Molekularna fizjologia dokomórkowego transportu glukozy - potencjalny obszar badań klinicznych dotyczących cukrzycy

The normalization of cellular glucose assimilation is the basic aim of metabolic therapy in type 2 diabetes mellitus (T2DM). It requires parallel changes in the process of cellular glucose transport (CGT). This review presents the pathophysiological and clinical outlines of CGT. Sequentially, the advances in the mechanisms and classification of CGT and their physiological and molecular base are described. The role of CGT pathogenetic significance in diabetes mellitus is stressed. Finally, the opinion is expressed that the CGT study is a potentially important approach to clinical interpretation of glucose metabolism disturbances and their pharmacotherapy. (Pol J Endocrinol 2010; 61 (3): 303-310)Podstawowym celem metabolicznego wyrównania cukrzycy typu 2 jest normalizacja komórkowego pobierania glukozy, która jest możliwa dzięki zmianom w procesie dokomórkowego transportu glukozy (CGT, cellular glucose transport). W opracowaniu przedstawiono zarys patofizjologicznych i klinicznych problemów dokomórkowego transportu glukozy. Kolejno opisano postępy badań dotyczących mechanizmów i rodzajów CGT, ich molekularną fizjologię oraz potencjalną rolę CGT w patogenezie cukrzycy. Wyrażono opinię, że badania CGT stanowią nowy, potencjalnie bardzo istotny sposób ujęcia zaburzeń metabolizmu glukozy oraz farmakoterapii. (Endokrynol Pol 2010; 61 (3): 303-310

Insulina jako główny regulator komórkowej utylizacji glukozy - etiologiczne aspekty insulinooporności

This review presents the advances in the molecular biology and the pathophysiology of insulin resistance with emphasis on disturbances in cellular glucose transport. New scientific information about the structure and function of glucotransporters from the GLUT4 and SLGT families underline their significance in endocrinopathies and metabolic disease pathogenesis as related to insulin resistance. The new discoveries in this area also contribute to a better understanding of the regulation of insulin receptor and post-receptor reactivity by hormones and by drugs. They refer to the regulation of glycaemia and to its disturbances in diabetes mellitus, particularly of type 2, to metabolic syndrome, and, in general, to the pathogenesis of many syndromes and clinical disturbances caused by insulin resistance. Impairment of cellular glucose transport may be one of the primary aetiological factors in this respect. Therefore, studies of cellular glucotransporters expression and function promise new clinical and pharmacotherapeutic developments. Progress in this area has already been transformed into many practical proposals which are improving clinical practice. (Pol J Endocrinol 2010; 61 (4): 388-394)W opracowaniu przedstawiono postępy biologii molekularnej oraz patofizjologię insulinooporności w aspekcie zaburzeń dokomórkowego transportu glukozy. Najnowsze doniesienia naukowe dotyczące struktury i funkcji transporterów glukozy z rodziny GLUT oraz SGLT podkreślają ich rolę w patogenezie insulinooporności prowadzącej do powstania endokrynopatii oraz chorób metabolicznych. Nowe odkrycia w tej dziedzinie przyczyniają się również do lepszego zrozumienia wielopoziomowego działania insuliny, a także patogenezy cukrzycy typu 2, zespołu metabolicznego oraz wielu schorzeń spowodowanych insulinoopornością. Upośledzenie dokomórkowego transportu glukozy może być jednym z podstawowych czynników etiologicznych insulinooporności. W związku z powyższym badania ekspresji i funkcji glukotransporterów zapowiadają nowe osiągnięcia kliniczne i farmakoterapeutyczne. Postęp w tym zakresie przyczynił się już do powstania wielu praktycznych rozwiązań, które poprawiają praktykę kliniczną. (Endokrynol Pol 2010; 61 (4): 388-394

Czy leczenie dietą i pochodną sulfonylomocznika wpływa na dokomórkowy transport glukozy u chorych na cukrzycę typu 2?

