Kinaza dehydrogenazy pirogronianowej

Kinaza dehydrogenazy pirogronianowej – kluczowy enzym, pozwalający zrozumieć CFS, schorzenia wielonarządowe oraz nowotwory

Kompleks dehydrogenazy pirogronianowej (PDH) kontroluje równowagę pomiędzy utlenianiem glukozy oraz oksydacją kwasów tłuszczowych. Aktywność tego kompleksu enzymatycznego regulowana jest na drodze fosforylacji oraz defosforylacji. Odkładanie fosforanów odbywa się natomiast dzięki innym enzymom – kinazom PDH. Obecnie znane są cztery formy izoformiczne tego enzymu: 1, 2, 3 oraz 4. Przy ich udziale zahamowaniu ulega przyłączenie pirogronianu do acetylo – CoA a tym samym włączenie go do cyklu kwasu cytrynowego, przez co węglowodany nie mogą być już dalej wykorzystywane do syntezy ATP na drodze mitochondrialnego procesu oksydacji. Jednocześnie aminokwasy oraz kwasy tłuszczowe niezależnie od ewentualnego istnienia blokady mogą swobodnie ulegać włączeniu do przebiegu cyklu cytrynianowego – również przy pomocy acetylo – koenzymu A.

Oddzielenie grupy fosforanowej odbywa się za pośrednictwem fosfataz, które aktywują z kolei oksydację pirogronianu. Proces ten odbywa się poprzez oddzielenie od cząsteczki pirogronianu wodoru i syntezę acetylo-CoA.

Fosforylacja zachodzi w obrębie reszt serynowych podjednostki E1α, należącej do kompleksu PDH. Dziewięćdziesiąt procent zahamowania aktywności wspomnianego kompleksu enzymatycznego odbywa się przy udziale kinazy PDH 1 oraz kinazy PDH 3.

Enzym PDH – K1 występuje głównie w mózgu oraz tkance nerwowej, podczas gdy izomorficzna forma 4 lokalizuje się przeważnie w mięśniach, w tym mięśniu sercowym. Ponieważ komórki nerwowe metabolizują wyłącznie glukozę, homeostaza glukozy ma kluczowe znaczenie zarówno dla neuronów jak i komórek gleju [19]. Niedobór glukozy ogranicza naszą sprawność umysłowo – poznawczą i w długim okresie prowadzi do neuropatii bądź encefalopatii.

Zahamowanie aktywności PDH skutkuje tak zwanym switchem czyli przestawieniem się organizmu z zachodzącej w mitochondriach oksydacji glukozy na odbywającą się w cytoplazmie glikolizę (efekt Warburga).

Blokada metabolizmu pirogronianu nasila syntezę mleczanu oraz aktywuje kinazę pirogronianowa M2 (PK M2). Dzięki niej energię pozyskują dla siebie erytrocyty oraz komórki macierzyste krwi [45]. Wysoki poziom aktywności kinazy pirogronianowej (PK M2) sygnalizuje zatem zahamowanie mitochondrialnego utleniania glukozy, czego nie można jeszcze porównać bezpośrednio z rakiem, mimo, iż proces ten wskazuje wyraźnie na wzrost ryzyka wystąpienia choroby nowotworowej. PK M2 stymuluje przyłączanie się czynnika indukowanego hipoksją (HIF1α) do genu docelowego [13]. Wysoki poziom aktywności HIF1α nasila syntezę NO i pobudza enzymy kinazy dehydrogenazy pirogronianowej.

W przypadku komórek rakowych istotną rolę odgrywa fosforylacja obecnej w PDH – K1 tyrozyny. Reakcja ta nasila aktywność PDH – K1. Kancerogenne kinazy tyrozyny zlokalizowane są w różnych kompartmentach (odrębnych obszarach, tzw. przedziałach subkomórkoych w komórkach eukariotycznych, otoczone błoną, które umożliwiają jednoczesne przeprowadzanie w komórce kilku, niekiedy przeciwstawnych, procesów na raz, przyp. tłum.) mitochondriów [45]. Odpowiedzialne za kinazy PDH geny kodowane są w jądrze komórkowym a następnie podlegają zaimportowaniu do macierzy mitochondrialnej, przy czym znane są mające tutaj miejsce przypadki defektów genetycznych [21].

Ograniczenie czynności dehydrogenazy pirogronianowej poprzez kinazy może przynieść dla naszego mózgu pewne korzyści. Neurony wykazujące większą aktywność kinazy PDH oraz produkujące większe ilości mleczanu są oporne na toksyczne działanie beta – amyloidu. W obrębie tego typu komórek mniejsza jest zarówno aktywność mitochondriów jak i zużycie tlenu oraz produkcja wolnych rodników. W mózgu pacjentów z chorobą Alzheimera stwierdzono post mortem większą aktywność kinaz niż miało to miejsce u zmarłych z normalnym funkcjonowaniem mózgu oraz wysokim poziomem złogów beta – amyloidu [34, 35]. Nasilenie aktywności kinaz bywa istotnym elementem strategii przeżycia całego organizmu, ponieważ hamuje ona aktywność mitochondriów oraz metabolizm glukozy. W regionach dotkniętych niedokrwieniem, czyli na przykład w mięśniu sercowym chorych na miażdżycę, hipoksja indukuje ekspresję HIF1α. Czynnik indukowany hipoksją aktywuje z kolei PDHK i chroni w ten sposób serce przed niedokrwieniem oraz uszkodzeniami, jakie wiążą się z reperfuzją [17],ponieważ dzięki temu spada ilość wydzielonych wolnych rodników [24].Hipoksja (niedotlenienie tkanek) mięśnia sercowego wywołuje modyfikacje 483 genów, a wśród nich 23 genów transkrypcji mitochondrialnego DNA, które regulują przebieg fosforylacji oksydacyjnej, metabolizm glukozy oraz kwasów tłuszczowych, apoptozę i wielu innych procesów [20].

Enzymami, które cechują się działaniem odwrotnym do działania czterech izomerów kinaz są fosfatazy. Fosfatazy występują w dwóch formach izomorficznych i oddzielają od kompleksu PDH grupę fosforanową a ponadto aktywują włączanie pirogronianu do przebiegu cyklu kwasu cytrynowego. Do defosforylacji kinaz zdolna jest także kinaza białkowa C [1].

Hipometylacja mRNA odpowiedzialnego za kodowanie kinazy 4 PDH zwiększa ekspresję PDHK – 4 [9], co potwierdza znaczenie niedoboru witaminy B12 oraz epigenetyki dla zespołu przewlekłego zmęczenia CFS [9] (z ang. Chronique – Fatigue – Syndrom).

Ustalenie mechanizmów regulacyjnych związanych z kinazą dehydrogenazy pirogronianowej umożliwia lepsze zrozumienie procesów, które inicjują oraz sprzyjają rozwojowi procesów chorobowych. Wiedza ta otwiera zupełnie nowe możliwości terapii bezpośredniej przyczyny chorób. Taka innowacyjna terapia różni się diametralnie od dzisiejszego opartego na zajmowaniu się zastępczymi parametrami leczenia oferowanego przez medycynę klasyczną. Poniżej zaprezentujemy kilka przykładów. Aktywność kinaz podlega wpływowi licznych czynników o charakterze metabolicznym, hormonalnym a także egzogennym.

