丙酮酸脱氢酶(PDH)和α-酮戊二酸脱氢酶(α-KGDHC)蛋白的表达.结果 与模型组比较,TLXNET能显著延长两种AD模型大鼠训练第5天的逃避潜伏期,改善空间探索行为;能显著提高大鼠海马PDH和α-KGDHC的表达,提高平均光密度值(IA);但在Aβ25-35海马注射模型中,TLXNET低剂量组的与模型组的比较无显著差异.结论 TLXNET可改善AD模型大鼠的学习记忆能力,其机制可能与促进PDH和α-KGDHC的表达,增加脑内糖代谢的水平,提高脑能量的供应有关.
