Modulation of Insulin Sensitivity of Hepatocytes by the Pharmacological Downregulation of Phospholipase D

Abstract

Background. The role of phospholipase D (PLD) as a positive modulator of glucose uptake activation by insulin in muscle and adipose cells has been demonstrated. The role of PLD in the regulation of glucose metabolism by insulin in the primary hepatocytes has been determined in this study. Methods. For this purpose, we studied effects of inhibitors of PLD on glucose uptake and glycogen synthesis stimulation by insulin. To determine the PLD activity, the method based on determination of products of transphosphatidylation reaction, phosphatidylethanol or phosphatidylbutanol, was used. Results. Inhibition of PLD by a general antagonist (1-butanol) or specific inhibitor, halopemide, or N-hexanoylsphingosine, or by cellular ceramides accumulated in doxorubicin-treated hepatocytes decreased insulin-stimulated glucose metabolism. Doxorubicin-induced hepatocytes resistance to insulin action could be abolished by inhibition of ceramide production. Halopemide could nullify this effect. Addition of propranolol, as well as inhibitors of phosphatidylinositol 3-kinase (PI3-kinase) (wortmannin, LY294002) or suppressors of Akt phosphorylation/activity, luteolin-7-O-glucoside or apigenin-7-O-glucoside, to the culture media could block cell response to insulin action. Conclusion. PLD plays an important role in the insulin signaling in the hepatocytes. PLD is activated downstream of PI3-kinase and Akt and is highly sensitive to ceramide content in the liver cells.

The role and regulation of phospholipase d in brain insulin signaling pathway

“…У гепатоцитах ФЛД регулюється фосфатидилінозит-3-кіназою (ФІ3-кіназою) і Akt/протеїнкіназою В [11]. Блокування інсулінзалежної ФЛД за до-помогою специфічних інгібіторів супро-воджується пригніченням процесів погли-нання та накопичення глюкози.…”

“…Так, активація інсуліном ФЛД і процесів поглинання глюкози і синтезу глікогену пригнічується екзогенним С6-це-рамідом і ендогенними церамідами, нако-пичення яких індукується фармакологічним препаратом доксорубіцином. Чутливість гепатоцитів відновлюється за допомогою різних специфічних інгібіторів синтезу сфінголіпідів і сфінгомієліназ, які знижують вміст церамідів у клітинах печінки [11].…”

“…Активність ФЛД у неокортексі щурів визначали за утворенням фосфатидилетанолу (ФЕТ), фосфоліпіду, який утворюється винятково ФЛД через трансфосфатидилю-вання за наявності 50-300 ммоль/л етанолу [11,13]. ФЕТ, на відміну від фосфатидної кислоти, метаболізується дуже повільно і з огляду на це є індикатором активації ФЛД в стимульованих клітинах.…”

“…Раніше в нашій лабораторії було показано, що він індукує активацію ФЛД, а також стимулює поглинання глюкози в корі головного мозку 3-місячних щурів [11,17]. Однак роль ФЛД у регуляції інсуліном поглинання глюкози в корі головного мозку залишається не цілком зрозумілою.…”

“…Однак роль ФЛД у регуляції інсуліном поглинання глюкози в корі головного мозку залишається не цілком зрозумілою. У кліти-нах печінки ФЛД, що індукується інсуліном, контролюється ФІ3-кіназою [11].…”