Aktywacja oraz ograniczanie aktywności kinaz dehydrogenazy pirogronianowej

Aktywacja kinazy hamuje dopływ pirogronianu do zachodzącego w mitochondriach cyklu kwasu cytrynowego. W warunkach fizjologicznych oznacza to ograniczenie zużycia glukozy (efekt oszczędnościowy). Przy czym blokada, która ma charakter trwały prowadzi do wystąpienia różnych chorób, w tym nawet raka.

Poniższa tabela nie jest wyczerpująca. Z pewnością kinazy podlegają aktywacji również przez wiele innych czynników, chociażby przez neurotoksyczne ksenobiotyki czyli na przykład rozpuszczalniki, substancje na bazie chloru organicznego, biocydy lub też metale ciężkie. Ponadto enzymy te potrzebują obecności cynku pełniącego tutaj rolę kofaktora. Występująca u chorych na CFS nietolerancja cynku może wynikać właśnie z blokady (włącznie z akonitazą – jednym z enzymów cyklu cytrynianowego).

Aktywacja kinaz PDHZahamowanie kinaz PDH
Czynniki metaboliczne
Wzrost poziomu ATP wysokie NADH 
Wysoki poziom Acetylo- CoA 
Wysoki poziom malonylo – CoA [39] oraz niedobór witaminy B12Wzrost poziomu ADP, niedobór pirogronianu
Hipoksja – w całym organizmie bądź lokalna, na przykład patologiczne zwężenie naczyń krwionośnych czemu towarzyszy aktywacja HIF1α [26, 43] 
NO [42] 
Aktywność mięśni [6, 9, 10,40, 56], post [13] 
Wysokie spożycie tłuszczu [5,10,12,13], niedobór żelaza bądź przeciążenie organizmu żelazem (hemochromatoza) [14a], fosforylacja tyrozyny [14]Wolne rodniki tlenowe oraz nadtlenek wodoru [15]  
Aktywność mięśni [6, 9, 10,40, 56], post [13]Długotrwały trening
Wysokie spożycie tłuszczu [5,10,12,13], niedobór żelaza bądź przeciążenie organizmu żelazem (hemochromatoza) [14a], fosforylacja tyrozyny [14]Syrtuiny [49]  
Uwarunkowany np. cukrzycą typu 2 wzrost ciśnienia krwi [20,30,46,53]Antyonkogen p53 [23],
kwas masłowy [11]
Humoralna odpowiedź odpornościowa
Kortyzon oraz deksametazon [3]Prolaktyna
Hormony wzrostu [23]Insulina [64]
Tyroksyna, trójjodotyronina [49] 
Angiotensyna II [32] 
Aktywacja układu współczulnego oraz adrenalina [55] 
Infekcje
W przypadku infekcji bakteryjnych
– lipo polisacharydy [55]
 
Infekcje wirusowe, szczepienia [24, 27, 28, 44, 57] 
Zarażenie wirusem HIV 
Przewlekłe stany zapalne [27, 36] 
Sepsa oraz zatrzymanie pracy wielu narządów [52] 
Składniki pokarmowe
Kwas dokozaheksaenowy (DHA) [31]Polifenole, włącznie
z kofeiną [33]
Glukoza, fruktoza [2]Witamina D [60]
 Żeń – szeń [18]
 Czosnek [48]
Leki
Statyny (leki obniżające poziom cholesterolu) [29]Metformina [22]
Fibraty [16]N- acetylocysteina [57]
Leki uwrażliwiające na działanie insuliny [3]Kwas dichlorooctowy (DCA) [58]
Beta – blokery [54]Witamina B1 (aktywuje fosfatazę dehydrogenazę pirogronianową) [37]
Toluole [41, 51] 
Dym tytoniowy [45] 

Jednocześnie aktywacja kinaz prowadzi do niewystarczającej oksydacji glukozy, przez co zdany na stałe utlenianie glukozy mózg oraz nerwy obwodowe zaczynają wykazywać poważne objawy chorobowe. Ostatecznie z powodu niedostatecznego metabolizmu glukozy cierpią wszystkie nasze organy, co przejawia się w postaci schorzenia wieloukładowego, którego oznakami są przeważnie objawy neuro-, immuno-, mio- bądź enteropatii (ze strony mózgu i włókien nerwowych, układu odpornościowego, mięśni – w tym mięśnia sercowego, żołądka lub jelit).

Aktywacja kinaz PDH może dotyczyć zarówno pojedynczych narządów jak też całych układów tych narządów, a nawet całego organizmu i może mieć charakter odwracalny lub nieodwracalny. Mająca miejsce aktywacja kinaz PDH, która jest z kolei skutkiem odkładania fosforanów odłączonych poprzez działanie fosfatazy PDH, służy dopasowaniu organizmu do stylu odżywiania się, aktywności fizycznej, stresu i tym podobnych.

Spowodowany przestrzeganiem diety wegetariańskiej lub wegańskiej, przyjmowaniem niektórych leków (inhibitorów kwasu solnego, inhibitorów pompy protonowej bądź leków indukujących wydzielanie NO) przewlekły niedobór witaminy B12 może – poprzez malonylo – CoA doprowadzić do trwałej stymulacji kinaz PDH. Efekt ten potęgują dodatkowo częste u wegetarian niedobory żelaza.

Innym czynnikiem, który także prowadzi do aktywacji kinaz PDH jest przedawkowanie witaminy B6. Przyjmowanie preparatów złożonych, które zawierają 50 mg witaminy B6 lub więcej w jednej tabletce może wywoływać bóle stawów, bóle mięśni oraz objawy hipoglikemii. Niekiedy witaminę B6 dodaje się jako witaminę towarzyszącą, co zdarza się na przykład w suplementach niektórych aminokwasów.

Może się wówczas zdarzyć, iż metionina wywoła reakcję nietolerancji, mimo, że będzie ona przyjmowana jedynie w celu zakwaszenia moczu bądź leczenia neuropatii obwodowej (dla wyeliminowania pułapki grupy metylowej). Wówczas jednak odpowiedzialnością za taką immunologiczną odpowiedź organizmu obarcza się niesłusznie właśnie metioninę a nie przedawkowanie witaminy B6.

Przetwarzanie glukozy na skutek aktywacji kinaz, hamuje również wysokie spożycie fruktozy, szczególnie w formie soków owocowych czy słodkich napojów. Skutkiem takiego ograniczenia metabolizmu glukozy jest wrażliwość na pogodę, biegunka, wzrost poziomu markerów wątrobowych, stłuszczenie wątroby oraz ogólne odkładanie się tłuszczu w organizmie. Niektórzy pacjenci skarżyli się na silne uczucie głodu, jakie pojawiało się u nich po zjedzeniu zaledwie dwóch jabłek. Dlatego gorąco propagujemy spożywanie starych gatunków jabłek czy gruszek, na rzez unikania nowoczesnych odmian dostępnych w supermarketach. Ponadto zalecamy unikanie częstego spożycia soków owocowych. Kliniczne objawy nietolerancji fruktozy utrzymują się całymi latami, podobnie jak ma to miejsce w przypadku nietolerancji glutenu i przejawiają się w postaci widocznych podczas badań laboratoryjnych zmian niektórych parametrów. Jednym słowem: fruktoza sprawia, że stajemy się grubi.

Towarzysząca infekcjom wirusowym aktywacja kinaz może prowadzić do długotrwałego zmęczenia, wyczerpania oraz osłabienia mięśni. Na szczęście w większości są to zmiany o charakterze odwracalnym. Podobny stan wywołują niekiedy różnego rodzaju szczepienia. W krajach skandynawskich informowano o senności, jaka pojawiała się u osób, którym podano szczepionkę przeciwko świńskiej grypie. W pojedynczych przypadkach dochodzi wręcz do nieodwracalnej aktywacji kinaz: na przykład na skutek zarażenia wirusem EBV (mononukleozy) połączonym z zespołem przewlekłego zmęczenia (CFS). Większość pacjentów z AIDS skarży się na uporczywe zmęczenie. Infekcja wirusowa mięśnia sercowego może wywołać osłabienie pompy mięśnia sercowego, przy czym niewydolność ta może mieć charakter zarówno przejściowy jak i trwały. Leki nasercowe w rodzaju koenzymu Q10 czy L -karnityny mogą wprawdzie złagodzić występujące objawy, jednak nie prowadzą do wyeliminowania pierwotnej przyczyny problemu.

Wirusy stabilizują czynnik indukowany hipoksją HIF1α. HIF1α ulega przetransportowaniu do jądra komórkowego, gdzie aktywuje on geny responsywne, takie jak geny odpowiedzialne za kinazę dehydrogenazy pirogronianowej, za transporter glukozy 1 oraz czynnik wzrostu śródbłonka naczyniowego (VEGF). Białka wirusów przyłączają się do wrażliwego na działanie tlenu enzymu hydroksylazy PHD2. PHD2 hamuje hydroksylację HIF1α a tym samym jego rozkład. Wtórnym skutkiem hipoksji jest pobudzenie PPAR α oraz β (receptorów aktywowanych przez proliferatory peroksysomów), należących do rodziny receptorów jądra komórkowego. PPAR regulują aktywność licznych genów: uruchamiają geny odpowiedzialne za cykl kwasu cytrynowego, beta – oksydacje kwasów tłuszczowych, auto – syntezę cholesterolu, syntezę NO oraz kinazy pirogronianowej 4. Z drugiej strony PPAR ograniczają aktywność genów odpowiedzialnych za transporter glukozy GLUT – 4, co wywołuje tzw. zjawisko switch czyli przestawienie organizmu z oksydacji glukozy na oksydację kwasów tłuszczowych.

Kinazy aktywują też rozpuszczalniki na bazie chloru organicznego oraz właściwie wszystkie halogenowane węglowodory, w tym toluole oraz ksykole. Aktywacja kinaz hamuje rozkład pirogronianu. Już krótkotrwała ekspozycja na tego rodzaju chemikalia wywołuje objawy neurologiczne takie jak zawroty głowy, uczucie odurzenia, zaburzenia mowy oraz problemy z utrzymaniem równowagi. Jednocześnie symptomy te ustępują wraz z końcem ekspozycji na wspomniane wyżej związki chemiczne.

Przewlekły kontakt z tego rodzaju ksenobiotykami, na jaki narażeni byli na przykład malarze czy lakiernicy, którzy w ubiegłym stuleciu pracowali bez jakiegokolwiek zabezpieczenia, prowadził do ciężkich encefalopatii oraz neuropatii. Niestety po zakończeniu ekspozycji symptomy utrzymywały się u nich nadal, a degeneracja komórek nerwowych – postępowała dalej. Podczas gdy zajmujący się nimi lekarze oraz specjaliści z zakresu medycyny środowiskowej dostrzegali progresję choroby, fachowi rzeczoznawcy i koledzy z pracy wszystkiemu zaprzeczali, twierdząc, iż utrzymywanie się encefalopatii po zakończeniu kontaktu z chemikaliami kłóci się rzekomo z istnieniem wspomnianej zależności przyczynowo – skutkowej. W 1997 roku w Niemczech schorzenie to wpisano do oficjalnego rejestru chorób, nadając mu numer BK1317. Jednak zanim to się stało wielu poszkodowanych malarzy i lakierników zdążyło popaść w społeczne oraz finansowe tarapaty. Na szczęście od połowy lat 80. XX wieku wiadomo już, iż rozpuszczalniki prowadzą do aktywacji kinazy, co prowadzi do odcięcia układu nerwowego od zaopatrzenia w glukozę.

W przypadku stanów zapalnych komórki zapalne zaczynają wykazywać ten sam profil metaboliczny co komórki nowotworowe. Zachodząca w obrębie mitochondriów fosforylacja oksydacyjna ulega zastąpieniu anaerobową glikolizą, która pozwala makrofagom, limfocytom – T oraz komórkom dendrytów na szybką produkcję białek odpornościowych oraz prozapalnych.

Taka alternatywna synteza ATP ma miejsce dzięki obecności enzymu kinazy proteinowej M2 (PKM2). W warunkach glikolizy poziom tego enzymu automatycznie wzrasta. Jednak PKM2 pełni również inne, niezwiązane z metabolizmem funkcje: enzym ten ulega bowiem zaimportowaniu do jądra komórkowego, gdzie pełni rolę kinazy proteinowej oraz koaktywatora cMyc oraz HIF1α, co stwarza z kolei dobre warunki do powstania nowotworu oraz zaopatrzenia komórek nowotworowych poprzez naczynia krwionośne dzięki aktywności czynnika wzrostu naskórka (EGF).

Niebezpośrednią oznakę całkowitej blokady przebiegu cyklu kwasu cytrynowego stanowi bardzo niskie stężenie pirogronianu, mleczanu oraz kwasów trójkarboksylowych w moczu. Kolejnymi przesłankami mówiącymi nam o lokalnych blokadach narządów są wyniki analiz poziomu izomerów enzymu LDH (od 1 do 5). Dehydrogenaza mleczanowa utlenia mleczan poprzez oddzielenie od niego wodoru. Duża ilość LDH sugeruje zatem wysoki poziom mleczanu oraz zahamowanie przetwarzania pirogronianu.

