3.1 Inhibitory effect of mildronate

3.1 Inhibitory effect of mildronate on L-carnitine content Mildronate is known to be an inhibitor of L-carnitine biosynthesis (Simkhovich et al., 1988), its transport into tissues and its reabsorption in the kidney (Kuwajima et al., 1999). The Ki for GBB hydroxylase enzyme inhibition by mildronate has been determined to be 19 μM (enzyme prepared as described by (Tars et al., 2010)). The EC50 for OCTN2 inhibition by mildronate was calculated to be 21 μM (Grube et al., 2006). At a dose of 100 mg/kg, the mildronate concentration in rat blood plasma reached 20 μM after a single administration; however, after 3 days of repeated administration, the mildronate concentration remained at 20 μM even 24 h after the last administration (Liepinsh 2006). Mildronate is actively transported into tissues by OCTN2 (Grigat et al., 2009), and the mildronate concentration in liver and heart reaches 500-1000 μM (Liepinsh et al., 2009a). Thus, mildronate concentrations are able to completely inhibit L-carnitine biosynthesis and substantially decrease L-carnitine transport into tissues and reabsorption in the kidneys. As a result, mildronate (100 mg/kg) induces a significant reduction of the L-carnitine concentration in blood plasma and different tissues by 60-70% (Liepinsh et al., 2009a). In our recent human study, it was shown that mildronate also decreases L-carnitine concentrations by 20% in healthy human non- vegetarian volunteers (Liepinsh et al., 2011a). A less-pronounced effect of mildronate on L- carnitine content in humans could be explained by meat consumption, which is the most important source of L-carnitine (Rebouche, 2004). Compared to a human non-vegetarian diet, in standard laboratory animal feed, the content of L-carnitine is very low (unpublished data). Overall, after long-term treatment, the plasma concentration of mildronate reaches a level that is able to induce changes in the homeostasis of L-carnitine. However, it must be noted that to our knowledge, an acute mildronate treatment does not induce any metabolic or gene expression changes, and therefore, long-term treatment (at least 10-14 days) is necessary to achieve regulatory effects. In addition, all changes induced by mildronate are highly related to the decrease in the L-carnitine concentration in tissues. The modulation of L-carnitine pathways by mildronate then changes the activity of cellular enzymes and receptor systems in a manner that could maintain sufficient energy metabolism and induce adaptive-like changes. By inhibiting the biosynthesis of L-carnitine, mildronate increases the concentration of its substrate, ┛-butyrobetaine (GBB, Fig. 3.), which is mostly known as a bio-precursor of L- carnitine (Bremer, 1983). We have investigated the effects of mildronate administration (4-12 weeks, 100 mg/kg) on both L-carnitine and GBB contents in rat plasma and tissues and have shown that in concert with a decrease in L-carnitine concentration, the administration of mildronate causes a significant increase in GBB concentration (Liepinsh et al., 2009a). There have been speculations regarding the cholinergic activity of GBB; however, only the methyl- ester of GBB produces this activity (Dambrova et al., 2004). The physiological and pharmacological consequences of increased GBB concentration remain to be discovered.
3.2 Metabolic changes in fatty acid metabolism 3.2.1 The effects on CPT I and mitochondrial fatty acid metabolism Mildronate-decreased tissue L-carnitine concentrations induce changes in the energy metabolism pathways, especially in mitochondrial long-chain FA oxidation (Fig. 4). These changes are exclusively related to CPT I activity and FA transport into the mitochondria. If the L-carnitine content is lowered by mildronate treatment, a subsequent decrease in CPT I activity and a decreased CPT I-driven FA oxidation rate is observed (Kuka et al., 2011;
www.intechopen.com
The Regulation of Energy Metabolism Pathways Through L-Carnitine Homeostasis
113
Simkhovich et al., 1988). Interestingly, due to the differences in L-carnitine content and the Km values of CPT I for L-carnitine, at least a 60-70% reduction in L-carnitine content in the heart is necessary to reduce CPT I-dependent long-chain FA transport and oxidation. Additionally, if the L-carnitine content is lowered significantly below the Km value of CPT I, a compensatory increase in CPT I expression is observed (Uenaka R 1996). After long-term mildronate treatment, a 2 to 2.5-fold increase in the expression of CPT IA and CPT IB was found in the heart and liver (Degrace et al., 2007; Liepinsh et al., 2008). However, the increase in CPT I protein expression cannot compensate for significantly reduced L-carnitine availability, and therefore, subsequent changes in metabolic pathways occur. Although the expression of CPT I after mildronate treatment is increased, the overall FA oxidation rate in mitochondria is decreased (Kuka, et al. 2011; Simkhovich et al., 1988). In a recent study, the effects of mildronate, L-carnitine and a combination of both substances on myocardial infarction were compared (Kuka et al., 2011). Mildronate treatment markedly decreased the L-carnitine concentration of the heart tissue and significantly decreased the infarct size. Administration of mildronate together with L-carnitine restored the L-carnitine concentration, and therefore, CPT I activity was similar to that in control samples; as a consequence, the infarct size was not reduced. Therefore, we conclude that the decrease of L-carnitine concentration is the main mechanism of action of mildronate, and this decrease is necessary to induce changes in cellular energy metabolism.
