[Oxidative damage of the vascular endothelium in type 2 diabetes - the role of mitochondria and NAD(P)H oxidase]

Postepy Biochem. 2016;62(2):116-126.
[Article in Polish]

Abstract

Endothelial dysfunction is one of the major diabetic complications causing morbidity and mortality of large number of patients. Oxidative stress is key factor in the development and progression of such pathological changes. Hyperglycaemia and/or hyperlipidaemia accompanying diabetes, cause increased production of reactive oxygen species in parallel with significantly reduced antioxidative defence. The vascular endothelium is not only passive lining of the vessels but also highly metabolically active tissue. It produces and secretes a number of factors responsible for the maintenance of vascular homeostasis. Oxidative stress leads to changes in vascular tone, which mainly involves the reduction of NO bioavailability. There are several ROS generating mechanisms, however it seems that the mitochondrial respiratory chain and NAD(P)H oxidase play a most significant role in endothelium. The endothelial dysfunction in diabetes, the importance of mitochondria and NAD(P)H oxidase in the development of pathological changes would be discussed below.

W przebiegu cukrzycy różnego typu nieprawidłowe funkcjonowanie (dysfunkcja) śródbłonka naczyniowego odgrywa decydującą rolę w rozwoju poważnych powikłań. Uważa się, że u podłoża zmian patologicznych leży stres oksydacyjny. Potwierdzono, że w warunkach hiperglikemii i/lub hiperlipidemii dochodzi do zwiększenia wytwarzania reaktywnych form tlenu równolegle ze znacząco obniżoną wydolnością systemów antyoksydacyjnych. Śródbłonek naczyniowy nie jest tylko bierną wyściółką naczyń. Ta niezwykle aktywna metabolicznie tkanka wytwarza i wydziela szereg aktywnych biologicznie czynników odpowiedzialnych za utrzymanie homeostazy naczyń, a tym samym oddziałuje na stan całego organizmu. Stres oksydacyjny prowadzi do zaburzenia funkcji śródbłonka związanych z napięciem naczyń krwionośnych, co głównie wiąże się z ograniczeniem dostępności NO. W śródbłonku naczyniowym, podobnie jak w innych typach komórek, istnieje szereg mechanizmów wytwarzających RFT. Wydaje się jednak, że mitochondrialny łańcuch oddechowy oraz oksydaza NAD(P)H odgrywają najbardziej znaczącą rolę. W dalszych rozdziałach tej pracy omówiono zaburzenia funkcji śródbłonka w cukrzycy oraz znaczenie mitochondriów i oksydazy NAD(P)H w rozwoju dysfunkcji tej tkanki.

Keywords: NAD(P)H oxidase; diabetes; endothelium; mitochondria; oxidative stress; reactive oxygen species.

Publication types

  • Review

MeSH terms

  • Animals
  • DNA Damage*
  • Diabetes Mellitus, Type 2 / enzymology
  • Diabetes Mellitus, Type 2 / genetics
  • Diabetes Mellitus, Type 2 / metabolism*
  • Diabetes Mellitus, Type 2 / physiopathology
  • Endothelium, Vascular / metabolism*
  • Humans
  • Hyperglycemia
  • Hyperlipidemias
  • Mitochondria / metabolism*
  • NADPH Oxidases / metabolism*
  • Oxidative Stress

Substances

  • NADPH Oxidases