Występowanie izomorfom LDH w poszczególnych narządach
LDH 1 oraz LDH 2Mięsień sercowy, mózg, nerki, erytrocyty
LDH 3Śledziona, węzły chłonne, leukocyty, tarczyca
LDH 4Szkielet, mięsień sercowy, wątroba

Do niebezpośrednich oznak aktywowania kinazy dehydrogenazy pirogronianowej należą:

  • Wzrost poziomu pirogronianu i / lub mleczanu w surowicy bądź w moczu
  • Podwyższony poziom kinazy pirogronianowej M2
  • Wzrost stężenia izomerów enzymu LDH
  • Niskie stężenie kwasów trójkarboksylowych cyklu cytrynianowego (w moczu)

Zablokowanie na dużą skalę rozkładu pirogronianu może zakończyć się schorzeniami wieloukładowymi czy nawet rakiem. Do głównych czynników ryzyka, związanych z chroniczną blokadą PDH należą:

  • Ustawiczne pobudzenie układu współczulnego, nieustanny wpływ stresorów
  • Dieta wysokoglikemiczna oraz nadwaga
  • Ostre oraz przewlekłe stany zapalne
  • Przyjmowanie leków

Ustawiczny stres

Każdy wyrzut adrenaliny hamuje oksydację glukozy, a w konsekwencji – wzrost poziomu mleczanu i pirogronianu oraz nasilenie oksydacji kwasów tłuszczowych. Aktywacji ulegają wówczas obecne w brązowej tkance tłuszczowej białka rozprzęgające, przez co kwasy tłuszczowe zaczynają służyć zachodzącej w obrębie mitochondriów syntezie ciepła. Jednoczesny wzrost wydzielania kortyzonu aktywuje kinazy PDH. Na te wszystkie zmiany najsilniej reaguje nasz hipokamp, ponieważ to w tej części mózgu występuje największa gęstość receptorów hormonów stresu. Ograniczenie wchłaniania glukozy prowadzi zatem do zapominania oraz do utraty zdolności przenoszenia informacji z pamięci krótko – do pamięci długotrwałej. Każdy z nas zna to osłabienie spostrzegawczości, jakie towarzyszy szczególnie stresującym sytuacjom. Jednocześnie w warunkach stresu w hipokampie stwierdza się wzrost aktywności kinaz.

Pacjentami, którzy na stres reagują szczególnie wrażliwie są ci, którzy wykazują już zaburzenia produkcji energii takie jak CFS, FMS czy MCS. Nawet jeżeli psychiatria przywłaszcza sobie zespół fibromialgiczny (FMS),to schorzenie to nie jest niczym innym jak tylko mitochondriopatią [7]. Wówczas nawet dłuższa pogawędka, rozmowa telefoniczna, nieprzyjemne pismo urzędowe, orzeczenie sądu czy rzeczoznawcy wywołuje u nich ciężkie i niekiedy długotrwale utrzymujące się stany wyczerpania oraz ból. Instynktownie unikają również większych obciążeń fizycznych. Konsekwencją przewlekłych zaburzeń mitochondrialnej syntezy ATP są również depresje.

Wrodzony polimorfizm odpowiedzialnej za rozkład hormonów stresu katecholo-O-metylotransferazy (COMT) zwiększa ryzyko aktywacji kinazy. Wówczas już nawet niewielkie psychiczne bądź fizyczne obciążenie organizmu wywołuje natychmiastowy, długo utrzymujący się wzrost pulsu. Osoby cierpiące na zaburzenia enzymu COMT już w okresie szkolnym reagują silniej niż inni na stres związany z egzaminami, a w późniejszym okresie wszelkie sytuacje konfliktowe omijają szerokim łukiem. Ludziom tym potrzeba harmonii, z pewnością nie są oni typem wojownika. Instynktownie unikają także większych obciążeń związanych ze sportem. Skutkiem przewlekłych zaburzeń mitochondrialnej syntezy ATP są również depresje.

W tym momencie chcielibyśmy wskazać również na pourazową niestabilność stawu szyjnego. Nadmiernie rozluźnione więzadła prowadzą do zbytniej ruchliwości bądź nieprawidłowego ustawienia wyrostków kręgowych na odcinku czaszkowo – szyjnym. Ruchy te aktywują szyjny odcinek pnia współczulnego, czemu towarzyszy przyspieszenie pulsu spoczynkowego, tachykardia, dodatkowe skurcze mięśnia sercowego oraz skoki ciśnienia krwi na przemian z normalnym poziomem ciśnienia tętniczego. Okazją do pojawienia się tego typu objawów może stać się zwykłe przechylenie głowy do tyłu podczas takich czynności jak zrywanie owoców, wieszanie prania czy sięganie po jakiś przedmiot z wysokiej półki na regale. Tymczasem kardiolodzy patrzą na pacjentów w sposób tunelowy i zajmują się mięśniem sercowym oraz naczyniami wieńcowymi, przepisując swoim podopiecznym standardowe leki, które redukują zaledwie objawy problemu.

Dieta wysokoglikemiczna

Każdy wzrost poziomu cukru we krwi aktywuje działanie kinaz. Zachodnia, zbyt bogata w węglowodany o wysokim indeksie glikemicznym oraz słodzone fruktozą napoje dieta blokuje kinazy, torując tym samym drogę do pojawienia się otyłości, lipidemii, cukrzycy typu 2 oraz zespołu metabolicznego, czemu towarzyszy jednoczesny wzrost ryzyka związanego z zachorowaniem na demencję, raka, bezdech senny, schorzenia nerek lub czy wreszcie miażdżycę. Zjawisko to można wyjaśnić zahamowaniem funkcjonowania PDH. Wśród naszego społeczeństwa czynnikiem nr 1, który sprzyja schorzeniom wieloukładowym jest właśnie ustawiczny stres oraz zbyt wysokie spożycie węglowodanów.

Infekcje

Toksyny związane z przewlekłymi bakteryjnymi stanami zapalnymi blokują PDH. Dlatego jednym z naszych priorytetów powinno być usunięcie ogniska takiego zapalenia, dotyczy to zwłaszcza sepsy. Każda infekcja wirusowa wpływa na wzrost poziomu aktywności kinazy PDH 4 w mięśniach, mięśniu sercowym, wątrobie oraz płucach, ponieważ infekcje te zwiększają ilość HIF1α. Białka wirusa przyłączają się do białek prolylhydroksylazy. Taka reakcja hydroksylacji blokuje rozkład czynnika aktywowanego hipoksją, a jego ustawicznie zwiększony poziom hamuje w dłuższym okresie metabolizm glukozy oraz stymuluje syntezę NO. Aktywność kinazy PDH 4 utrzymuje się przez cały okres zapalenia na wysokim poziomie. Cytokiny stanu zapalnego wydziela również tłuszcz zgromadzony na brzuchu. Każdy z nas zna objawy towarzyszące zarówno samej grypie jak i okresowi rekonwalescencji po tej chorobie:

  • Osłabienie mięśnia sercowego, pojawiające się podczas wysiłku duszności
  • Potliwość – nawet przy niewielkim obciążeniu fizycznym

W przypadku osłabienia układu immunologicznego oraz długookresowej aktywacji HIF może rozwinąć się niewydolność serca, miopatia, przewlekła choroba płuc z towarzyszącym jej nadciśnieniem płucnym, a także wiele innych schorzeń, między innymi zespół przewlekłego zmęczenia CFS.