3.2.2 The modulation of PPARs and fatty acid metabolism-related gene expression Peroxisome proliferator-activated receptors (PPARs) are central regulators of energy metabolism that mediate adaptive metabolic responses to increased systemic lipid availability following activation by the binding of endogenous or dietary lipids or lipid derivatives (Grimaldi, 2007; Sugden et al., 2009). Several genes that are induced by mildronate treatment, particularly CPT I (Degrace et al., 2007; Liepinsh et al., 2008), suggest PPARs as possible nuclear factors involved in the mildronate-induced effects on glucose and FA metabolism (Fig. 4). In a very recent study to elucidate the molecular mechanism of mildronate, PPAR-┙ and PPAR-┛ nuclear content and the expression of glucose and FA metabolism genes were determined in obese Zucker rats (Liepinsh et al., 2011b). The hearts of obese Zucker rats had a significant impairment in the PPAR-┙ system, and the response to increased FA and triglyceride (TG) was disrupted. Thus, the expression of PPAR-┙ and its target genes in obese Zucker rat heart tissue was reduced compared to their expression in lean animals. Mildronate treatment restored the sensitivity of PPAR-┙, which is manifested as significantly increased nuclear expression of PPAR-┙ in heart tissue and the expression of genes involved in FA metabolism. In cell culture, we found that mildronate and L-carnitine did not change PPAR activity in vitro. Thus, PPAR activation is instead induced as a result of a reduced FA oxidation rate and some FA accumulation. Interestingly, increased expression of FA metabolic genes, particularly CPT-I, did not compensate for a reduction in the L-carnitine content, and therefore, the CPT I-dependent FA oxidation rate in heart tissue was significantly reduced. However, PPAR-┙ activation also induces genes that are involved in intra-mitochondrial FA ┚-oxidation. Thus, mildronate treatment could stimulate mitochondrial ┚-oxidation of FA transported into the mitochondria by CPT I (mildronate induces partial reduction in CPT I activity) and carnitine-acylcarnitine transport system. This could be another mechanism to protect the mitochondria from lipid overload and the accumulation of FA in mitochondria. To test this hypothesis, mitochondrial respiration measurements were performed on energy substrates
www.intechopen.com
Role of the Adipocyte in Development of Type 2 Diabetes
114
like palmitoyl-CoA and palmitoyl-L-carnitine. CPT I-dependent mitochondrial oxidation of palmitoyl-CoA was reduced in mildronate-treated rat hearts, while palmitoyl-L-carnitine oxidation in mildronate-treated heart mitochondria was even faster than in the control group (unpublished data). In contrast, the expression of PPAR-┙ and target genes in the liver of obese Zucker rats was not significantly affected by treatment. The effects of mildronate on PPAR-┛ and PPAR-├ and the expression of their target genes are rather unclear and should be clarified in future studies. In conclusion, mildronate-dependent gene expression is, to some extent, dependent on the activation of PPAR-┙ in heart tissue but not in liver tissue.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

3.1 ผลลิปกลอสไขของ mildronate L-คาร์นิที Mildronate ที่เนื้อหาเป็นที่รู้จักกันจะเป็นผลของการสังเคราะห์ (Simkhovich et al., 1988), L-คาร์นิทีขนส่งของเข้าไปในเนื้อเยื่อและ reabsorption ของในไต (Kuwajima et al., 1999) กำหนดกี่ในการยับยั้งเอนไซม์ hydroxylase GBB โดย mildronate 19 μM (เตรียมตามที่อธิบายไว้โดย (Tars et al., 2010) เอนไซม์) จะ EC50 ในการยับยั้ง OCTN2 โดย mildronate คำนวณได้เท่ากับ 21 μM (Grube และ al., 2006) ในปริมาณ 100 มิลลิกรัม/กิโลกรัม mildronate ความเข้มข้นในเลือดหนูถึง 20 μM หลังจากจัดการเดียว อย่างไรก็ตาม หลัง 3 วันบริหารซ้ำ ความเข้มข้น mildronate ยังคงที่ 20 μM 24 h แม้หลังจากจัดการล่า (Liepinsh 2006) กำลังจะขนเข้าไปในเนื้อเยื่อ Mildronate โดย OCTN2 (Grigat et al., 2009), และความเข้มข้น mildronate ตับและหัวใจถึง 500-1000 μM (Liepinsh et al., 2009a) ดังนั้น mildronate ความเข้มข้นสามารถยับยั้งการสังเคราะห์ L-คาร์นิทีสมบูรณ์ และมากลด L-คาร์นิทีขนส่งเข้าไปในเนื้อเยื่อและ reabsorption ในไต ดัง mildronate (100 mg/kg) แท้จริงลดลงอย่างมีนัยสำคัญของ L-คาร์นิทีความเข้มข้นในเลือดและเนื้อเยื่อที่แตกต่างกัน 60-70% (Liepinsh et al., 2009a) ในการศึกษามนุษย์ของเราล่าสุด มันถูกแสดง mildronate นั้นยังลดความเข้มข้น L-คาร์นิที 20% ในมนุษย์ไม่ใช่อาหารมังสวิรัติอาสาสมัครสุขภาพ (Liepinsh et al., 2011a) อาจจะอธิบายการออกเสียงน้อยกว่าผลของ mildronate L-คาร์นิทีเนื้อหาในมนุษย์ โดยการใช้เนื้อ ซึ่งเป็นมาสำคัญของ L-คาร์นิที (Rebouche, 2004) เมื่อเทียบกับมนุษย์ไม่ใช่อาหารมังสวิรัติอาหาร ในห้องปฏิบัติการมาตรฐานอาหารสัตว์ เนื้อหาของ L-คาร์นิทีจะต่ำมาก (ยกเลิกประกาศข้อมูล) โดยรวม หลังการรักษาระยะยาว ความเข้มข้นของพลาสมาของ mildronate ถึงระดับที่สามารถก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในภาวะธำรงดุลของ L-คาร์นิที อย่างไรก็ตาม มันต้องบันทึกว่า ความรู้ของเรา mildronate เฉียบพลันรักษาที่ไม่ก่อให้เกิดการเผาผลาญ หรือยีนเปลี่ยน แปลง และดังนั้น การรักษาระยะยาว (อย่างน้อย 10-14 วัน) จำเป็นต้องให้มีผลบังคับ เปลี่ยนแปลงทั้งหมดที่เกิดจาก mildronate จะสูงที่เกี่ยวข้องกับการลดลงของ L-คาร์นิทีความเข้มข้นในเนื้อเยื่อ ที่เอ็ม L-คาร์นิทีมนต์โดย mildronate แล้วเปลี่ยนแปลงกิจกรรมของเอนไซม์เซลลูลาร์และระบบตัวรับในลักษณะที่สามารถรักษาการเผาผลาญพลังงานเพียงพอ และก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่ปรับให้เหมาะสมเช่น โดย inhibiting ชีวสังเคราะห์ของ L-คาร์นิที mildronate เพิ่มความเข้มข้นของของพื้นผิว ┛-butyrobetaine (GBB, Fig. 3), ซึ่งเป็นที่รู้จักส่วนใหญ่เป็นแบบไบสารตั้งต้นของ L-คาร์นิที (bremer ที่อยู่ 1983) เราได้ตรวจสอบผลกระทบของการจัดการ mildronate (4-12 สัปดาห์ 100 mg/kg) L-คาร์นิทีและเนื้อหา GBB ในพลาสม่าหนูและเนื้อเยื่อ และได้แสดงที่คอนเสิร์ตกับ L-คาร์นิทีความเข้มข้น ลดลงของ mildronate ทำให้การเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในความเข้มข้นของ GBB (Liepinsh et al., 2009a) มี speculations เกี่ยวกับกิจกรรม cholinergic ของ GBB อย่างไรก็ตาม เท่านั้น methyl-เอสของ GBB สร้างกิจกรรมนี้ (Dambrova et al., 2004) สรีรวิทยา และ pharmacological ผลของความเข้มข้นของ GBB เพิ่มยังคงอยู่การค้นพบ 3.2 Metabolic การเปลี่ยนแปลงในการเผาผลาญกรดไขมัน 3.2.1 ผลบน CPT ฉันและความเข้มข้นลดลง Mildronate เนื้อเยื่อ L-คาร์นิทีเผาผลาญกรดไขมัน mitochondrial ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในการพลังงานเผาผลาญมนต์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน mitochondrial โซ่ยาว FA ออกซิเดชัน (Fig. 4) การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้จะขอนำเสนอที่เกี่ยวข้องกับ CPT ฉันกิจกรรมและ FA ขนส่งใน mitochondria ถ้าเนื้อหา L-คาร์นิทีจะลดลง โดยการรักษา mildronate เป็นต่อมาลดใน CPT ฉันกิจกรรม และลด CPT ฉันขับเคลื่อน FA ออกซิเดชันอัตราจะสังเกต (Kuka et al., 2011 www.intechopen.com ข้อบังคับของหลักการเผาผลาญพลังงานผ่าน L-คาร์นิทีภาวะธำรงดุล 113 Simkhovich et al., 1988). Interestingly, due to the differences in L-carnitine content and the Km values of CPT I for L-carnitine, at least a 60-70% reduction in L-carnitine content in the heart is necessary to reduce CPT I-dependent long-chain FA transport and oxidation. Additionally, if the L-carnitine content is lowered significantly below the Km value of CPT I, a compensatory increase in CPT I expression is observed (Uenaka R 1996). After long-term mildronate treatment, a 2 to 2.5-fold increase in the expression of CPT IA and CPT IB was found in the heart and liver (Degrace et al., 2007; Liepinsh et al., 2008). However, the increase in CPT I protein expression cannot compensate for significantly reduced L-carnitine availability, and therefore, subsequent changes in metabolic pathways occur. Although the expression of CPT I after mildronate treatment is increased, the overall FA oxidation rate in mitochondria is decreased (Kuka, et al. 2011; Simkhovich et al., 1988). In a recent study, the effects of mildronate, L-carnitine and a combination of both substances on myocardial infarction were compared (Kuka et al., 2011). Mildronate treatment markedly decreased the L-carnitine concentration of the heart tissue and significantly decreased the infarct size. Administration of mildronate together with L-carnitine restored the L-carnitine concentration, and therefore, CPT I activity was similar to that in control samples; as a consequence, the infarct size was not reduced. Therefore, we conclude that the decrease of L-carnitine concentration is the main mechanism of action of mildronate, and this decrease is necessary to induce changes in cellular energy metabolism. 3.2.2 The modulation of PPARs and fatty acid metabolism-related gene expression Peroxisome proliferator-activated receptors (PPARs) are central regulators of energy metabolism that mediate adaptive metabolic responses to increased systemic lipid availability following activation by the binding of endogenous or dietary lipids or lipid derivatives (Grimaldi, 2007; Sugden et al., 2009). Several genes that are induced by mildronate treatment, particularly CPT I (Degrace et al., 2007; Liepinsh et al., 2008), suggest PPARs as possible nuclear factors involved in the mildronate-induced effects on glucose and FA metabolism (Fig. 4). In a very recent study to elucidate the molecular mechanism of mildronate, PPAR-┙ and PPAR-┛ nuclear content and the expression of glucose and FA metabolism genes were determined in obese Zucker rats (Liepinsh et al., 2011b). The hearts of obese Zucker rats had a significant impairment in the PPAR-┙ system, and the response to increased FA and triglyceride (TG) was disrupted. Thus, the expression of PPAR-┙ and its target genes in obese Zucker rat heart tissue was reduced compared to their expression in lean animals. Mildronate treatment restored the sensitivity of PPAR-┙, which is manifested as significantly increased nuclear expression of PPAR-┙ in heart tissue and the expression of genes involved in FA metabolism. In cell culture, we found that mildronate and L-carnitine did not change PPAR activity in vitro. Thus, PPAR activation is instead induced as a result of a reduced FA oxidation rate and some FA accumulation. Interestingly, increased expression of FA metabolic genes, particularly CPT-I, did not compensate for a reduction in the L-carnitine content, and therefore, the CPT I-dependent FA oxidation rate in heart tissue was significantly reduced. However, PPAR-┙ activation also induces genes that are involved in intra-mitochondrial FA ┚-oxidation. Thus, mildronate treatment could stimulate mitochondrial ┚-oxidation of FA transported into the mitochondria by CPT I (mildronate induces partial reduction in CPT I activity) and carnitine-acylcarnitine transport system. This could be another mechanism to protect the mitochondria from lipid overload and the accumulation of FA in mitochondria. To test this hypothesis, mitochondrial respiration measurements were performed on energy substrates www.intechopen.com Role of the Adipocyte in Development of Type 2 Diabetes 114 like palmitoyl-CoA and palmitoyl-L-carnitine. CPT I-dependent mitochondrial oxidation of palmitoyl-CoA was reduced in mildronate-treated rat hearts, while palmitoyl-L-carnitine oxidation in mildronate-treated heart mitochondria was even faster than in the control group (unpublished data). In contrast, the expression of PPAR-┙ and target genes in the liver of obese Zucker rats was not significantly affected by treatment. The effects of mildronate on PPAR-┛ and PPAR-├ and the expression of their target genes are rather unclear and should be clarified in future studies. In conclusion, mildronate-dependent gene expression is, to some extent, dependent on the activation of PPAR-┙ in heart tissue but not in liver tissue.