Introduction: The normalization of cellular glucose assimilation is the basic aim of therapy in diabetes mellitus. This process should be accompanied by a proportional increase of the cellular glucose transport (CGT). The level of CGT should react to therapy typically recommended in Type 2 diabetes mellitus (T2DM), composed of diet and sulfonylurea. In order to explore this clinically significant hypothesis, a clinical-experimental study was undertaken. Its aim was to determine the clinical pharmacotherapeutic significance of CGT measurements. Material and methods: CGT testing was performed on peripheral blood lymphocytes. CGT was assessed with 2-[3H(G)] glucose: before, and after the addition of sulfonylurea or sulfonylurea plus insulin to the incubation medium. Tests were performed at baseline in 28 persons with newly diagnosed, "therapeutically naive" T2DM and in 20 control subjects. In diabetic patients the tests for CGT were repeated after 3 months of routine diet and sulfonylurea therapy. In addition, the level of GLUT4 expression was assessed by flow cytometry before and after this therapy. Results: Before treatment, CGT was significantly decreased in all subjects with T2DM. Incubated in-vitro cells responded directly to the addition of sulfonylurea with a moderate increase of CGT. This response was augmented by the addition of insulin to sulfonylurea in the incubation medium. The monitored three-month routine, controlled therapy with diet and sulfonylurea resulted in a significant increase of CGT process in all types of incubation tests. Conclusions: The basal and reactive CGT is significantly decreased in lymphocytes of persons with T2DM before the introduction of therapy. Effective therapy with diet and sulfonylurea normalizes both types of CGT - basal and reactive. It is related to the near normalization of GLUT4 expression in the studied cells. This phenomenon may be used as a new marker for diabetes mellitus pharmacotherapy. (Pol J Endocrinol 2010; 61 (1): 75-81)Wstęp: Podstawowym celem w leczeniu cukrzycy jest normalizacja komórkowej asymilacji glukozy. Temu procesowi musi towarzyszyć proporcjonalne zwiększenie dokomórkowego transportu glukozy (CGT, cellular glucose transpor). Wielkość CGT powinna zmieniać się w odpowiedzi na leczenie cukrzycy typu 2, które obejmuje dietę i stosowanie pochodnych sulfonylomocznika. Aby zbadać tę istotną z klinicznego punktu widzenia hipotezę, przeprowadzono badanie kliniczno-doświadczalne. Miało ono na celu określenie znaczenia pomiarów CGT w ocenie skuteczności farmakoterapii. Materiał i metody: Dokomórkowy transport glukozy oceniono na podstawie poboru glukozy 2-[3H(G)] przez limfocyty krwi obwodowej badanych osób przed i po dodaniu do medium pochodnej sulfonylomocznika lub pochodnej sulfonylomocznika i insuliny. Pomiar przeprowadzono wyjściowo u 28 chorych z nowo rozpoznaną cukrzycą typu 2, niestosujących wcześniej żadnego leczenia, i u 20 zdrowych ochotników stanowiących grupę kontrolną. W grupie chorych na cukrzycę pomiar CGT powtórzono po 3 miesiącach stosowania diety i pochodnych sulfonylomocznika. Ponadto przed rozpoczęciem terapii i po jej zastosowaniu oceniono poziom ekspresji GLUT4 za pomocą cytometrii przepływowej. Wyniki: Przed leczeniem u wszystkich chorych na cukrzycę typu 2 CGT był istotnie zmniejszony. W komórkach inkubowanych in vitro bezpośrednią odpowiedzią na dodanie do medium pochodnej sulfonylomocznika był umiarkowany wzrost CGT. Odpowiedź ta była silniejsza, kiedy do inkubowanych komórek poza pochodną sulfonylomocznika dodano również insulinę. Po 3 miesiącach kontrolowanego leczenia dietą i pochodną sulfonylomocznika stwierdzono istotne zwiększenie CGT we wszystkich inkubowanych próbkach. Wnioski: Przed zastosowaniem terapii podstawowy i reaktywny CGT w limfocytach osób chorych na cukrzycę typu 2 był istotnie obniżony. Skuteczne leczenie dietą i pochodną sulfonylomocznika spowodowało normalizację CGT - zarówno podstawowego, jak i reaktywnego. Powyższe korzystne zmiany były następstwem znacznej poprawy ekspresji GLUT4 w badanych komórkach. To zjawisko może zostać wykorzystane jako nowy wskaźnik w ocenie farmakoterapii cukrzycy typu 2. (Endokrynol Pol 2010; 61 (1): 75-81

Cellular glucose transport disturbances in the pathogenesis and therapy of type 2 diabetes mellitus