Wiadomo na przykład, iż Zespół Przewlekłego Zmęczenia może pojawić się po przebytej infekcji wirusem Epsteina – Barr. Infekcja ta może utrzymywać się, przez dłuższy czas, a w rzadkich przypadkach – przekształcić się wręcz w postać trwałą. Dziewięćdziesiąt procent naszego społeczeństwa jest nosicielem tego wirusa, jednak zachorują jedynie ci, których układ odpornościowy będzie osłabiony. CFS może zostać wywołane także przez inne choroby wirusowe, takie jak cytomegawirus, wirus Coxsackie, grypa, opryszczka oraz wiele innych. Szczepienia to nic innego jak imitacja infekcji, dlatego również i te zabiegi mogą wywołać trwałą aktywację kinaz. Słyszeliśmy o pacjentach, u których CFS rozwinęło się na skutek przebytego szczepienia przeciwko tężcowi, wirusowemu zapaleniu wątroby typu B, grypie czy świńskiej grypie. Jednak dokonujący szczepień lekarze oraz rzeczoznawcy kategorycznie zaprzeczają istnieniu jakiegokolwiek związku przyczynowo – skutkowego. Uważa się, iż na podobnych mechanizmach opierają się wszelkie doświadczane zarówno w wieku dziecięcym jak i dorosłym komplikacje po szczepieniu. CFS bywa też konsekwencją innych infekcji bakteryjnych, na przykład dróg oddechowych czy układu trawiennego.

Leki

Na metabolizm mitochondriów w sposób bezpośredni lub pośredni wpływają również współczesne środki farmakologiczne. Są nimi na przykład niesteroidowe leki przeciwzapalne (NLPZ/NSAID), analgetyki, kortyzon, leki nasercowe, leki psychotropowe, inhibitory pompy protonowej i inne. Do grupy takich leków zaliczają się ponadto obniżające poziom cholesterolu statyny, które aktywują kinazę PDH oraz hamują wpływ pirogronianu do wnętrza mitochondriów. Tłumaczy to towarzyszący farmakoterapii statynami efekt plejotropowy (wywoływanie przez nie odmiennych reakcji w różnych typach komórek, przyp.tłum.), obejmujący między innymi:

  • Przewlekłe zmęczenie
  • Zaburzenia zdolności umysłowo – poznawczych
  • Bóle mięśni i stawów
  • Osteoporozę oraz artretyzm

Zajmująca się leczeniem objawowym medycyna klasyczna nie zwraca uwagi na to, iż statyny blokują też endogenną syntezę koenzymu Q10 oraz tioredoksyny. Wielu ludzi, szczególnie zaś kobiet w starszym wieku, którzy podlegają terapii statynami, skarży się na postępujące bóle stawów oraz mięśni. Zgodnie z założeniami medycyny klasycznej leki te należy odstawić jedynie w przypadku patologicznego wzrostu poziomu kinazy kreatynowej.

Zrealizowany przez WHO w latach 80. Ubiegłego wieku projekt MONICA, którym objęto dwanaście i pół miliona ludzi z całego świata nie wykazał istnienia jakiejkolwiek korelacji, zwłaszcza zaś – u kobiet, pomiędzy schorzeniami serca oraz układu krążenia a poziomem cholesterolu.

Związana z cholesterolem histeria, z jaką mamy do czynienia w ciągu ostatnich dziesięcioleci to jedna z największych pomyłek naukowej wiedzy medycznej, która pomimo wysokich nakładów finansowych nie przyniosła żadnych wyników, wręcz przeciwnie – okazała się sprzyjać dalszym chorobom. Nikt nie zwrócił uwagi na fizjologiczną regulację metabolizmu cholesterolu, w której biorą udział dwa enzymy o działaniu redukującym. Są nimi:

  • Synteza: reduktaza HMG – CoA
  • Rozkład: występująca w wątrobie 7α-hydroksylaza

Pod wpływem statyn działanie pierwszego z wymienionych enzymów ulega ograniczeniu już na poziomie mitochondrialnym. Z fizjologicznego punktu widzenia bardziej korzystne byłoby dla nas pobudzenie enzymu 7α-hydroksylazy, której aktywność spada na skutek niedoboru witaminy C, E oraz glutationu. Ponieważ 7α-hydroksylaza zawiera grupę FeS, jej czynności może zablokować także NO.

Jeżeli cholesterol nie może ulec przemianie w kwas żółciowy, jego poziom rośnie tak samo, jak dzieje się to ze spiętrzoną przy pomocy tamy wodą. Będący skutkiem niedoboru określonych witamin i / lub glutationu zbyt wysoki poziom cholesterolu pełni zatem rolę markera stresu oksydacyjnego. Cholesterol chroni wielonienasycone kwas tłuszczowe fosfolipidów błony komórkowej przed peroksydacją (cholesterol chroni nas przed zardzewieniem) i w żadnym wypadku nie jest wskaźnikiem ryzyka. Nie ma czegoś takiego jak dobry (HDL) czy zły (LDL) cholesterol.

Przeprowadzane u pacjentów z CFS biopsje mięśni wykazywały u nich niską aktywność dehydrogenazy pirogronianowej [4]. Określanie poziomu tego enzymu nie jest standardową procedurą nawet w wysoko wyspecjalizowanych klinikach. Zbadanie stężenia dehydrogenazy pirogronianowej u pacjentów z CFS oraz stwardnieniem zanikowym bocznym było możliwe jedynie dzięki naszym usilnym naleganiom. Założyliśmy, iż pacjentom tym brakuje kofaktorów dehydrogenazy pirogronianowej, jakimi są tiamina (witamina B1) oraz kwas α – liponowy. U pacjentów z zespołem przewlekłego zmęczenia suplementacja wymienionych substancji przyniosła dobre wyniki. Ponieważ część z nich informowała nas jednak o wzroście wagi, szczególnie w obrębie jamy brzusznej, zajęliśmy się także regulacją syntezy tłuszczu czyli acetylo – CoA. W przypadku ciężkiej postaci CFS terapia ta nie przynosiła jednak oczekiwanych rezultatów, podobnie bezowocne było stosowanie innych środków przewidzianych w ramach terapii mitochondrialnej. Niska aktywność kompleksu dehydrogenazy pirogronianowej wynika bowiem z zahamowania tejże aktywności przez neuronalne kinazy PDH.

Rozwiązanie?

Sposobem na uporanie się z opisanym tutaj problemem może być aktywacja syrtuin oraz przyjmowanie kwasu dichlorooctowego (DCA). Sirtuina 6 czyli deacetylaza histonów redukuje transkrypcyjną aktywność HIF1α oraz poprzez aktywację hydroksylaz propylowych (PMD 1 – 3) – inicjuje rozkład HIF1α. Poziom sirtuiny 6 zwiększa regularne obciążanie mięśni. Działanie syrtuin pobudzają również lecznicze głodówki. Metoda ta nie przynosi jednak żadnych efektów w przypadku nowotworów oraz CFS. Chorzy na zespół przewlekłego zmęczenia muszą zachować tutaj szczególną ostrożność i dać swojemu organizmowi czas. Z drugiej strony pamiętajmy, iż ciało człowieka zostało zaprogramowane na powrót do zdrowia a nie chorowanie. W przypadku CFS początkowy poziom obciążeń powinien być minimalny, a intensywność wysiłku zwiększana w stosunkowo dużych odstępach czasowych.

Przykład:

  1. tydzień: od 3 – 5 minut szybkiego marszu, raz, dwa lub trzy razy dziennie
  2. tydzień: wydłużenie marszu do 7 – 8 minut
  3. tydzień: wydłużenie marszu do 10 minut
  4. tydzień: wydłużenie marszu do 12 – 15 minut, raz lub kilka razy dziennie, itd.