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

3.1 ผลของการยับยั้ง mildronate เนื้อหา L-carnitine Mildronate เป็นที่รู้จักกันยับยั้งการสังเคราะห์ของ L-carnitine (การ Simkhovich et al., 1988), การขนส่งเข้าสู่เนื้อเยื่อและดูดซึมในไต (Kuwajima et al., 1999) กี่สำหรับ GBB ยับยั้งเอนไซม์ hydroxylase mildronate โดยได้รับการพิจารณาให้เป็น 19 ไมครอน (เอนไซม์ที่เตรียมไว้ตามที่อธิบาย (Tars et al., 2010)) EC50 การยับยั้ง OCTN2 โดย mildronate ที่คำนวณได้จะเป็น 21 ไมครอน (Grube et al., 2006) ในขนาด 100 มิลลิกรัม / กิโลกรัมความเข้มข้น mildronate ในเลือดหนูถึง 20 ไมครอนหลังจากที่การบริหารงานเดียว; แต่หลังจากนั้น 3 วันของการบริหารซ้ำความเข้มข้น mildronate ยังคงอยู่ที่ 20 ไมครอนแม้ 24 ชั่วโมงหลังจากที่การบริหารงานที่ผ่านมา (Liepinsh 2006) Mildronate จะถูกส่งเข้าไปในเนื้อเยื่ออย่างแข็งขันโดย OCTN2 (Grigat et al., 2009) และความเข้มข้น mildronate ในตับและหัวใจถึง 500-1000 ไมครอน (Liepinsh et al., 2009a) ดังนั้นความเข้มข้น mildronate สามารถที่จะยับยั้งการสังเคราะห์สมบูรณ์ L-carnitine และลดลงอย่างมีนัยสำคัญการขนส่ง L-carnitine เข้าไปในเนื้อเยื่อและดูดซึมในไต เป็นผลให้ mildronate (100 mg / kg) ก่อให้เกิดการลดความสำคัญของความเข้มข้นของ L-carnitine ในเลือดและเนื้อเยื่อที่แตกต่างกันโดย 60-70% (Liepinsh et al., 2009a) ในการศึกษาของมนุษย์เราที่ผ่านมามันก็แสดงให้เห็นว่า mildronate ยังลดความเข้มข้นของ L-carnitine 20% ในอาสาสมัครที่มีสุขภาพดีของมนุษย์มังสวิรัติไม่ใช่ (Liepinsh et al., 2011a) ผลน้อยกว่าที่เด่นชัดของ mildronate เนื้อหา L- carnitine ในมนุษย์สามารถอธิบายได้โดยการบริโภคเนื้อสัตว์ซึ่งเป็นแหล่งที่สำคัญที่สุดของ L-carnitine (Rebouche, 2004) เมื่อเทียบกับอาหารที่ไม่ใช่มังสวิรัติของมนุษย์ในห้องปฏิบัติการอาหารสัตว์มาตรฐานเนื้อหาของ L-carnitine อยู่ในระดับต่ำมาก (ข้อมูลที่ไม่ถูกเผยแพร่) โดยรวมหลังการรักษาในระยะยาวความเข้มข้นในพลาสมาของ mildronate ถึงระดับที่สามารถทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในสภาวะสมดุลของ L-carnitine ที่ อย่างไรก็ตามจะต้องมีการตั้งข้อสังเกตว่าเพื่อความรู้ของเราการรักษา mildronate เฉียบพลันไม่ได้ก่อให้เกิดการเผาผลาญหรือการเปลี่ยนแปลงการแสดงออกของยีนและดังนั้นการรักษาระยะยาว (อย่างน้อย 10-14 วัน) เป็นสิ่งที่จำเป็นเพื่อให้บรรลุผลตามกฎระเบียบ นอกจากนี้การเปลี่ยนแปลงทั้งหมดที่เกิดจาก mildronate มีความสัมพันธ์กันอย่างมากในการลดลงของความเข้มข้นของ L-carnitine ในเนื้อเยื่อ ปรับวิถี L-carnitine โดย mildronate แล้วการเปลี่ยนแปลงกิจกรรมของเอนไซม์เซลล์และระบบรับในลักษณะที่สามารถรักษาการเผาผลาญพลังงานที่เพียงพอและก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงการปรับตัวเหมือน โดยการยับยั้งการสังเคราะห์ของ L-carnitine ที่ mildronate เพิ่มความเข้มข้นของสารตั้งต้นของมัน┛-butyrobetaine (GBB, รูปที่ 3.) ซึ่งเป็นที่รู้จักกันส่วนใหญ่เป็นชีวภาพสารตั้งต้นของ L- carnitine (เบร 1983) เราได้ตรวจสอบผลกระทบของการบริหาร mildronate นี้ (4-12 สัปดาห์, 100 มก. / กก.) ทั้ง L-carnitine และเนื้อหา GBB ในพลาสมาหนูและเนื้อเยื่อและแสดงให้เห็นว่าในคอนเสิร์ตกับการลดลงของความเข้มข้นของ L-carnitine, การบริหารงานของ mildronate ทำให้เกิดการเพิ่มขึ้นอย่างมากในความเข้มข้น GBB (Liepinsh et al., 2009a) มีการคาดเดาเกี่ยวกับกิจกรรม cholinergic ของ GBB; แต่เพียงเมธิลเอสเตอร์ของ GBB ผลิตกิจกรรมนี้ (Dambrova et al., 2004) ผลที่ตามมาทางสรีรวิทยาและเภสัชวิทยาของความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้น GBB ยังคงที่จะค้นพบ.