Epidemia cukrzycy typu 2 na świecie wynika z dwóch głównych grup czynników przyczynowych. Jedną z nich jest wpływ czynników środowiskowych, opisywany również jako negatywny wpływ cywilizacji. Szacuje się, że około 30% całkowitej populacji na świecie ma genetyczną predyspozycję do ujawnienia objawów cukrzycy typu 2 pod wpływem czynników zewnętrznych. Zjawisko to jest związane z komórkową i narządową opornością na insulinę. Druga grupa czynników jest związana z dysfunkcją komórek β trzustki. W związku z powyższym badania etiologii insulinooporności mają znaczenie zarówno teoretyczne, jak i praktyczne. Mechanizmem, który prowadzi do wielu zaburzeń metabolicznych, a przede wszystkim do insulinooporności jest spadek dokomórkowego transportu glukozy. Z tego powodu dokomórkowy transport glukozy powinien być uważany jako potencjalny cel postępowania prewencyjnego i terapeutycznego. W opracowaniu przedstawiono postępy badań nad dokomórkowym transportem glukozy w aspekcie patofizjologii insulinooporności i cukrzycy typu 2. Najnowsze doniesienia naukowe podkreślają kluczową rolę dokomórkowego transportu glukozy jako celu prewencji i terapii cukrzycy typu 2. W artykule opisano obecny stan wiedzy na temat wpływu diety, wysiłku fizycznego oraz terapii farmakologicznej na dokomórkowy transport glukozy. (Endokrynol Pol 2010; 61 (3): 292-302)The current world epidemic of type 2 diabetes mellitus results from two general groups of causative factors. One is the influence of strong pathogenetic environmental pressures - also described as negative civilizational influence - on the very large subpopulation, assessed at 30% of the total world population, which is genetically predisposed to react to this external stress with the symptoms of type 2 diabetes mellitus. Such a pathogenetic reaction is based on the appearance of cellular and organ resistance to insulin. A second factor involves the beta cells of the pancreatic islets and their dysfunction. For these reasons, studies on the aetiology of insulin resistance have significance, both theoretical and practical. There are many biological deviations that can produce cellular insulin resistance and underutilization of glucose. The mechanism that is always present is the decrease of cellular glucose transport. For this reason, it should be approached as a potential target for preventive and therapeutic actions. These pathophysiological and clinical circumstances were the motivation for presenting a review of cellular glucose transport pathophysiology, which contributes to the aetiology of insulin resistance, cellular underutilization of glucose, and type 2 diabetes mellitus. They underline the significance of cellular glucose transport as a target for prevention and therapy of type 2 diabetes mellitus and other insulinresistant conditions. This review presents comments about the influence on cellular glucose transport of diet, physical exercise, and pharmacotherapeutic agents, based on the authors’ studies. The review could contribute to an innovative approach to the pathogenesis, prevention, and therapy of type 2 diabetes mellitus and other conditions related to insulin resistance. (Pol J Endocrinol 2010; 61 (3): 292-302

The Impact of the COVID-19 Pandemic on Households’ Energy Consumption: The case of Poland

