Działanie insuliny i proinsulinowego peptydu C na metabolizm glukozy w kulturach pierwotnych kanalików nerkowych oraz komórkach Hepa 1-6

Pomimo licznych badań prowadzonych w celu wyjaśnienia fizjologicznej roli peptydu C, dotychczas nie było doniesień odnośnie działania peptydu C na metabolizm glukozy w nerkach i wątrobie. Dlatego też celem niniejszej pracy było: 1) zbadanie działania peptydu C (w porównaniu z insuliną) na syntezę glukozy i mleczanu w hodowli pierwotnej kanalików nerkowych królika, charakteryzujących się podobnym do człowieka rozmieszczeniem enzymów procesu glukoneogenezy oraz 2) określenie wpływu insuliny i peptydu C na syntezę glikogenu i mleczanu w komórkach Hepa 1-6, charakteryzujących się znaczną szybkością tego procesu. Wykazano, że peptyd C wnika do komórek kanalików nerkowych i lokalizuje się w jądrze komórkowym. Dodanie insuliny do pożywki hodowlanej nie wpływa na ten proces, a preinkubacja komórek z nieznakowanym peptydem C go hamuje. W przeciwieństwie do insuliny, która w stężeniu 100 nM hamuje syntezę glukozy w kanalikach nerkowych o około 20% oraz stymuluje syntezę mleczanu o około 20%, peptyd C nie wpływa na szybkość tych procesów. Wzmacnia jednak hamujące działanie insuliny na glukoneogenezę do około 40%. Efekt ten nie jest wynikiem zwiększenia biodostępności insuliny, ponieważ hormon ten występuje we wszystkich badanych warunkach doświadczalnych w formie monomerycznej. Na podstawie pomiarów wewnątrzkomórkowych metabolitów procesu glukoneogenezy bez i w obecności badanych peptydów można wnioskować, że insulina w obecności peptydu C szczególnie znacząco hamuje syntezę glukozy na skutek zmniejszenia aktywności izomerazy glukozo-6-fosforanowej (PGI) i/lub glukozo-6-fosfatazy (G6P-azy). Hamowanie aktywności PGI może być wynikiem: 1) zwiększenia wewnątrzkomórkowej zawartości fruktozo-1-fosforanu (F1P) i fruktozo-1,6-bisfosforanu (FBP), inhibitorów PGI, 2) zmniejszenia w obecności peptydu C stopnia fosforylacji białka PGI (we frakcji ufosforylowanych białek homogenatu komórek kanalików nerkowych), charakteryzującego się po fosforylacji zwiększoną aktywnością enzymu. Hamowanie aktywności G6P-azy w obecności insuliny i peptydu C jest prawdopodobnie wynikiem ograniczenia szybkości transportu glukozo-6-fosforanu (G6P) przez transporter G6P (G6PT) z cytoplazmy do światła siateczki śródplazmatycznej (ER), gdzie jest zlokalizowane centrum aktywne tego enzymu. W obecności glikowanej albuminy (BGA), która stymuluje syntezę glukozy w hodowlach kanalików nerkowych o maksymalnie 40%, peptyd C nie zwiększa indukowanej przez insulinę inhibicji tego procesu. Hamujące działanie insuliny w tych warunkach wynika prawdopodobnie ze zmniejszenia aktywności aldolazy. W komórkach linii Hepa 1-6 rosnących w warunkach normoglikemii (5,5 mM glukoza) lub hiperglikemii (25 mM glukoza), insulina zwiększa syntezę glikogenu około 2-krotnie, podczas gdy peptyd C zwiększa szybkość tego procesu o około 30% oraz wzmaga działanie insuliny jedynie w komórkach rosnących w warunkach hiperglikemii. Stymulujące działanie peptydu C na syntezę glikogenu może być wynikiem: 1) zwiększenia o około 30% aktywności glukokinazy (GK), prawdopodobnie na skutek zmniejszenia zawartości wewnątrzkomórkowego fruktozo-6-fosforanu (F6P), co może powodować uwolnienie enzymu z kompleksu białko regulatorowe (GKRP) - GK oraz 2) obniżenia wewnątrzkomórkowej zawartości G6P, inhibitora heksokinazy, przyczyniając się do zwiększonego wytwarzania G6P, wykorzystywanego następnie do produkcji G1P i w konsekwencji stymulacji syntezy glikogenu. Reasumując, wyniki przedstawione w niniejszej pracy wskazują po raz pierwszy, że zarówno w hodowlach pierwotnych komórek kanalików kory nerek, jak i w komórkach linii Hepa 1-6 rosnących w warunkach hiperglikemii proinsulinowy peptyd C wzmaga działanie insuliny odpowiednio na procesy glukoneogenezy i syntezy glikogenu.