Koniecznie należy unikać przekroczenia granicy maksymalnego tolerowanego obciążenia organizmu. Granica ta ma charakter indywidualny. Po jej przekroczeniu uwidacznia się ona natychmiast, lub też dopiero po upływie jednego czy dwóch dni w postaci nasilającego się ogromnego wyczerpania, nieprzepartej potrzeby odpoczynku, opuchnięciem węzłów chłonnych, zaczerwienieniem gardła, bólem gardła, objawami grypy jak też stanami podgorączkowymi. Stan ten może utrzymywać się całymi dniami, a nawet tygodniami. Dotknięte tego typu zaburzeniami osoby doskonale znają granice wytrzymałości własnego organizmu. Organizm potrzebuje czasu, aby wyeliminować chore mitochondria (proces tak zwanej mitofagii). Podział zdrowych mitochondriów pobudzają bodźce obciążeniowe. Podział ten odbywa się regularnie co pięć dni.

Jednak w naszej praktyce raz po raz spotykamy się z przykładami pogorszenia stanu pacjentów, spowodowanego nadmierną niecierpliwością. Jeżeli po kilku tygodniach kuracji pojawi się lepsze samopoczucie (pacjenci czują się dobrze i mają energię do działania), zaczynają się na przykład długie wycieczki rowerowe z przyjaciółmi, czego wynikiem jest całkowite załamanie. Chory wraca do punktu wyjścia, a cała procedura rozpoczyna się od nowa. W jaki sposób po przebytej infekcji, psychostresie, czy intensywnym i długotrwałym obciążeniu pracą może dojść do pojawienia się trwałej, ciężkiej postaci CFS? Przypuszcza się, iż klucz do wyjaśnienia tej zagadki tkwi w epigenetyce. Struktury epigenetyczne decydują bowiem o sposobie odczytywania poszczególnych genów. Są nimi chociażby przyłączone do podstawy cytozynowej DNA grupy metylowe. Inną lokalizacją czynników uruchamiających procesy chorobowe mogą być histony. Enzymy są bowiem w stanie odkładać się i oddzielać w obrębie grup metylowych różnych odcinków włókien histonów. Wiążące się z grupami metylowymi proteiny mają zdolność decydowania o sposobie odczytywania poszczególnych genów, przy czym sposób ten różni się także w zależności od tego, czy mamy do czynienia z hipometylacją czy też hipermetylacją. Dowolny gen może zostać odpowiednio całkowicie deaktywowany albo nadmiernie pobudzony. Oprócz grup metylowych proces ten może objąć także grupy acetylowe, ubikwitynowe oraz fosforanowe. Hipometylacja wiąże się ze zwiększoną ekspresją genów. Dla prawidłowego metabolizmu CH3 niezbędne są witamina B12 oraz kwas foliowy.

W przypadku pacjentów z CFS stwierdzaliśmy hipo- oraz hipermetylację DNA (w tym także kinaz). Przy czym niejasne było, który z czynników odgrywał rolę przyczyny pierwotnej, a który pełnił rolę wtórnej reakcji adaptacyjnej. Wzrost aktywności prozapalnej, przestawienie się organizmu z aktywności limfocytów Th1 na Th2 mogło stać się bodźcem do wystąpienia takich chorób autoimmunologicznych jak fibromialgia, toczeń układowy, reumatoidalne zapalenie stawów czy szpiczak.

Zwiększające długość życia działanie metforminy może polegać na zahamowaniu aktywności kinaz PDH. Jednak podczas stosowania tego farmaceutyku należy koniecznie zwrócić uwagę na pomocniczą suplementację witaminą B12. Pamiętajmy przy tym, iż niebezpieczne może okazać się także bezkrytyczne stosowanie witaminy B6 zarówno w formie pirydoksyny czy fosforanu 5-pirydoksalu. Na zjawisko to wskazywaliśmy już wcześniej.

Aktywacja kinazy dehydrogenazy pirogronianowej a choroby

Na pierwszym miejscu należy wymienić tutaj choroby nowotworowe, co nie jest zresztą niczym zaskakującym. Wszystkie komórki rakowe pozyskują potrzebną im energię na drodze fermentacji (efekt Warburga). Aktywacja kinazy proteinowej utrudnia dopływ glukozy do mitochondriów komórek rakowych. W konsekwencji tego procesu na drodze redukcji pirogronianu z glukozy powstaje mleczan. Uważa się, iż taka bariera występuje we wszystkich namnażających się niekontrolowanie komórkach. Dotychczas opisano następujące nowotwory złośliwe, którym towarzyszył wzrost aktywności kinazy PDH:

  • Glejak wielopostaciowy
  • Rak piersi
  • Rak oskrzeli
  • Rak wątroby
  • Rak trzustki
  • Rak prostaty
  • Rak żołądka
  • Inne guzy nowotworowe
  • Czerniak
  • Chłoniak nieziarniczy
  • Szpiczak mnogi

Inne choroby, podczas których stwierdzano nadmierną aktywność kinazy PDH to:

  • Niewydolność serca, szczególnie postać będąca konsekwencją wirusowego zapalenia mięśnia sercowego
  • Miopatia mięśnia sercowego
  • Nadciśnienie płucne
  • Cukrzyca typu 2
  • Choroba Alzheimera
  • Otyłość
  • Osteoporoza
  • Hemochromatoza

Naszym zdaniem w przypadku wszystkich wymienionych powyżej chorób istnieje wskazanie do zastosowania kwasu dichlorooctowego oraz pomocniczo innych mikroskładników odżywczych.

W naszym centrum faktycznie decydujemy się na stosowanie kwasu DCA w przypadku najróżniejszych schorzeń. W celu naukowego udowodnienia słuszności takiej strategii terapeutycznej poprosiliśmy kilka niemieckich oraz austriackich laboratoriów o przeprowadzenie analiz dotyczących działania kwasu dichlorooctowego, jednak albo nie otrzymywaliśmy żadnej odpowiedzi, albo była to odpowiedź negatywna.

Doz. Dr. sc. med. Bodo Kuklinski

[1] Acin-Perez, R., Hoyos, B., Gong, J. et al.: Regulation of intermediary metabolism by the PKCdelta signalosome in mitochondria. FASEB J. 24 (2010) 5.033–5.042

[2] Akhmedov, D., De Marchi, U., Wollheim, C. B. et al.: Pyruvate dehydrogenase E1α phosphorylation is induced by glucose but does not control metabolism-secretion coupling in INS-1E clonal β-cells. Biochim. Biophys. Acta 1823 (2012) 1.815–1.824

[3] Arumugam, R., Horowitz, E., Noland, R. C. et al.: Regulation of islet beta-cell pyruvate metabolism: interactions of prolactin, glucose, and dexamethasone. Endocrinol. 15 (2010) 3.074–3.083

[4] Behan, N. N., Holt, J., Kay, D. H. et al.: In vitro study of muscle aerobic metabolism in chronic fatigue syndrome. J. Chr. Fats. Vol. 5 (1999) 1–7