3.2 การเปลี่ยนแปลงการเผาผลาญในการเผาผลาญกรดไขมัน 3.2.1 ผลกระทบต่อเป่าผมและการเผาผลาญกรดไขมันยล Mildronate ลดลงเนื้อเยื่อความเข้มข้น L-carnitine ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในวิถีการเผาผลาญพลังงาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระยะห่วงโซ่การเกิดออกซิเดชันยลเอฟเอ (รูปที่. 4) การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้จะเกี่ยวข้องเฉพาะกับกิจกรรมเป่าผมและการขนส่งเข้ามาในเอฟเอที่ mitochondria หากเนื้อหา L-carnitine จะลดลงโดยการรักษา mildronate ลดลงตามมาในกิจกรรมเป่าผมและเป่าผมลดลงที่ขับเคลื่อนด้วยอัตราการเกิดออกซิเดชันเอฟเอเป็นที่สังเกต (Kuka et al, 2011;.
www.intechopen.com
ระเบียบของการเผาผลาญพลังงานเตรียมความพร้อม ผ่าน L-Carnitine Homeostasis
113
Simkhovich et al., 1988) ที่น่าสนใจเนื่องจากความแตกต่างในเนื้อหา L-carnitine และค่ากม CPT ของผมสำหรับ L-carnitine อย่างน้อยลดลง 60-70% ในเนื้อหาของ L-carnitine ในใจเป็นสิ่งที่จำเป็นเพื่อลดเป่าผมขึ้นอยู่กับสายโซ่ยาว การขนส่งและการเกิดออกซิเดชันเอฟเอ นอกจากนี้หาก L-carnitine เนื้อหาอย่างมีนัยสำคัญจะลดลงต่ำกว่ามูลค่าของกมเป่าผม, การเพิ่มขึ้นของการชดเชยในการแสดงออกของฉันเป็นที่สังเกต CPT (Uenaka R 1996) หลังจากการรักษา mildronate ระยะยาวเป็น 2-2.5 เท่าเพิ่มขึ้นในการแสดงออกของ CPT IA และ IB CPT ที่พบในหัวใจและตับ (Degrace et al, 2007;.. Liepinsh et al, 2008) อย่างไรก็ตามการเพิ่มขึ้นในการแสดงออกของโปรตีนเป่าผมไม่สามารถชดเชยการลดลงอย่างมีนัยสำคัญ L-carnitine ความพร้อมและดังนั้นการเปลี่ยนแปลงในภายหลังเผาผลาญเซลล์เกิดขึ้น แม้ว่าการแสดงออกของเป่าผมหลังการรักษา mildronate จะเพิ่มขึ้นโดยรวมอัตราการเกิดออกซิเดชันเอฟเอใน mitochondria จะลดลง (Kuka, et al 2011.. Simkhovich, et ​​al, 1988) ในการศึกษาที่ผ่านมาผลกระทบของ mildronate L-carnitine และการรวมกันของสารทั้งในกล้ามเนื้อหัวใจตายที่ถูกนำมาเปรียบเทียบ (Kuka et al., 2011) การรักษาลดลงอย่างเห็นได้ชัด Mildronate ความเข้มข้น L-carnitine ของเนื้อเยื่อหัวใจและลดลงอย่างมีนัยสำคัญขนาดวาย การบริหารงานของ mildronate ร่วมกับ L-carnitine เรียกคืนความเข้มข้น L-carnitine และดังนั้นกิจกรรมเป่าผมก็คล้ายกับว่าในตัวอย่างควบคุม เป็นผลให้ขนาดวายก็ไม่ได้ลดลง ดังนั้นเราจึงสรุปได้ว่าการลดลงของความเข้มข้นของ L-carnitine เป็นกลไกหลักของการกระทำของ mildronate และการลดลงนี้เป็นสิ่งจำเป็นที่จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในการเผาผลาญพลังงานของเซลล์.
3.2.2 ปรับ PPARs ไขมันและการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับการเผาผลาญกรด-peroxisome รับ proliferator เปิดใช้งาน (PPARs) เป็นหน่วยงานกำกับดูแลภาคกลางของการเผาผลาญพลังงานที่เป็นสื่อกลางในการตอบสนองต่อการเผาผลาญที่เพิ่มขึ้นการปรับตัวเพื่อความพร้อมของไขมันระบบยืนยันการใช้งานต่อไปโดยมีผลผูกพันของไขมันภายนอกหรือการบริโภคอาหารไขมันหรือสัญญาซื้อขายล่วงหน้า (กรีมัลด์ 2007. Sugden et al, 2009) ยีนที่ต่าง ๆ ที่เกิดจากการรักษา mildronate โดยเฉพาะอย่างยิ่งเป่าผม (Degrace et al, 2007;.. Liepinsh et al, 2008) แนะนำ PPARs ปัจจัยนิวเคลียร์ที่เป็นไปได้มีส่วนร่วมในผลกระทบ mildronate ที่เกิดขึ้นในกลูโคสและการเผาผลาญอาหารเอฟเอ (รูปที่ 4. ) ในการศึกษาล่าสุดมากที่จะอธิบายกลไกในระดับโมเลกุลของ mildronate, PPAR-┙และ PPAR-┛เนื้อหานิวเคลียร์และการแสดงออกของกลูโคสและเอฟเอคัยีนการเผาผลาญอาหารได้รับการพิจารณาในหนูที่เป็นโรคอ้วนซัคเกอร์ (Liepinsh et al., 2011b) หัวใจของหนูซัคเกอร์เป็นโรคอ้วนมีการด้อยค่าอย่างมีนัยสำคัญในระบบ PPAR-┙และตอบสนองต่อการเพิ่มขึ้นของเอฟเอและไตรกลีเซอไรด์ (TG) ถูกรบกวน ดังนั้นการแสดงออกของ PPAR-┙และยีนเป้าหมายในหนูอ้วน