Goal – the aim of the article is to investigate and assess the energy situation of Polish consumers aged 25–45 during the coronavirus pandemic. In particular we wish to find information concerning the response to the impact of a pandemic situation on consumer behavior in terms of energy consumption, possibilities and willingness to save energy and the ability to cover energy bills. Research methodology – the research was based on CAWI (Computer-Assisted Web Interview) methodology as a tool to assess the energy situation of respondents aged 25–45. Information on the surveyed population sample was obtained through the use of a research questionnaire filled with questions of mostly qualitative nature. Some of the questions were open-ended, which made it possible to delve into the actions and motivations taking place in households during the pandemic. The survey was conducted on a sample of 533 respondents, covering all of Poland. The study was conducted in the period October–November 2021. Score/results – the results of the study highlight the basic implications of respondents’ energy consumption in the consequence of the lockdown caused by the COVID-19 pandemic. Household energy consumption implications can be understood as temporary changes and some as long-term changes. Research results show various impacts on energy consumption in households, which were assessed in two areas: standard lifestyle and work at home. Originality/value – the analysis carried out in the paper allows assessing the relationship between the impact of the COVID-19 pandemic on the scale of electricity consumption in households. Research results can provide energy saving recommendations for consumers. In addition, the study shows aspects of social trends in household energy consumption in times of crisis such as a [email protected] of Economics in KatowiceAzhgaliyeva, D., Mishra R., Karymshakov K., 2021, Household Energy Consumption Behaviors During the COVID-19 Pandemic in Mongolia, ADBI Working Paper 1292. Tokyo, [on-line] https://www.adb.org/publications/household-ener gy-consumption-behaviors-during-covid-19-pandemic-mongolia [date of access: 15.06.2022].Bhagwati P., 2020, Identifying impacts of COVID-19 on the Indian power sector, [on-line] http://hdl.handle.net/1814/66755 [date of access: 15.06.2022].Bilal A., Irfan M., Salem S., Huzaifa Asif M., 2022, Energy Efficiency in the Post-COVID-19 Era: Exploring the Determinants of Energy-Saving Intentions and Behaviors, “Energy Research Section Sustainable Energy Systems and Policies”, DOI: 10.3389/fenrg.2021.824318.Brosemer K., Schelly C., Gagnon V., Arola K.L., Pearce J.M., Bessette D., Olabisi L.S., 2020, The energy crises revealed by COVID: intersections of Indi-geneity, inequity, and health, “Energy Research & Social Science”, Vol. 68, DOI: 10.1016/j.erss.2020.101661.Caetano N., Mata T., Martins A., Felgueiras M.C., 2017, New trends in energy production and utilization, “Energy Procedia”, Vol. 107, DOI: 10.1016/j.egypro.2016.12.12.Gillingham K.T., Knittel C.R., Li J., Ovaere M., Reguant M., 2020, The short-run and longrun effects of covid-19 on energy and the environment, “Joule”, Vol. 4, No. 7.IEA, 2020, Global Energy Review 2020. Global energy and CO2 emissions in 2020, International Energy Agency, Paris.India’s electricity use falls to lowest in 5 months due to lockdown, Reuters, 2020, 27 March, [on-line] https://energy.economictimes.indiatimes.com/news/power/indias-electricity-use-falls-to-lowest-in-5-months-dueto-lockdown/74846646 [date of access: 31.05.2022].Kuzemko C., Bradshaw M., Bridge G., Goldthau A. et al., 2020, COVID-19 and the politics of sustainable energy transitions, “Energy Research & Social Science”, Vol. 68, DOI: 10.1016/j.erss.2020.101685.Norouzi N., de Rubens G.Z., Choubanpishehzafar S., Enevoldsen P., 2020, When pandemics impact economies and climate change: exploring the im-pacts of COVID19 on oil and electricity demand in China, “Energy Research & Social Science”, Vol. 68, DOI: 10.1016/j.erss.2020.101654.Polskie Sieci Elektroenergetyczne, https://www.pse.pl/home [date of access: 31.05.2022].Qarnain S.S., Muthuvel S., Bathrinath S., 2020, Review on government action plans to reduce energy consumption in buildings amid COVID-19 pandemic outbreak, “Materials Today: Proceedings”, DOI: 10.1016/j.matpr.2020.04.723.Surahman U., Hartono D., Setyowati E., Jurizat A., 2022, Investigation on household energy consumption of urban residential buildings in major cities of Indonesia during COVID-19 pandemic, “Energy and Buildings”, Vol. 261, DOI: 10.1016/j.enbuild.2022.111956.Wang S., Lin S., Li J., 2018, Exploring the effects of non-cognitive and emotional factors on household electricity saving behavior, “Energy Policy”, Vol. 115, DOI: 10.1016/j.enpol.2018.01.012.671

