Primer vasküler düz kas hücrelerinde hipergliseminin ve anjiyotensin II'nin metilglioksal ve glioksalaz 1 üzerine etkisi
The effects of hyperglycemia and angiotensin II on methylglyoxal and glyoxalase 1 in primary vascular smooth muscle cells
Yazar: MUSTAFA KIRÇA
Danışman: PROF. DR. AKIN YEŞİLKAYA
Akdeniz Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Tıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Anjiyotensin II = Angiotensin II ; Diabet komplikasyonları = Diabetes complications ; Diabetes mellitus = Diabetes mellitus ; Glioksalaz sistemi = Glyoxalase system ; Hiperglisemi = Hyperglycemia ; Hücreler = Cells ; Kardiyovasküler hastalıklar = Cardiovascular diseases ; Kas-düz-vasküler = Muscle-smooth-vascular ; Metilglioksal = Methylglyoxal

Özet:
Amaç: Ang II'nin, glikoliz yan ürünü olarak ortaya çıkan ve diyabetlilerde artmış düzeyleri gözlenen toksik metabolit metilglioksal (MGO) düzeyini artırabileceği ve MGO detoksifikasyonunu sağlayan Glioksalaz 1 (Glo1) enzimi ekspresyonunu baskılayabileceği öne sürülmüştür. Bu amaçla çalışmamızda vasküler düz kas hücreleri VDKH)'nde Ang II'nin düşük ve yüksek glukoz ortamında Glo1 aktivitesi ve ekspresyonu, GSH derişimi, MGO seviyesi, NF-κB p65 birimi ekspresyonu ve S536 fosforilasyonu ile birlikte Nrf2 ekspresyonu üzerine olan etkisi incelenmiştir. Ayrıca Ang II uyarımlı NF-κB, p38 ve ERK1/2 MAPK aktivasyonlarının Glo1 ekspresyon ve aktivitesine etkisi de incelenmiştir.
Yöntem: Sıçan aortasından izole edilen ve primer kültüre edilen VDKH kullanıldı. Ang II uygulanan (100 nM) hücreler düşük ve yüksek glukoz ortamında 48 saat inkübe edildikten sonra hücre lizatları elde edilerek bu lizatlarda ölçümler yapılmıştır.
Bulgular: Ang II'nin VDKH'nde düşük ve yüksek glukoz ortamında Glo1 aktivite ve ekspresyonunu baskılayarak MGO düzeyini artırdığı, telmisartan ve irbesartan uygulanmasının Ang II'nin etkilerini ortadan kaldırdığı belirlenmiştir. Ang II uyarımlı Glo1 ekspresyonundaki azalmada p38 MAPK ve NF-κB'nin rol aldığı saptandı. Yüksek glukozun MGO miktarını artırdığı, Glo1 ekspresyonunu p38 MAPK ve NF-κB aktivasyonu ile azalttığı belirlendi. Ayrıca düşük glukoz ortamında Ang II'nin ve tek başına yüksek glukozun Nrf2 konsantrasyonunu artırdığı ve bu artışta p38 ve ERK1/2 MAPK aktivasyonunun rol aldığı ortaya konmuştur.     
Sonuç: Düşük glukoz ortamında Ang, II Nrf2 seviyesini artırabilirse de p38 MAPK ve NF-κB aktivasyonu üzerinden Glo1 ekspresyonunu baskılayarak MGO miktarını artırabilir. MGO'nun hipertansiyon gelişimiyle alakalı RAS aktivasyonu yaptığı gösterilmiştir. Bu çalışma, RAS efektör peptidi Ang II'nin MGO konsantrasyonunu artırarak hiperglisemiye benzer bir etki ortaya çıkarabileceğini önermektedir.   
Anahtar Kelimeler: vdkh, ang II, glo1, mgo, nrf2

Abstract:
Objective: Ang II is suggested to enhance cellular MGO levels, a glycolysis by-product and elevated concentrations determined in diabetics, by suppressing MGO detoxifying Glo1 enzyme expression. For this purpose, effects of Ang II on Glo1 activity and expression, GSH concentration, MGO level, NF-κB p65 expression, and S536 phosphorylation in addition to Nrf2 expression levels were investigated under low and high glucose conditions in vascular smooth muscle cells (VSMCs). Moreover, impact of Ang II-induced NF-κB, p38 and ERK1/2 MAPK activations on Glo1 expression and activity were explored.
Method: VSMCs were isolated from rat aorta and primarily cultured. Ang II-treated cells (100 nM) were incubated 48 hours under low and high glucose media, and then measurements were done in obtained cell lysates.
Results: Ang II increased MGO levels by suppressing Glo1 activity and expression under low and high glucose media, while telmisartan and irbesartan treatment abolished Ang II's effects. It is likely that p38 MAPK and NF-κB pathways play role in Ang II-induced reduction in Glo1 expression. High glucose also elevated MGO levels and contributed to the attenuation of Glo1 expression via p38 MAPK and NF-κB pathways activation. Besides, Ang II in low glucose media and apart from it, high glucose elevates Nrf2 expression, p38 and ERK1/2 MAPK activations seem play a role in this elevation.
Conclusion: Though Ang II may induce Nrf2 elevation, in low glucose media it may decrease Glo1 expression through p38 MAPK and NF-κB activations, and raise MGO levels in this way. MGO is shown to upregulate RAS associated with hypertension. This study suggests that RAS effector peptide Ang II could display a hyperglycemia-like effect by enhancing MGO concentration.
Key words: vdkh, ang II, glo1, mgo, nrf2