Association of 5’AMP-activated protein kinase activity with disease duration and HbA1c content in leukocytes in diabetic patients

Background. 5’AMP-activated protein kinase (AMPK) is an enzyme that controls the cell energy ba­lance. With energetic stress in the cell and an increase in the AMP concentration, ATP is replaced by AMP in the exchange centers, resulting in the allosteric activation of AMPK by phosphorylation of 172 threonine within alpha subunit of LKB1 complex in response to changes in cell energy or CAMKKβ, which activates intracellular Ca2+. The purpose was to study the activity of the main energy sensor of cells — AMPK in leukocytes in patients taking insulin preparations, metformin, and other hypoglycemic drugs in association with disease duration and glycated hemoglobin content. Materials and methods. The diabetic patients receiving single-drug or combined therapy with insulin and its analogues, metformin, dapagliflozin and sulfonylureas were randomized into 5 groups: the first group — with an HbA1c level close to the norm — 6.9–7.6 %; the second group — 7.6–9.0 %; the third group — > 9 %; the fourth group > 10 %; the fifth group — > 11 %. To determine the amount of phospho-AMPK (p-Thr172), ELISA kits were used. To get the calibration curve for the AMPK determination, a kidney cell culture HEK293T of the human embryonic kidney was used, which is recommended by manufacturer as a positive control. Results. It was shown that with increase of blood HbA1c, the level of AMPK activity in leukocytes gradually decreased. With increase of blood HbA1c, the level of AMPK activity in leukocytes gradually decreased. The activity of AMPK in leukocytes of patients with HbA1c > 11 % was more than 3.5-fold lower compared to the group with 6.9–7.6 % of HbA1c; AMPK activity in leukocytes in patients with disease duration of 20 years was 3-fold lower. Thus, the AMPK activity in leukocytes may be an indicator of diabetic compensation in diabetic patients. Conclusions. With increase of blood HbA1c, the level of p-AMPK in leukocytes gradually decreased. AMPK activity in leukocytes in diabetes patients with disease duration of 20 years was 3-fold lower than in patients with 10-year experience

Effect of combined treatment with insulin, metformin, and gliclazide on the expression and activity of Akt, mTOR, and p70S6K protein kinases in lymphocytes of diabetic patients

The expression of the main effector protein kinase Akt of the PI3K signaling pathway and the activities of mTOR and p70S6K protein kinases in lymphocytes of patients with diabetes mellitus are determined at the combination treatment with insulin and hypoglycemic drugs. It is shown that the Akt expression is reduced in blood mononuclear cells of patients with diabetes of the 2nd and, to a less extent, type 1. The activities of mTOR and p70S6K are also reduced in lymphocytes of patients with type 2 diabetes. Possible mechanisms of inhibiting the expression and activity of protein kinases are discussed.Визначали експресію основної ефекторної протеїнкінази сигнального шляху PI3K Akt та активність протеїнкіназ mTOR і p70S6K в лімфоцитах хворих на цукровий діабет при комбінованому лікуванні інсуліном і цукрознижувальними препаратами. Показано, що експресія Akt знижена в мононуклеарах крові хворих на діабет 2-го і, меншою мірою, 1-го типу. Активність mTOR і p70S6K також знижена в лімфоцитах хворих на діабет 2-го типу. Обговорюються можливі механізми пригнічення експресії і активності протеїнкіназ.Определяли экспрессию основной эффекторной протеинкиназы сигнального пути PI3K Akt и активность протеинкиназ mTOR и p70S6K в лимфоцитах больных сахарным диабетом при комбинированном лечении инсулином и сахароснижающими препаратами. Показано, что экспрессия Akt снижена в мононуклеарах крови больных диабетом 2-го и, в меньшей степени, 1-го типа. Активность mTOR и p70S6K также снижена в лимфоцитах больных диабетом 2-го типа. Обсуждаются возможные механизмы подавления экспрессии и активности протеинкиназ

NT-proBNP blood levels in patients with type 2 diabetes mellitus with anemia and after the dapagliflozin treatment

The content of the brain natriuretic peptide (NT-proBNP) in blood plasma and the activity of 5′-adenosine monophosphate- activated protein kinase (AMPK) in lymphocytes of type 2 diabetes patients with anemia and after the treatment with dapagliflozin are determined with enzyme immunoassay. It is shown that the highest level of NTproBNP is observed in patients with severe anemia. At the treatment with dapagliflozin, the peptide level was markedly reduced, which may be explained by an increase in the activity of AMPK as a result of the exposure to a hypoglycemic drug. It is suggested that the treatment with dapagliflozin may have a positive effect on complications of type 2 diabetes associated with cardiovascular pathologies.Методом імуноферментного аналізу визначено вміст мозкового натрійуретичного пептиду (NT-proBNP) у плазмі крові та активність 5′-аденозинмонофосфатактивованої протеїнкінази (АМРК) в лімфоцитах хворих на діабет 2-го типу з анемією і при лікуванні дапагліфлозином. Показано, що найвищий рівень NT-proBNP спостерігається у хворих з важкою формою анемії. При лікуванні дапагліфлозином рівень пептиду помітно знижувався, що, можливо, пояснюється підвищенням активності AMPK у результаті дії гіпоглікемічного препарату. Зроблено припущення, що лікування дапагліфлозином може мати позитивний ефект при ускладненнях діабету 2-го типу, пов’язаних із серцево-судинними патологіями.Методом иммуноферментного анализа определяли содержание мозгового натрийуретического пептида (NT-proBNP) в плазме крови и активность 5′-аденозинмонофосфатактивируемой протеинкиназы (АМРК) в лимфоцитах больных диабетом 2-го типа с анемией и при лечении дапаглифлозином. Показано, что наиболее высокий уровень NT-proBNP наблюдается у больных с тяжелой формой анемии. При лечении дапаглифлозином уровень пептида заметно снижался, что, возможно, объясняется повышением активности AMPK в результате воздействия гипогликемического препарата. Сделано предположение, что лечение дапаглифлозином может оказывать положительный эффект при осложнениях диабета 2-го типа, связанных с сердечно-сосудистыми патологиями

Effects of COVID-19, diabetes mellitus, and cardiovascular diseases on insulin receptor substrate-1 amount in the blood plasma of patients

Insulin receptor substrate (IRS) is a key adapter protein mediating effects of insulin and insulin-like growth factors (IGF) in cells. IRS-1 is a member of the insulin receptor substrate family, which is associated with tumor initiation and progression. The aim of the study is to determine the level of IRS-1 in the blood of patients (n = 81) with diabetes mellitus and COVID-19. IRS-1 was determined with enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) (Elabscience, USA). The measurements were performed at an optical wavelength of 450 nm. The level of IRS-1 in the blood plasma of patients with COVID-19 was much (from 3.5 to more than 6 times) higher than that in the blood of healthy people. The IRS-1 amounts in COVID-19 patients with diabetes and diabetes + CVD were significantly higher than in patients with COVID-19 without concomitant diseases. The level of IRS-1 in blood plasma may be one of the promising markers of COVID-19.Субстрат рецепторів інсуліну (IRS) є ключовим адаптерним білком, що опосередковує ефекти інсуліну та інсуліноподібних факторів росту (IGF) у клітинах. IRS-1 є одним із членів сімейства субстратів рецепторів інсуліну, також пов’язаний з ініціацією та прогресуванням пухлини. Досліджено рівень IRS-1 у крові пацієнтів (n = 81) із цукровим діабетом, серцево-судинними захворюваннями та COVID-19. Рівень IRS-1 визначали за допомогою імуноферментного аналізу (ELISA) (Elabscience, США). Вимірювання проводили при оптичній довжині хвилі 450 нм. Показано, що рівень IRS-1 у плазмі крові пацієнтів з COVID-19 був набагато (від 3,5 до більш ніж у 6 разів) вищим, ніж у крові здорових людей. Кількість IRS-1 у пацієнтів з COVID-19 і діабетом та діабетом і серцево-судинними захворюваннями вірогідно вища, ніж у пацієнтів з COVID-19 без супутніх захворювань. Рівень IRS-1 у плазмі крові може бути одним із перспективних маркерів COVID-19