Pathophysiology of the influence diabetes mellitus on the heart and vascular

Cukrzyca jest ważnym, niezależnym czynnikiem ryzyka chorób serca. U osób w średnim wieku chorych na cukrzycę ryzyko chorobowości i zgonu z przyczyn sercowo-naczyniowych jest takie samo jak u osób bez cukrzycy, które przebyły już zawał serca. Patofizjologiczny wpływ cukrzycy na czynność i strukturę serca wynika z: - zaburzeń metabolicznych w komórkach mięśnia sercowego; - mikroangiopatii serca; - neuropatii autonomicznego unerwienia serca; - zwiększenia częstości i nasilenia miażdżycy tętnic wieńcowych; - zwiększenia częstości nadciśnienia tętniczego. Do głównych mechanizmów powodujących uszkodzenie funkcji i struktury kardiomiocytów należą toksyczne działanie hiperglikemii i glikacja białek serca. Wywołany przez cukrzycę wzrost stężenia wolnych kwasów tłuszczowych i ciał ketonowych w osoczu powoduje znaczne zahamowanie wychwytu i utleniania glukozy oraz mleczanów, a także nasilenie wytwarzania energii na drodze β-oksydacji wolnych kwasów tłuszczowych. Zmniejsza się także ekspresja GLUT-1 i GLUT-4, a w konsekwencji zmniejsza się zdolność transportu glukozy do wnętrza kardiomiocytów. Hiperglikemia powoduje także wzrost stężenia wolnych rodników, uszkadzających funkcję zarówno białek kurczliwych mięśnia sercowego, jak i białek enzymatycznych. Zwiększona glikacja kolagenu jest przyczyną mechanicznej sztywności mięśnia sercowego i upośledzenia napełniania komór w rozkurczu. Cukrzyca powoduje także zwyrodnienie włośniczek serca (mikroangiopatię serca), które może wpływać na sprawność dostarczania tlenu i składników odżywczych do mięśnia sercowego. Odnerwienie serca, będące następstwem neuropatii autonomicznej, sprzyja powstawaniu kardiomopatii cukrzycowej, ponieważ zaburza regulację czynności biochemicznych i metabolicznych kardiomiocytów. Cukrzyca jest istotnym, niezależnym czynnikiem ryzyka choroby wieńcowej, powodując przyspieszony i nasilony rozwój miażdżycy tętnic wieńcowych. Hiperglikemia w istotny sposób łączy się z aterogenną dyslipidemią, endoteliopatią, nadkrzepliwością i upośledzeniem fibrynolizy, hiperurykemią i hiperhomocysteinemią. Częstość nadciśnienia tętniczego i jego powikłań u chorych na cukrzycę jest co najmniej 2-krotnie większa niż u osób bez cukrzycy. Naturalna historia choroby niedokrwiennej serca u osób z cukrzycą ulega przyspieszeniu. Szybciej dochodzi do wystąpienia pierwszych objawów niedokrwienia, zawału i niewydolności serca oraz zgonu. Nieme kliniczne zawały serca występują częściej niż u osób bez cukrzycy, a bezobjawowe incydenty martwicy wiążą się z większą śmiertelnością niż zawały serca przebiegające z bólem. U chorych na cukrzycę rokowanie jest 2–3-krotnie gorsze w stosunku do osób z populacji ogólnej.Diabetes mellitus acts as an independent risk factor for cardiovascular system. Middle-aged persons with diabetes mellitus present the same risk of morbidity and death due to ischemic heart disease (IHD) as persons without diabetes mellitus but with past history of myocardial infarction. Pathophysiology of the influence of diabetes mellitus on the function and structure of heart and vessels is mainly composed of the following disturbances: - intracellural metabolic disturbances in cardiomyocites; - microangiopathy of the heart; - autonomic neuropathy; - increased frequency and intensity of the coronary atherosclerosis; - increased morbidity due to arterial hypertension. The function and structure of the cardiomyocytes is primarly damaged by toxic effect of hyperglycemia and glycation of heart proteins as induced by the presence of diabetes mellitus. The increased concentration and metabolic turnover of fatty acids inhibits the uptake and oxidation of glucose and lactate by the heart. The proportion of energy for the heart action comes from the increased oxidation of fatty acids. The expression of GLUT-1 and GLUT-4 and, respectively, of cellular transportation of glucose is decreased. Angiopathic abnormalities in heart circulation limits adaptation to ischemia. The same results from autonomic neuropatyhy. Related to hyperglycemia oxidative stress impairs the function of the contractile proteins of the heart as well as of several infracellular enzymes. The proteins of the matrix of the heart are glycated, their proportion increases. It causes the diastolic cardiac insufficiency. Autonomic neuropathy of the heart also impairs metabolic and hemodynamic properties of the cardiomiocytes. Chronic hyperglycemia, in a very substantial way, is associated with atherogenic dislipidemia, endotheliopathy, hemostatic disorders, hyperuricemia, hyperhomocysteinemia etc. Coexistence of arterial hypertension in diabetes persons creates special, pathological demands for heart function. The natural history of the IHD in the diabetic persons is therefore accelerated with faster and more severe of manifestation of heart ischemia, myocardial infarction, heart failure and cardiac death. Quite often this history is complicated by silent myocardial infarction connected with higher mortality. The general prognosis of the IHD in diabetic persons is still 2–3 times worse in the comparison with general population. It creates special challenge for contemporary diabetology and cardiology

Badania transportu glukozy i jego insulinozależnej regulacji w ludzkich limfocytach krwi obwodowej