[5] Bergouignan, A., Gozansky, W. S., Barry, D. W. et al.: Increasing dietary fat elicits similar changes in fat oxidation and markers of muscle oxidative capacity in lean and obese humans. PloS One 2012, 7(1)

[6] Bourlier, V., Saint-Laurent, C., Louche, K. et al.: Enhanced glucose metabolism is preserved in cultured primary myotubes from obese donors in response to exercise training. J. Chin. Endocrinol. Metab. 98 (2013) 3.739–3.741

[7] Cordero, M. D., De Miguel, M., Moreno Fernández, A. M. et al.: Mitochondrial dysfunction and mitophagy activation in blood mononuclear cells of fibromyalgia patients: implications in the pathogenesis of the disease. Arthr. Res. & Therapy 12 (2010) 1–11

[8] Crewe, C., Kinter, M., Szweda, L. I.: Rapid inhibition of pyruvate dehydrogenase: an initiating event in high dietary fat-induced loss of metabolic flexibility in the heart. PloS One 2013, Vol. 7; 8 (10)

[9] DeVega, W. C., Vernon, S. D., Mc Govan, P. O.: DNA methylation modifications associated with Chronic Fatigue Syndrom. PLOS ONE 9 (2014) 1–11

[10] Edgett, B. A., Foster, W. S., Hankinson, P. B. et al.: Dissociation of increases in PGC-1α and its regulators from exercise intensity and muscle activation following acute exercise. PloS One 2013, Aug. 12, 8

[11] Ferriero, R., Manco, G., Lamantea, E. et al.: Phenylbutyrate therapy for pyruvate dehydrogenase complex deficiency and lactic acidosis. Sci. Transl. Med. 2013, Mar 6;5

[12] Flamment, M., Rieusset, J., Vidal, H., et al.: Regulation of hepatic mitochondrial metabolism in response to a high fat diet: a longitudinal study in rats. J. Physiol. Biochem. 68 (2012) 335–344

[13] Frier, B. C., Jacobs, R. L., Wright, D. C.: Interactions between the consumption of a high-fat diet and fasting in the regulation of fatty acid oxidation of potential mechanisms. Am. J. Physiol. Integr. Comp. Physiol. 300 (2011) R 212–221

[14] Hitosugi, T., Fan, J., Chung, T. W. et al.: Tyrosin phosphorylation of mitochondral pyruvate dehydrogenase kinase 1 is important for cancer metabolism. Mol. Cell. 23 (2011) 864–877

[14a] Huang, J., Jones, D., Luo, B. et al.: Iron overload and diabetes risk: a shift from glucose to fatty acid oxidation and increased hepatic glucose production in a mouse model of hereditary hemochromatosis. Diabetes 60 (2011) 80–87

[15] Hurd, T. R., Collins, Y., Abakumova, I. et al.: Inactivation of pyruvate dehydrogenase kinase 2 by mitochondrial reactive oxygen species. J. Biol. Chem. 287 (2012) 35.153–35.160

[16] Hwang, B., Wu, P., Harris, R. A.: Additive effects of clofibric acid and pyruvate dehydrogenase kinase isoenzyme 4 (PDK4) deficiency on hepatic steatosis in mice fed a high saturated fat diet.. FEBS J. 279 (2012) 1.883–1.893

[17] Hyvärinen, J., Hassinen, I. E., Sormunen, R. et al.: Hearts of hypoxia-inducible factor prolyl 4-hydroxylase-2 hypomorphic mice show protection against acute ischemia-reperfusion injury. J. Biol. Chem. 285 (2010) 13.646–13.657

[18] Jeong, J. J., Kim, B., Kim, D. H.: Ginsenoside Rh1 eliminates the cytoprotective phenotype of human immunodeficiency virus type 1-transduced human macrophages by inhibiting the phosphorylation of pyruvate dehydrogenase lipoamide kinase isozyme 1. Biol. Pharm. Bull. 36 (2013) 1.088–1.094

[19] Jha, M. K., Jeon, S., Suk, K.: Pyruvate Dehydrogenase Kinases in the Nervous System: Their Principal Functions in Neuronal-glial Metabolic Interaction and Neuro-metabolic Disorders. Curr. Neuropharmacol. 10 (2012) 393–403

[20] Jeoung, N. H., Harris, R. A.: Role of pyruvate dehydrogenase kinase 4 in regulation of blood glucose levels. Korean Diabetes J. 34 (2010) 274–283

[21] Kennerson, M.L., Yiu, E. M., Chuang, D. T. et al.: A new locus for X-linked dominant Charcot-Marie-Tooth disease (CMTX6) is caused by mutations in the pyruvate dehydrogenase kinase isoenzyme 3 (PDK3) gene. Hum. Mol. Genet. 22 (2013) 1404–1416

[22] Kim, Y. D., Kim, Y. H., Tadi, S. et al.: Metformin inhibits growth hormone-mediated hepatic PDK4 gene expression trough induction of orphan nuclear receptor small heterodimer partner. Diabetes 61 (2010) 2.484–2.494

[23] Kim, H. R., Roe, J. S., Lee, J. E. et al.: p53 regulates glucose metabolism by miR-34a. Biochem. Biophys. Res. Commun. 26 (2013) 225–231

[24] Kirito, K., Hu, Y., Komatsu, N.: HIF-1 prevents the overproduction of mitochondrial ROS after cytokine

stimulation through induction of PDK-1. Cell Cycle 8 (2009) 2.844–2.849

[25] Kulkarni, S. S., Salehzadek, F., Fritz, T. et al.: Mitochondrial regulators of fatty acid metabolism reflect metabolic dysfunction in type 2 diabetes mellitus. Metabolism 61 (2012) 175–185

[26] Lee, J. H., Kim, E. J., Kim, D. K. et al.: Hypoxia induces PDK4 gene expression trough induction of the orphan nuclear receptro ERRy, PloS One

[27] Liu, T. F., Vachharajani, V. T., Yoza, B. K. et al.: NAD+- dependent sirtuin 1 and 6 proteins coordinate a switch from glucose to fatty acid oxidation during the acute inflammatory response. J. Biol. Chem. 287 (2012) 25.758–25.769

[28] Mazzon, M., Peters, N. E., Loenarz, C. et al.: A mechanism for induction of a hypoxic response by vaccinia virus. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 110 (2013) 12.444–12.449

[29] Mallinson, J. E., Constantin-Teodosin, D., Glaves, P. D. et al.: Pharmacological activation of the pyruvate dehydrogenase complex reduces statin-mediated upregulation of FOXO gene targets and protects against statin myopathy in rodents. J. Physiol. 590 (2012) 6.389–6.402

[30] Mirza, Z., Kamal, M. A., Buzenadah, A. M. et al.: Establishing genomic/transcriptomic links between Alzheimer‘s disease and type 2 diabetes mellitus by metaanalysis approach. CNS Neurol. Disord. Drug Targets 13 (2014) 501–516

[31] Mizunoya, W., Iwamoto, Y., Shirouchi, B. et al.: Dietary fat influences the expression of contractile and metabolic genes in rat skeletal muscle. PloS One 2013, Nov. 11;8

