Исследование in Vitro комбинированного действия метформина и N-ацетилцистеина против гипергликемического повреждения

[Робот]

Nutrients, Vol. 11, Pages 2850: An In Vitro Study on the Combination Effect of Metformin and N-Acetyl Cysteine against Hyperglycaemia-Induced Cardiac Damage

Nutrients doi: 10.3390/nu11122850

Authors: Rabia Johnson Nonhlakanipho F. Sangweni Sihle E. Mabhida Phiwayinkosi V. Dludla Lawrence Mabasa Sylvia Riedel Charna Chapman Rebamang A. Mosa Abidemi P. Kappo Johan Louw Christo J. F. Muller

Chronic hyperglycaemia is a major risk factor for diabetes-induced cardiovascular dysfunction. In a hyperglycaemic state, excess production of reactive oxygen species (ROS), coupled with decreased levels of glutathione, contribute to increased lipid peroxidation and subsequent myocardial apoptosis. N-acetylcysteine (NAC) is a thiol-containing antioxidant known to protect against hyperglycaemic-induced oxidative stress by promoting the production of glutathione. While the role of NAC against oxidative stress-related cardiac dysfunction has been documented, to date data is lacking on its beneficial effect when used with glucose lowering therapies, such as metformin (MET). Thus, the aim of the study was to better understand the cardioprotective effect of NAC plus MET against hyperglycaemia-induced cardiac damage in an H9c2 cardiomyoblast model. H9c2 cardiomyoblasts were exposed to chronic high glucose concentrations for 24 h. Thereafter, cells were treated with MET, NAC or a combination of MET and NAC for an additional 24 h. The combination treatment mitigated high glucose-induced oxidative stress by improving metabolic activity i.e. ATP activity, glucose uptake (GU) and reducing lipid accumulation. The combination treatment was as effective as MET in diminishing oxidative stress, lipid peroxidation and apoptosis. We observed that the combination treatment prevented hyperglycaemic-induced cardiac damage by increasing GLUT4 expression and mitigating lipid accumulation via phosphorylation of both AMPK and AKT, while decreasing nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells (NF-kB), as well as protein kinase C (PKC), a known activator of insulin receptor substrate-1 (IRS-1), via phosphorylation at Ser307. On this basis, the current results support the notion that the combination of NAC and MET can shield the diabetic heart against impaired glucose utilization and therefore its long-term protective effect warrants further investigation.


Источник: https://www.mdpi.com/2072-6643/11/12/2850

[Натали]

Хроническая гипергликемия является основным фактором риска развития сердечно-сосудистой дисфункции, вызванной диабетом. В гипергликемическом состоянии избыточная продукция активных форм кислорода (АФК) в сочетании со снижением уровня глутатиона способствуют усилению перекисного окисления липидов и последующему апоптозу миокарда. N-ацетилцистеин (NAC) является тиолсодержащим антиоксидантом, который, как известно, защищает от гипергликемического окислительного стресса, стимулируя выработку глутатиона. Хотя роль NAC в борьбе с оксидативным стрессом, связанным с сердечной дисфункцией, была задокументирована, на сегодняшний день отсутствуют данные о его благотворном влиянии при использовании с сахароснижающими терапиями, такими как метформин (мет).

Таким образом, цель исследования состояла в том, чтобы лучше понять кардиопротекторный эффект NAC plus MET против гипергликемического повреждения сердца в модели кардиомиобласта H9c2. Кардиомиобласты H9c2 подвергались воздействию хронически высоких концентраций глюкозы в течение 24 ч. После этого клетки обрабатывали MET, NAC или комбинацией MET и NAC в течение дополнительных 24 ч. Комбинированное лечение смягчало высокий окислительный стресс, вызванный глюкозой, путем улучшения метаболической активности, т. е. активности АТФ, поглощения глюкозы (ГУ) и уменьшения накопления липидов. Комбинированное лечение было столь же эффективным, как и Мет, в снижении окислительного стресса, перекисного окисления липидов и апоптоза.

Мы наблюдали, что комбинированное лечение предотвращало гипергликемическое индуцированное повреждение сердца путем увеличения экспрессии GLUT4 и смягчения накопления липидов через фосфорилирование как AMPK, так и AKT, в то время как уменьшение ядерного фактора kappa-Light-chain-enhancer активированных в-клеток (NF-kB), а также протеинкиназы C (PKC), известного активатора субстрата рецептора инсулина-1 (IRS-1), через фосфорилирование в Ser307.

Исходя из этого, текущие результаты подтверждают представление о том, что комбинация NAC и MET может защитить диабетическое сердце от нарушения утилизации глюкозы, и поэтому ее долгосрочный защитный эффект требует дальнейшего изучения.