Introduction: We investigated the effects of insulin on glucose transport in human peripheral lymphocytes using flow cytometry. We hypothesized that lymphocytes could be used as tools to study insulin action at the cellular level and facilitate the investigation of mechanisms that lead to insulin resistance. Material and methods: Blood was withdrawn from 25 healthy subjects. The expression of glucose transporter (GLUT) isoforms in plasma membrane and the rates of glucose transport were determined with and without insulin (10 to 100 mU/L). Anti-CD3 phycoerythrin monoclonal antibody was used for lymphocyte gating. GLUT1, GLUT3, and GLUT4 isoforms were determined after staining cells with specific monoclonal antibodies to GLUT1, 3, and 4. Glucose transport was monitored with deoxy-D-glucose, 2-[3H(G)] - 185&#8211;370 GBq. Results: Insulin increased the uptake of deoxy-D-glucose and the expression of GLUT1, GLUT3, and GLUT4 isoforms in the plasma membrane. The optimal effects were always reached at 50 mU/L of insulin with the increase in GLUT1, 3, and 4 expression of 12%, 44%, and 38%, respectively. Mean baseline values of deoxy-D-glucose uptake were 3409 ccpm at 15 min., 6587 ccpm at 30 min., and 12525 ccpm at 60 min. of investigation. The maximal uptake in insulin-stimulated conditions was reached with 50 mU/L of insulin and went up to 12450 ccpm at 15 min., 37482 ccpm at 30 min., and 37916 ccpm at 60 min. of investigation (p < 0.01). Conclusions: Peripheral blood lymphocytes may become an interesting model system to study the effects of insulin on cellular glucose transport. Flow cytometry is suitable for this investigation and may be used as a method to estimate the influence of insulin on GLUTprotein translocation and the dynamics of glucose uptake by lymphocytes. (Pol J Endocrinol 2010; 61 (2): 182-187)Wstęp: Celem pracy było zbadanie możliwości wykorzystania techniki cytometrii przepływowej do oceny wpływu insuliny na dokomórkowy transport glukozy w limfocytach krwi obwodowej człowieka. Celem badania było również potwierdzenie hipotezy, że limfocyty mogą stanowić interesujący model badawczy do oceny komórkowej aktywności insuliny ułatwiający wykrycie mechanizmu prowadzącego do insulinooporności. Materiał i metody: Krew do badań pobierano na czczo na heparynę od 25 zdrowych ochotników, dotychczas nie leczonych farmakologicznie. Ekspresję izoform transporterów glukozy (GLUT) w błonie komórkowej oraz tempo transportu glukozy oznaczono bez i w obecności insuliny (od 10 do 100 mj./l). W celu oznaczenia obecności limfocytów wykorzystano przeciwciała barwione fikoerytryną anty-CD3. Obecność izoform GLUT ustalono dzięki zastosowaniu przeciwciał monoklonalnych (MoAb) anty: GLUT1, GLUT3 oraz GLUT4. Transport glukozy monitorowano z użyciem deoksy-D-glukozy, 2-[3H(G)] - 185-370 GBq. Wyniki: Insulina spowodowała wzrost wychwytu zarówno deoksy-D-glukozy, jak i ekspresji izoform GLUT1, GLUT3 i GLUT4 w błonie komórkowej. Optymalny efekt reakcji osiągnięto przy stężeniu insuliny 50 mj./l, uzyskując wzrost ekspresji GLUT1, 3 i 4 odpowiednio o 12%, 44% oraz 38%. Ilość pobranej deoksy-D-glukozy w warunkach podstawowych wynosiła średnio 3409 ccpm w 15 min, 6587 ccpm w 30 min oraz 12 525 ccpm w 60 min badania. Przy zastosowanej dawce insuliny 50 mj./l uzyskano maksymalne wartości średnie: 12 450 ccpm w 15 min, 37 482 ccpm w 30 min oraz 37 916 ccpm w 60 min badania (p < 0,01). Wnioski: Limfocyty krwi obwodowej mogą stanowić interesujący model doświadczalny badań wpływu insuliny na transport glukozy. Cytometria przepływowa jest cenną metodą pozwalającą na oszacowanie wpływu insuliny na translokację białek GLUT w błonie komórkowej i wzrost tempa wychwytu glukozy przez limfocyty. (Endokrynol Pol 2010; 61 (2): 182-187

The expression of particular glucose transporters and insulin resistance indicators in the risk groups of type 2 diabetes &#8212; a two-year follow-up