[32] Mori, J., Alrob, O. A., Wagg, C. S. et al.: ANG II causes insulin resistance and induces cardiac metabolic switch and inefficiency: a critical role of PDK 4. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 304 (2013) H 1.103–1.113

[33] Murase, T., Misawa, K., Minegishi, Y. et al.: Coffee polyphenols suppress diet-induced body fat accumulation by downregulating SREBP-1c and related molecules in C57BL/6J mice. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metabol. 300 (2011) E122–133

[34] Newington. J. T., Pitts, A., Chien, A. et al.: Amyloid beta resistance in nerve cell lines is mediated by the Warburg effect. Plus One Apr. 26,6 (2011)

[35] Newington, J. T., Rappon, T., Albers, S. et al.: Overexpression of pyruvate dehydrogenase kinase 1 and lactate dehydrogenase A in nerve cells confers resistance to amyloid β and other toxins by decreasing mitochondrial respiration and reactive oxygen species production. J. Biol. Chem. 287 (2012) 37.245–37.248

[36] Palsson-McDermott, E. M., O’Neill, L. A.: The Warburgeffect then and now: from cancer to inflammatory diseases. Bioessays 35 (2013) 965–973

[37] Parkhomenko, J. M, Chernysh, IIu, Churilova, T. et al.: Effect of thiamine phosphates on the activity of regulatory enzymes of the pyruvate dehydrogenase complex. Ukr. Biokhim Z. 59 (1987) 49–54

[38] Petersen, K. F., Dufour, S., Befroy, D. et al.: Impaired mitochondrial activity in the insulin-resistent offspring of patients with type 2 diabetes. N. Engl. J. Med. 350 (2004) 664–671

[39] Rahmatullah, M., Roche, T. E., Jilka, J. M. et al.: Mechanism of activation of bovine kidney pyruvate dehydrogenase a kinase by malonyl-CoA and enzyme-catalyzed decarboxylation of malonyl-CoA. Eur. J. Biochem. 150 (1985) 181–187

[40] Rinnankoski-Tuikka, R., Silvennoinen, M., Torvinen, S. et al.: Effects of high-fat diet and physical activity on pyruvate dehydrogenase kinase-4 in mouse skeletal muscle. Nutr. Metab. 2012, Jun. 9;9

[41] Rutter, G. A.. Midgley, P. J., Denton, R. M.: Regulation of the pyruvate dehydrogenase complex by Ca2+ within toluenepermeabilized heart mitochondria. Biochem. Biophys. Acta 101 (1989) 263–270

[42] Saleem, W., Suzuki, Y., Mobaraki, A. et al.: Reduction of nitric oxide level enhances the radiosensitivity of hypoxic non-small cell lung cancer. Cancer Sci 102 (2011) 150–156

[43] Semenza, G. L.: Regulation of metabolism by hypoxiainducible factor 1. Cold Spring Harb. Symp. Quant. Biol. 76 (2011) 347–353

[44] Shrivastav, S., Zhang, L., Okamoto, K.: HIV-1 Vpr enhances PPARβ/δ-mediated transcription, increases PDK4 expression, and reduces PDC activity. Mol. Endocrinol. 27 (2013) 1.564–1.576

[45] Sun, W., Chang, S. S., Fu, Y. et al.: Chronic CSE treatment induces the growth of normal oral keratinocytes via PDK-2 upregulation, increased glycolysis and HFI1α stabilization. PloS One 2011 Jan. 19,6

[46] Takubo, K., Nagamatsu, G., Kobayashi, C. I. et al.: Regulation of glycolysis by Pdk functions as a metabolic checkpoint for cell cycle quiescence in hematopoietic stem cells. Cell Stem Cell 12 (2013) 49–61

[47] Tao, R., Xiong, X., Harris, R. A. et al.: Genetic inactivation of pyruvate dehydrogenase kinases improves hepatic insulin resistance induced diabetes. PloS One (2013) Aug. 5, 8

[48] Takemura, S., Minamiyama, Y., Koda,i S. et al.: S-Allyl cysteine improves nonalcoholic fatty liver disease in type 2 diabetes Otsuka Long-Evans Tokushima Fatty rats via regulation of hepatic lipogenesis and glucose metabolism. J. Clin. Biochem. Nutr. 53 (2013) 94–101

[49] Thakran, S., Sharma, P., Attia, R. et al.: Role of sirtuin 1 in the regulation of hepatic gene expression by thyroid hormone. J. Biol. Chem. 288 (2013) 807–818

[50] Thi Viet Do, H., Toda, K., Saibara, T. et al.: Abnormality in expression levels of gluconeogenesis-related genes by high-dose supplementation with pyridoxamine in mice. Int. J. Vitam. Nutr. Res. 82 (2012) 34–40

[51] Thomas, A. P., Denton, R. M.: Use of toluene-permeabilized mitochondria to study the regulation of adipose tissue pyruvate dehydrogenase in situ. Further evidence that insulin acts through stimulation of pyruvate dehydrogenase phosphate phosphatase. Biochem. J. 238 (1986) 93–101

[52] Thomas, G. W., Mains, C. W., Slone, D. S. et al.: Potential dysregulation of the pyruvate dehydrogenase complex by bacterial toxins and insulin. J. Trauma 67 (2009) 626–633

[53] Tso, S. C., Qi, X., Gui, W. J. et al.: Structure-guided development of specific pyruvate dehydrogenase kinase inhibitors targeting the ATP-binding pocket. J. Biol. Chem. 289 (2014) 4.432–4.443

[54] Ushijima, K., Maekawa, T., Ishikawa-Kobayashi, E. et al.: Influence of beta-blockers on the myocardial mRNA expressions of circadian clock- and metabolism-related genes. J. Am. Soc. Hypertens. 7 (2013) 107–117

[55] Wan, Z., Trush, A. B., Legare, M. et al.: Epinephrinemediated regulation of PDK4 on RNA in rat adipose tissue. Am. J. Physiol. Cell Physiol. 299 (2010) C 1.162–C 1.170

[56] Wang, L., Psilander, N., Tonkonogi, M. et al.: Similar expression of oxidative genes after interval and continuous exercise. Med. Sci. Sports Exerc. 41 (2009) 2.136–2.144

[57] Wu, C. A., Chao, Y., Shiah, S. G. et al.: Nutrient deprivation induces the Warburg effect trough ROS/AMPK-dependent activation of pyruvate dehydrogenase kinase. Biochim. Biophys. Acta 1833 (2013) 1.147–1.156

[58] Yamane, K., Indalao, I. L., Chida, J. et al.: Diisopropylamine dichloroacetate, a novel pyruvate dehydrogenase kinase 4 inhibitor, as a potential therapeutic agent for metabolic disorders and multiorgan failure in severe influenza. PloS One 2014, May 27, 9(5)

[59] Zhao, Y., Butler, E. B., Tau, M.: Targeting cellular metabolism to improve cancer therapeutics. Cell. Death Dis. 2013, Mar 7:4

[60] Zheng, W., Tayyari, F., Gowda, G. A. et al.: 1,25 dihydroxyvitamin D regulation of glucose metabolism in Harvey-ras transformed MCF10A human breast epithelial cells. J. Steroid Biochem. Mol. Biol. 138 (2013) 81–89