Zucker เนื้อเยื่อหัวใจได้ลดลงเมื่อเทียบกับการแสดงออกของพวกเขาในสัตว์ไม่ติดมัน การรักษา Mildronate เรียกคืนความไวของ PPAR-┙ซึ่งเป็นที่ประจักษ์เป็นเพิ่มขึ้นอย่างมากของการแสดงออกนิวเคลียร์ PPAR-┙ในเนื้อเยื่อของหัวใจและการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องในการเผาผลาญเอฟเอ ในการเพาะเลี้ยงเซลล์เราพบว่า mildronate และ L-carnitine ไม่ได้เปลี่ยนกิจกรรม PPAR ในหลอดทดลอง ดังนั้นการเปิดใช้งานจะถูกเหนี่ยวนำให้เกิด PPAR แทนที่จะเป็นผลมาจากการเกิดออกซิเดชันอัตราที่ลดลงและเอฟเอคับางสะสมเอฟเอ ที่น่าสนใจที่เพิ่มขึ้นของการแสดงออกของยีนเอฟเอเผาผลาญโดยเฉพาะอย่างยิ่ง CPT-ฉันไม่ได้ชดเชยการลดลงในเนื้อหาของ L-carnitine และดังนั้นเป่าผมขึ้นอยู่กับอัตราการเกิดออกซิเดชันเอฟเอในเนื้อเยื่อของหัวใจลดลงอย่างมีนัยสำคัญ อย่างไรก็ตามการเปิดใช้งาน PPAR-┙ยังก่อให้เกิดยีนที่มีส่วนร่วมในภายในยลเอฟเอ┚ออกซิเดชัน ดังนั้นการรักษา mildronate สามารถกระตุ้นยล┚ออกซิเดชันของเอฟเอลำเลียงเข้าสู่ mitochondria โดยเป่าผม (mildronate ก่อให้เกิดการลดลงบางส่วนในกิจกรรมการเป่าผม) และคาร์นิที-acylcarnitine ระบบขนส่ง ซึ่งอาจเป็นอีกกลไกในการปกป้อง mitochondria เกินจากไขมันและการสะสมของเอฟเอใน mitochondria ที่ เพื่อทดสอบสมมติฐานนี้วัดการหายใจยลได้ดำเนินการกับพื้นผิวพลังงาน
www.intechopen.com
บทบาทของ adipocyte ในการพัฒนาของโรคเบาหวานประเภท 2
114
เช่น palmitoyl-CoA และ palmitoyl-L-carnitine เป่าผมขึ้นอยู่กับการเกิดออกซิเดชันยล palmitoyl-CoA ลดลงในหัวใจหนู mildronate รับการรักษาในขณะที่การเกิดออกซิเดชัน palmitoyl-L-carnitine ในหัวใจ mildronate รับการรักษา mitochondria เป็นได้เร็วขึ้นกว่าในกลุ่มควบคุม (ข้อมูลที่ไม่ถูกเผยแพร่) ในทางตรงกันข้ามการแสดงออกของ PPAR-┙และยีนเป้าหมายในตับของหนูซูเกอร์อ้วนที่ไม่ได้รับผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญโดยการรักษา ผลกระทบจากการ mildronate ใน PPAR-┛และ PPAR-├และการแสดงออกของยีนเป้าหมายของพวกเขาจะค่อนข้างไม่ชัดเจนและควรจะชี้แจงในการศึกษาในอนาคต สรุปได้ว่าการแสดงออกของยีน mildronate ขึ้นอยู่เป็นบางส่วนขึ้นอยู่กับการใช้งานของ PPAR-┙ในเนื้อเยื่อของหัวใจ แต่ไม่ได้อยู่ในเนื้อเยื่อตับ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

3.1 ผลยับยั้งของ mildronate บน mildronate ปริมาณแอลคาร์นิทีน เป็นที่รู้จักกันเป็นสารยับยั้งชีวสังเคราะห์ของแอลคาร์นิทีน ( simkhovich et al . , 1988 ) , การขนส่งของมันเข้าไปในเนื้อเยื่อและแก้วในไต ( คุวาจิมะ et al . , 1999 ) คิ สำหรับ gbb hydroxylase การยับยั้งเอนไซม์โดย mildronate ได้รับการมุ่งมั่นที่จะเป็น 19 μ M ( เอนไซม์ที่เตรียมไว้ ( Tars et al . , 2010 )การ ec50 สำหรับ octn2 ยับยั้งโดย mildronate มีค่าเป็น 21 μ m ( grube et al . , 2006 ) ในขนาด 100 มิลลิกรัม / กิโลกรัม และในหนู mildronate ความเข้มข้นเลือดถึง 20 μ M หลังจากการบริหารงานเดียว อย่างไรก็ตาม หลังจาก 3 วันย้ำการบริหาร , mildronate ความเข้มข้นอยู่ที่ 20 μได้ 24 ชั่วโมงหลังจากการบริหารงานล่าสุด ( liepinsh 2006 )mildronate อย่างแข็งขันขนส่งในเนื้อเยื่อโดย octn2 ( grigat et al . , 2009 ) , และ mildronate ความเข้มข้นในตับและหัวใจถึง 500-1000 μ m ( liepinsh et al . , 2009a ) ดังนั้น mildronate ความเข้มข้นสามารถสมบูรณ์ยับยั้งและลดระดับ แอลคาร์นิทีน แอลคาร์นิทีนการขนส่งเข้าไปในเนื้อเยื่อ และเมื่อแก้วในไต ผลmildronate ( 100 มิลลิกรัม / กิโลกรัม ) ลดลงอย่างมีนัยสำคัญของแอลคาร์นิทีนทำให้ความเข้มข้นในพลาสมาเลือดและเนื้อเยื่อต่างๆโดย 60-70% ( liepinsh et al . , 2009a ) ในการศึกษาของมนุษย์ของเราเมื่อเร็ว ๆนี้ พบว่า แอลคาร์นิทีน mildronate ยังลดความเข้มข้น 20% ในมนุษย์ที่ไม่ใช่อาสาสมัครมังสวิรัติ ( liepinsh et al . , 2011a )ผลของ mildronate น้อยกว่าใน L - คาร์นิทีนเนื้อหาในมนุษย์สามารถอธิบายได้โดยการบริโภคเนื้อสัตว์ ซึ่งเป็นแหล่งสำคัญของ แอล คาร์นิทีน ( rebouche , 2004 ) เมื่อเทียบกับมนุษย์ที่ไม่ใช่มังสวิรัติ , มาตรฐานห้องปฏิบัติการอาหารสัตว์ เนื้อหาของ แอลคาร์นิทีนต่ำมาก ( ข้อมูลที่ไม่ได้เผยแพร่ ) โดยหลังการรักษาระยะยาวปริมาณความเข้มข้นของ mildronate ถึงระดับที่สามารถก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในภาวะธำรงดุลของแอลคาร์นิทีน . อย่างไรก็ตาม จะต้องมีการตั้งข้อสังเกตว่า ความรู้ของเรา การรักษา mildronate เฉียบพลันไม่ก่อให้เกิดใด ๆหรือการเปลี่ยนแปลงการเผาผลาญยีนการแสดงออกและดังนั้นการรักษาระยะยาว ( อย่างน้อย 10-14 วัน ) เป็นสิ่งที่จำเป็นเพื่อให้บรรลุผลด้านกฎระเบียบ นอกจากนี้การเปลี่ยนแปลงทั้งหมดที่เกิดขึ้นจาก mildronate สูงที่เกี่ยวข้องกับการลดลงใน แอลคาร์นิทีน ความเข้มข้นในเนื้อเยื่อ การปรับของแอลคาร์นิทีน ทางเดินโดย mildronate แล้วการเปลี่ยนแปลงกิจกรรมของเอนไซม์ของเซลล์และระบบยาในลักษณะที่อาจรักษาเผาผลาญพลังงานเพียงพอ และทำให้เกิดการปรับตัว เช่น การเปลี่ยนแปลง โดยยับยั้งการสังเคราะห์ Carnitine ,mildronate เพิ่มความเข้มข้นของพื้นผิว┛ - butyrobetaine ( gbb , ฟิค 3 . ) ซึ่งส่วนใหญ่เป็นที่รู้จักกันเป็นสารตั้งต้นของ แอล - คาร์นิทีน ( ไบโอ เบรเมอร์ , 1983 ) เราได้ศึกษาผลของ mildronate การบริหาร ( 4-12 สัปดาห์ 100 มก. / กก. ) และทั้งแอลคาร์นิทีน gbb เนื้อหาในพลาสมาหนูและเนื้อเยื่อและได้แสดงในคอนเสิร์ตกับการลดลงของแอลคาร์นิทีน สมาธิการบริหารงานของ mildronate สาเหตุที่เพิ่มขึ้นอย่างมากใน gbb สมาธิ ( liepinsh et al . , 2009a ) มีการคาดเดาเกี่ยวกับกิจกรรมของ gbb ชนะขาดลอย แต่ เพียง เมทิลเอสเทอร์ของ gbb - สร้างกิจกรรมนี้ ( dambrova et al . , 2004 ) ผลกระทบทางสรีรวิทยาและเภสัชวิทยาของความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้น gbb ยังคงที่จะค้นพบ
32 การเปลี่ยนแปลงการเผาผลาญกรดไขมันดำเนินงานและผล ( ฉันและไมโตคอนเดรียการเผาผลาญกรดไขมัน mildronate ลดลงเนื้อเยื่อ แอลคาร์นิทีนเข้มข้นกระตุ้นการเปลี่ยนแปลงในการเผาผลาญ พลังงาน เส้นทาง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการเปลี่ยนตัว เอฟเอ ออกซิเดชัน ( รูปที่ 4 ) การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ โดยเฉพาะเกี่ยวข้องกับ พคท. และการขนส่งเป็นกิจกรรมผมฟ้า ) .ถ้าแอลคาร์นิทีน เนื้อหาจะลดลง โดยการลด mildronate ในภายหลัง ( ผมและกิจกรรมลดลง ( i-driven ฟ้าเคลือบเป็นที่สังเกต ( เค้ก et al . , 2011 ;
www.intechopen . com
ระเบียบของการเผาผลาญ พลังงาน เส้นทางผ่าน แอลคาร์นิทีน homeostasis

simkhovich 113 et al . , 1988 ) น่าสนใจเนื่องจากความแตกต่างใน แอลคาร์นิทีน เนื้อหาและ km ค่า CPT ฉัน L-carnitine อย่างน้อย 60-70% ในแอลคาร์นิทีนลดเนื้อหาหัวใจเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อลดหรือ i-dependent เปลี่ยนตัว เอฟเอ การขนส่งและการเกิดออกซิเดชัน นอกจากนี้ ถ้าแอลคาร์นิทีน เนื้อหาจะลดลงอย่างมีนัยสำคัญด้านล่างกม. มูลค่า 75 ชั้นเพิ่มชดเชยในการแสดงออก ( ผมสังเกต ( uenaka R 1996 ) หลังการรักษา mildronate ระยะยาว , 2 2.5-fold เพิ่มการแสดงออกของ CPT IA และ IB ( พบในหัวใจและตับ ( degrace et al . , 2007 ; liepinsh et al . , 2008 ) อย่างไรก็ตาม การเพิ่มโปรตีนที่แสดงออก ( ผมไม่สามารถชดเชยลดลง แอลคาร์นิทีน ห้องพักอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ ดังนั้นภายหลังการเปลี่ยนแปลงในการเผาผลาญเซลล์เกิดขึ้น แม้ว่าการแสดงออกของ CPT ผมหลังจาก mildronate รักษา เพิ่มขึ้น โดยอัตราการออกซิเดชันในเอฟเอ ) ลดลง ( เค้ก , et al . 