Introduction: The proper expression of particular glucotransporter (GLUT) isoforms determines a sufficient supply of glucose to tissues. The impairment of cellular glucose transport observed in insulin resistance leads to glucose metabolism disturbances. The aim of this study was the estimation of insulin resistance indicators and the quantitative expression of GLUT-1, GLUT-3 and GLUT-4 on peripheral blood lymphocytes in prediabetic subjects and persons with a positive family history of type 2 diabetes during 24 months of observation. Material and methods: The study included 25 prediabetic subjects (according to WHO criteria) and 24 normoglycaemic individuals with a positive family history of type 2 diabetes. Twenty three healthy subjects with no family history of type 2 diabetes, matched with BMI, served as a control group. All participants were recommended to perform physical activity for at least 140 minutes per week and to maintain a low calorie diet. The peripheral blood lymphocytes demonstrating expression of GLUT-1, GLUT-3 and GLUT-4 were labelled with the use of indirect immunofluorescence. The expression of GLUT isoforms was investigated by flow cytometry. Cells were stained by using anti-human GLUT antibodies and FITC-conjugated immunoglobulin. Flow cytometry was performed using a FACS Calibur (Becton-Dickinson). Additionally, we determined: fasting plasma glucose (FPG), insulin and C peptide concentrations, HOMA-IR, BMI and WHR. All the tests were performed at baseline, and after 12 and 24 months. Results: At baseline, prediabetics and subjects with a positive family history of type 2 diabetes were characterised by a much higher expression of GLUT-4 compared to control subjects. Twenty four months of lifestyle modification resulted in significant lowering of the expression of GLUT-4 on the surface of PBL in both studied groups, with no differences in the expression of GLUT-1 or GLUT-3. Both prediabetic subjects and individuals with a positive family history of type 2 diabetes revealed no significant differences in determined insulin resistance markers after 24 months of the observation compared to the baseline values. Conclusions: The estimation of typical GLUT isoforms present on the peripheral blood lymphocytes, as well as the evaluation of insulin resistance indicators, are obviously insufficient for monitoring the metabolic disorders progression in the risk groups of type 2 diabetes. The decrease in GLUT-4 lymphocyte expression may reflect a positive influence of lifestyle modification on a tissue redistribution of this crucial insulin-dependent glucotransporter. The determination of GLUT-4 on the surface of peripheral blood lymphocytes can be a useful tool for the evaluation of the efficacy of therapeutic actions in subjects at high risk of type 2 diabetesWstęp: Właściwa ekspresja poszczególnych izoform glukotransporterów (GLUT) warunkuje odpowiednie zaopatrzenie tkanek w glukozę. Upośledzenie dokomórkowego transportu glukozy obserwowane w warunkach insulinooporności prowadzi do zaburzeń metabolizmu glukozy. Celem badania była ocena wskaźników insulinooporności oraz ilościowej ekspresji GLUT-1, GLUT-3 i GLUT-4 na limfocytach krwi obwodowej osób ze stanem przedcukrzycowym oraz osób z dodatnim wywiadem rodzinnym w kierunku cukrzycy typu 2 w trakcie 24-miesięcznej obserwacji. Materiał i metody: Do badania włączono 25 osób ze stanem przedcukrzycowym (wg kryteriów WHO) i 24 osoby z normoglikemią z dodatnim wywiadem rodzinnym w kierunku cukrzycy typu 2. Grupę kontrolną stanowiły 23 zdrowe osoby bez wywiadu rodzinnego w kierunku cukrzycy, dobrane pod względem BMI. Wszystkim uczestnikom badania zalecono zwiększenie aktywności fizycznej do co najmniej 140 min tygodniowo oraz stosowanie diety niskokalorycznej. Do znakowania limfocytów krwi obwodowej wykazujących ekspresję GLUT-1, GLUT-3 i GLUT-4 użyto techniki immunofluorescencji pośredniej z wykorzystaniem swoistych przeciwciał anty-ludzkich GLUT oraz immunoglobulin sprzężonych z FITC. Ekspresję poszczególnych izoform GLUT oznaczano za pomocą cytometrii przepływowej przy użyciu cytometru FACS Calibur (Becton-Dickinson) Dodatkowo oznaczano glikemię na czczo, stężenie insuliny i C-peptydu na czczo, wskaźniki HOMA-IR, BMI oraz WHR. Wszystkie oznaczenia były wykonywane wyjściowo, po 12 i po 24 miesiącach obserwacji. Wyniki: W chwili rozpoczęcia badania osoby ze stanem przedcukrzycowym oraz osoby z dodatnim wywiadem rodzinnym w kierunku cukrzycy typu 2 charakteryzowały się znacznie wyższą ekspresją GLUT-4 w porównaniu z grupą kontrolną. W czasie 24 miesięcy od wdrożenia modyfikacji stylu życia zaobserwowano istotny spadek ekspresji GLUT-4 na limfocytach krwi obwodowej w obu badanych grupach ryzyka, przy braku różnic w ekspresji GLUT-1 i GLUT-3. Zarówno w grupie osób ze stanem przedcukrzycowym, jak i wśród osób z dodatnim wywiadem rodzinnym w kierunku cukrzycy typu 2 po 24 miesiącach nie stwierdzono istotnych statystycznie różnic w zakresie badanych wskaźników insulinopoorności w porównaniu z wartościami wyjściowymi. Wnioski: Ani oznaczanie typowych dla limfocytów krwi obwodowej izoform GLUT, ani ocena wskaźników insulinooporności są niewystarczające do monitorowania progresji zaburzeń metabolicznych w grupach ryzyka cukrzycy typu 2. Spadek ekspresji GLUT-4 na limfocytach jest prawdopodobnie odzwierciedleniem pozytywnego wpływu modyfikacji stylu życia na tkankową redystrybucję tego kluczowego insulinozależnego transportera glukozy. Oznaczanie GLUT-4 na limfocytach krwi obwodowej może być wartościowym narzędziem do oceny skuteczności interwencji terapeutycznych w grupach ryzyka cukrzycy typu 2

