Endogenous sodium pump inhibitors: common pathogenetic mechanisms of impaired glucose tolerance and preeclampsia

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Aim. Study of the influence of sodium chloride overconsumption by pregnant rats with induced diabetes mellitus on the synthesis of marinobufagenin and Na/K-ATPase activity. Methods. The study was performed on 72 female Sprague Dawley rats. Type 2 diabetes mellitus was induced by administration of 65 mg/kg streptozotocin on day 4 after birth. Increased intake of salt was achieved by replacement of drinking water with 1.8% sodium chloride solution on days 12 to 19 of pregnancy. Results. In intact rats, pregnancy was associated with a two-fold increase of marinobufagenin level in the blood and mild impairment of glucose tolerance. Pregnant rats with induced diabetes mellitus apart from fetal macrosomia exhibited greater impairment of glucose tolerance and higher levels of marinobufagenin compared to those in intact pregnant animals. Compared to healthy pregnant rats, salt supplementation for laboratory animals with diabetes was associated with an increase in systolic blood pressure, decreased fetal and placental weight, five-fold elevation of marinobufagenin excretion, and in 42% - with inhibition of Na/K-ATPase activity in erythrocytes. In nonpregnant rats, pre-treatment with anti-marinobufagenin antibodies produced an exaggerated increase of blood levels of glucose and insulin in oral glucose tolerance test. Conclusion. Marinobufagenin is an important factor of pathogenesis of both preeclampsia and diabetes mellitus, and regulation of glucose tolerance may be one of the physiological functions of endogenous cardiotonic steroids.

About the authors

V A Reznik

Saint Petersburg State Pediatric Medical Academy

Email: tapnatalia@yandex.ru
Saint Petersburg, Russia

O V Fedorova

National Institute of Aging, National Institute of Health

Email: tapnatalia@yandex.ru
Baltimore, USA

N I Tapil’skaya

Saint Petersburg State Pediatric Medical Academy

Email: tapnatalia@yandex.ru
Saint Petersburg, Russia

A Ya Bagrov

National Institute of Aging, National Institute of Health; I.M. Sechenov Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry

Email: tapnatalia@yandex.ru
Baltimore, USA; Saint Petersburg, Russia

References

  1. Yogev Y., Xenakis E.M.J., Langer O. The association between preeclampsia and the severity of gestational diabetes: the impact of glycemic control. Am. J. Obstet. Gynecol. 2004; 191 (5): 1655-1660. doi: 10.1016/j.ajog.2004.03.074.
  2. Pisaneschi S., Boldrini A., Genazzani A.R. et al. Feto-placental vascular dysfunction as a prenatal determinant of adult cardiovascular disease. Intern. Emerg. Med. 2013; 8 (Suppl. 1): S41-S45. doi: 10.1007/s11739-013-0925-y.
  3. Martinka E., Galajada P., Ochodnicky M. et al. Endogenous digoxin-like immunoreactivity and diabetes mellitus: facts and hypotheses. Med. Hypotheses. 1997; 49: 271-275. doi: 10.1016/S0306-9877(97)90212-7.
  4. Fedorova O.V., Tapilskaya N.I., Bzhelyansky A.M. et al. Interaction of Digibind with endogenous cardiotonic steroids from preeclamptic placentae. J. Hypertens. 2010; 28 (2): 361-366. doi: 10.1097/HJH.0b013e328333226c.
  5. Iannello S., Milazzo P., Belfiore F. Animal and human tissue Na,K-ATPaseom normal and insulin-resistant states; regulation, behavious and interpretative hypothesis on NEFA effects. Obes. Rev. 2007; 8: 231-251. doi: 10.1111/j.1467-789X.2006.00276.x.
  6. Schoner W., Scheiner-Bobis G. Endogenous and exogenous cardiac glycosides: their roles in hypertension, salt metabolism, and cell growth. Am. J. Physiol. Cell Physiol. 2007; 293 (2): C509-C536. doi: 10.1152/ajpcell.00098.2007.
  7. Fedorova V.O., Kolodkin O.V., Agalakova N.I. et al. Antibody to marinobufagenin lowers blood pressure in pregnant rats on a high NaCl intake. J. Hypertens. 2008; 26 (12): 2414-2425. doi: 10.1097/HJH.0b013e328312c86a.
  8. Fedorova O.V., Talan M.I., Agalakova N.I. et al. An endogenous ligand of α1-sodium pump, marinobufagenin, is a novel mediator of sodium chloride dependent hypertension. Circulation. 2002; 105 (9): 1122-1127. doi: 10.1161/hc0902.104710.
  9. Averina I.V., Tapilskaya N.I., Reznik V.A. et al. Endogenous Na/K-ATPase inhibitors in patients with preeclampsia. Cell. Mol. Biol. (Noisy-le-grand, France.) 2006; 52 (8): 19-23. PMID: 17535731.
  10. Frizzell N., Lima M., Baynes J.W. Succination of proteins in diabetes. Free Radic. Res. 2011; 45 (1): 101-109. doi: 10.3109/10715762.2010.524643.
  11. Pawlak D.B., Kushner J.A., Ludwig D.S. Effects of dietary glycaemic index on adiposity, glucose homoeostasis, and plasma lipids in animals. Lancet. 2004; 364 (9436): 778-785. doi: 10.1016/S0140-6736(04)16937-7.
  12. LaMarca H.L., Morris C.A., Pettit G.R. et al. Marinobufagenin impairs first trimester cytotrophoblast differentiation. Placenta. 2006; 27 (9-10): 984-988. doi: 10.1016/j.placenta.2005.12.004.
  13. Kennedy D.J., Vetteth S., Periyasamy S.M. et al. Central role for the cardiotonic steroid, marinobufagenin, in the pathogenesis of experimental uremic cardiomyopathy. Hypertension. 2006; 47 (3): 488-495. doi: 10.1161/01.HYP.0000202594.82271.92.
  14. Kurosawa M., Tani Y., Nishimura S. et al. Distinct PKC isozymes regulate bufalin-induced differentiation and apoptosis in human monocytic cells. Am. J. Physiol. Cell Physiol. 2001; 280 (3): C459-С464. PMID: 11171564.
  15. Ishihara G., Hiramatsu Y., Masuyama H., Kudo T. Streptozotocininduced diabetic pregnant rats exhibit signs and symptoms mimicking preeclampsia. Metabolism. 2000; 49 (7): 853-857. doi: 10.1053/meta.2000.6750.
  16. Fedorova O.V., Anderson D.E., Lakatta E.G., Bagrov A.Y. Interaction of NaCl and behavioral stress on endogenous sodium pump ligands in rats. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 2001; 281 (1): R352-R358. PMID: 11404312.
  17. Melander O., Groop L., Hulthen U.L. Effect of salt on insulin sensitivity differs according to gender and degree of salt sensitivity. Hypertension. 2000; 35: 827-831. doi: 10.1161/01.HYP.35.3.827.
  18. Schoner W. Endogenous cardiac glycosides, a new class of steroid hormones. Eur. J. Biochem. 2002; 269 (10): 2440-2448. doi: 10.1046/j.1432-1033.2002.02911.x.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

© 2017 Reznik V.A., Fedorova O.V., Tapil’skaya N.I., Bagrov A.Y.

Creative Commons License

This work is licensed
under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.




Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».