2011 ; simkhovich et al . , 1988 ) ในการศึกษาล่าสุด ผลของ mildronate แอลคาร์นิทีน , และการรวมกันของทั้งสองสารในกล้ามเนื้อหัวใจตายเปรียบเทียบ ( เค้ก et al . , 2011 )mildronate การลดลงที่ความเข้มข้นของแอลคาร์นิทีน เนื้อเยื่อหัวใจและลดลงในบริเวณเนื้อตายเนื่องจากโลหิตอุดตันขนาด การบริหาร mildronate ร่วมกับ L-carnitine แอลคาร์นิทีน สมาธิกลับคืนมา และดังนั้น พคท. ฉันกิจกรรม คล้ายกับว่าในตัวอย่างควบคุม ; ผลที่ตามมา , บริเวณเนื้อตายเนื่องจากโลหิตอุดตัน ขนาดก็ไม่ลดลง ดังนั้นเราสรุปได้ว่า การลดลงของความเข้มข้นของแอลคาร์นิทีน เป็นกลไกหลักของการกระทำของ mildronate และลดลงนี้เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในการเผาผลาญพลังงานของเซลล์
2 .2 การปรับของพาร์ และการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับการเผาผลาญกรดไขมันเพอรอกซิโซม proliferator กระตุ้นตัวรับ ( พาร์ ) เป็นหน่วยงานกลางของการเผาผลาญ พลังงาน ที่ปรับตัวเพิ่มขึ้น ระบบการไกล่เกลี่ยการเผาผลาญไขมันพร้อมกระตุ้นต่อไปโดยผูกพันของภายนอกหรืออาหารไขมันหรือไขมันอนุพันธ์ ( Grimaldi , 2007 ; ซักเดิ่น et al . , 2009 )ยีนหลายชนิดที่ถูกชักนำโดย mildronate รักษา โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พคท. ( degrace et al . , 2007 ; liepinsh et al . , 2008 ) , แนะนำพาร์ เป็นปัจจัยที่เกี่ยวข้องใน mildronate นิวเคลียร์ได้รับการผลในการเผาผลาญกลูโคสและฟ้า ( รูปที่ 4 ) ในการศึกษาล่าสุดมากในการอธิบายกลไกของ mildronate โมเลกุล ,ppar - ┙ ppar - ┛นิวเคลียร์และเนื้อหา และการแสดงออกของยีนเป็นการเผาผลาญกลูโคสและเอฟเอในหนูอ้วน ซัคเกอร์ ( liepinsh et al . , 2011b ) หัวใจของหนูอ้วน ซัคเกอร์มีความบกพร่องที่สำคัญใน ppar - ระบบ┙และการตอบสนองเพิ่มขึ้น เอฟเอ และไตรกลีเซอไรด์ ( TG ) ก็หยุดชะงัก ดังนั้นการแสดงออกของยีนและ ppar - ┙เป้าหมายในใจ ซัคเกอร์หนูอ้วนเนื้อเยื่อลดลงเมื่อเทียบกับการแสดงออกของพวกเขาในสัตว์ที่ผอม mildronate การเรียกคืนความไวของ ppar - ┙ซึ่งเป็นที่ประจักษ์เป็นเพิ่มขึ้นนิวเคลียร์การแสดงออกของ ppar - ┙ในเนื้อเยื่อหัวใจ และการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องในการเผาผลาญไขมันมั้ย เพาะเลี้ยงเซลล์เราพบว่า mildronate และแอลคาร์นิทีน ไม่ได้เปลี่ยนกิจกรรม ppar หลอด ดังนั้น ppar กระตุ้นแทนการเป็นผลจากการลดลงและอัตราการสะสมบางฟ้าฟ้าออกซิเดชัน . ทั้งนี้ การเพิ่มการแสดงออกของยีนฟ้าสลาย โดยเฉพาะ cpt-i ไม่ได้ชดเชยการลดลงในแอลคาร์นิทีน เนื้อหา และ ดังนั้นผู้กอง i-dependent ฟ้าเคลือบในเนื้อเยื่อหัวใจอย่างมีนัยสำคัญลดลง อย่างไรก็ตาม ppar - ┙ยังก่อให้เกิดการกระตุ้นยีนที่เกี่ยวข้องภายในไมโตคอนเดรีย เอฟเอ ┚ - ออกซิเดชัน ดังนั้นmildronate รักษาสามารถกระตุ้นการ┚ - ออกซิเดชันของฟ้าขนส่งเข้าสู่ไมโตคอนเดรียโดย CPT ( mildronate ก่อให้เกิดการลดกิจกรรมบางส่วน ( ผม ) และระบบการขนส่ง acylcarnitine คาร์นิทีน . นี่อาจเป็นอีกกลไกการปกป้องไมโตคอนเดรียจากไขมันสะสมเกินและเอฟเอใน mitochondria . เพื่อทดสอบสมมติฐานนี้ยลวัดการหายใจได้บนพื้นผิวพลังงาน www.intechopen
.
บทบาทของอะดิโปซัยท์ในการพัฒนาของโรคเบาหวานประเภท 2

ชอบ COA และ 114 palmitoyl palmitoyl-l-carnitine . ( i-dependent การออกซิเดชันของ palmitoyl COA ลดลงใน mildronate ถือว่าหนูหัวใจในขณะที่ palmitoyl-l-carnitine ออกซิเดชันใน mildronate รักษาหัวใจ ) ได้เร็วกว่าในกลุ่มควบคุม ( ข้อมูลเผยแพร่ ) ในทางตรงกันข้าม การแสดงออกของ ppar - ┙และยีนเป้าหมายของตับในหนูอ้วน ซัคเกอร์อยู่ในระดับที่ได้รับผลกระทบจากการรักษาผลของ mildronate บน ppar - และ - ┛ ppar ├และการแสดงออกของยีนเป้าหมายของพวกเขาชัดเจนมากกว่า และควรชี้แจงในการศึกษาในอนาคต สรุป mildronate ขึ้นอยู่กับการแสดงออกของยีนอยู่ บ้าง ขึ้นอยู่กับการกระตุ้นของ ppar - ┙ในเนื้อเยื่อหัวใจ แต่ไม่ในเนื้อเยื่อตับ