Prescription drug forms with midazolam.

Midazolam jest pochodną benzodiazepiny, o krótkim biologicznym okresie półtrwania, stosowanym w pediatrii do sedacji przed znieczuleniem oraz w stomatologii. Dostępny jest w postaci tabletek oraz preparatów do wstrzykiwań. W terapii pediatrycznej zalecane jest podanie płynnej doustnej postaci leku, z uwagi na trudności w połykaniu tabletek. Ze względu na brak substancji pro receptura proponowane jest sporządzanie leku recepturowego z preparatu do wstrzykiwań z zastosowaniem m.in. syropu prostego, bazy Syrspend® SF pH 4, HPMC jako substancji pomocniczych.Midazolam is a benzodiazepine derivative. It is characterized by a short half-life. It has a strong sedative, anxiolytic and hypnotic effect. It also acts as an anticonvulsant and relaxes skeletal muscles. Due to the short half-life and quick onset of action it is used in pediatrics for sedation before anesthesia and in dentistry. The literature provides indications for midazolam in the range of 0.2 to 1 mg/kg body weight. In pediatric therapy, the oral dose should not be higher than 0.75 mg/kg. When a dose of 0.25 mg/kg is used, the risk of side effects is low, while when the maximum dose is exceeded, respiratory depression and respiratory arrest may occur. Midazolam is metabolized by the cytochrome P450 3A4 in the intestines and the liver. Inhibition of the activity of CYP450 3A4, e.g. by grapefruit juice, causes a reduced absorption of the drug in the intestines and its delayed action, as well as a reduction in the first-pass effect, which increases the concentration of midazolam in the blood. Midazolam is a weak acid with a pKa of 6,2 in water. At physiological pH midazolam is an active form, hydrophobic drug, having a weak solubility in water. Due to its lipophilic nature, it is quickly absorbed from the gastrointestinal tract and penetrates the central nervous system. It has a short effect. Injection solutions contain midazolam as hydrochloride. The solubility of midazolam hydrochloride is pH dependent and increases with decreasing value. The stability of midazolam in the pH range from 3 to 3.6 was determined. Midazolam can be administered: parenterally, orally, rectally, sublingually, nasally, and also by inhalation. There were no significant differences in bioavailability by route of administration. It is available as injection and tablets. The oral liquid form is recommended for children because of the difficulty in swallowing tablets. In absence of commercially prepared midazolam syrup Versed® or oral solution Ozalin® in some countries, injection formulation of midazolam are used for oral administration. Intravenous formulation exhibit strong bitter taste, in order to improve the acceptance by children Syrup BP, Syrspend® SF pH 4, Ora-Sweet®, citrus juices except grapefruit juice, HPMC are proposed as excipients to prepare a prescription drug forms from injection