Skip to main content
SpringerLink
Log in

Amine oxidase substrates for impaired glucose tolerance correction

Sustratos de amino oxidasas para el tratamiento de trastornos de la tolerancia a la glucosa(minirrevisión)

  • Minireviews
  • Published:
Journal of Physiology and Biochemistry Aims and scope Submit manuscript

Abstract

Amine oxidases are widely distributed from microorganisms to vertebrates and produce hydrogen peroxide plus aldehyde when catabolizing endogenous or xenobiotic amines. Novel roles have been attributed to several members of the amine oxidase families, which cannot be anymore considered as simple amine scavengers. Semicarbazide-sensitive amine oxidase (SSAO) is abundantly expressed in mammalian endothelial, smooth muscle, and fat cells, and plays a role in lymphocyte adhesion to vascular wall, arterial fiber elastic maturation, and glucose transport, respectively. This latter role was studied in detail and the perspectives of insulin-like actions of amine oxidase substrates are discussed in the present review. Independent studies have demonstrated that SSAO substrates and monoamine oxidase substrates mimic diverse insulin effects in adipocytes: glucose transport activation, lipogenesis stimulation and lipolysis inhibition. These substrates also stimulatein vitro adipogenesis. Acutein vivo administration of amine oxidase substrates improves glucose tolerance in rats, mice and rabbits, while chronic treatments with benzylamine plus vanadate exert an antihyperglycaemic effect in diabetic rats. Dietary supplementations with methylamine, benzylamine or tyramine have been proven to influence metabolic control in rodents by increasing glucose tolerance or decreasing lipid mobilisation, without noticeable changes in the plasma markers of lipid peroxidation or protein glycation, despite adverse effects on vasculature. Thus, the ingested amines are not totally metabolized at the intestinal level and can act on adipose and vascular tissues. In regard with this influence on metabolic control, more attention must be paid to the composition or supplementation in amines in foods and nutraceutics.

Resumen

Las amino-oxidasas (AO) están ampliamente distribuidas, desde microorganismos hasta vertebrados, y producen peróxido de hidrógeno y aldehído al catabolizar aminas biógenas o exógenas. Datos recientes ponen de manifiesto que las AO no pueden considerarse exclusivamente como depuradoras de aminas. La amino-oxidasa sensible a semicarbazida (SSAO) es muy abundante en ciertas células de mamíferos como las endoteliales, las células musculares lisas y los adipocitos, donde desempeña un papel importante en la adhesión de los linfocitos a las paredes vasculares, la maduración de las fibras elásticas arteriales, y el transporte de glucosa, respectivamente. Este último efecto es el que se presenta en esta revisión donde, además, se discuten las perspectivas abiertas como consecuencia de sus acciones insulino-miméticas. Los sustratos de SSAO y de monoamino-oxidasa mimetizan varios efectos de la insulina en los adipocitos: activación del transporte de glucosa y de la lipogénesis e inhibición de la lipólisis. También estimulanin vitro la adipogénesis. La administración agudain vivo de sustratos de AO mejora la tolerancia a la glucosa en ratas, ratones y conejos, y los tratamientos crónicos con benzilamina y vanadato tienen un efecto antihiperglucemiante en ratas diabéticas. Suplementos en la dieta con metilamina, benzilamina o tiramina han puesto de manifiesto una acción beneficiosa sobre el control metabólico en roedores a través de un aumento en la tolerancia a la glucosa o una disminución de la movilización lipídica, sin cambios notables en los marcadores plasmáticos de peroxidación lipídica o de glicación proteica, a pesar de unos efectos aterogénicos indeseables. Por tanto, las aminas ingeridas no se degradan totalmente a nivel de la barrera intestinal y pueden actuar sobre el tejido adiposo y vascular. En relación con esta influencia sobre el control metabólico, se concluye que es necesario prestar atención a la composición o adición como suplementos de estas aminas a los alimentos y medicamentos.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Log in via an institution

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Institutional subscriptions

Similar content being viewed by others

References

  1. Abella, A., Marti, L., Camps, M., Claret, M., Fernandez-Alvarez, J., Gomis, R., Gumá, A., Viguerie, N., Carpéné, C., Palacin, M., Testar, X. and Zorzano, A. (2003):Diabetes,52, 1004–1013.

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  2. Bairras, C., Ferrand, C. and Atgié, C. (2003):J. Physiol. Biochem.,59, 161–168.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  3. Boomsma, F., Bhaggoe, U. M., Van der Houwen, A. M. B. and Van den Meiracker, A. H. (2003):Biochim. Biophys. Acta,1647, 48–54.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  4. Borowsky, B., Adham, N., Jones, K. A., Raddatz, R., Artymyshyn, R., Ogozalek, K. L., Durkin, M. M., Lakhlani, P. P., Bonini, J. A., Pathirana, S., Boyle, N., Pu, X., Kouranova, E., Lichtblau, H., Ochoa, F. Y., Branchek, T. A. and Gerald, C. (2001):Proc. Natl. Acad. Sci. USA,98, 8966–8971.

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  5. Bour, S., Visentin, V., Gres, S., Saulnier-Blache, J. S., Wabitsch, M. and Carpéné, C. (2005):Inflamm. Res.,54, Suppl. 1, S60-S61.

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  6. Bour, S., Visentin, V., Prévot, D. and Carpéné, C. (2003):J. Physiol. Biochem.,59, 175–182.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  7. Bour, S., Visentin, V., Prévot, D., Daviaud, D., Saulnier-Blache, J. S., Guigne, C., Valet, P. and Carpéné, C. (2005):J. Physiol. Biochem.,61, 371–380.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  8. Bunzow, J. R., Sonders, M. S., Arttamangkul, S., Harrison, L. M., Zhang, G., Quigley, D. I., Darland, T., Suchland, K. L., Pasumamula, S., Kennedy, J. L., Olson, S. B., Magenis, R. E., Amara, S. G. and Grandy, D. K. (2001):Mol. Pharmacol.,60, 1181–1188.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  9. Carpéné, C., Fontana, E., Morin, N., Visentin, V., Prevot, D. and Castan, I. (2001):Inflamm. Res.,50, Suppl 2, S142-S143.

    PubMed  Google Scholar 

  10. Carpéné, C., Visentin, V., Morin, N., Prevot, D., Smih, F., Rouet, P., Jayat, D., E., F. and Lizcano, J. M. (2003):Inflammopharmacol.,11, 119–126.

    Article  Google Scholar 

  11. Conklin, D. J., Cowley, H. R., Wiechmann, R. J., Johnson, G. H., Trent, M. B. and Boor, P. J. (2004):Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol.,286, H667-H676.

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  12. Dembinski, A. B., Ymaguchi, T. and Johnson, L. R. (1984):Am. J. Physiol.,247, G352-G356.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  13. El Hadri, K., Moldes, M., Mercier, N., Andreani, M., Pairault, J. and Fève, B. (2002):Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol.,22, 89–94.

    Article  PubMed  Google Scholar 

  14. Enrique-Tarancon, G., Castan, I., Morin, N., Marti, L., Abella, A., Camps, M., Casamitjana, R., Palacin, M., Testar, X., Degerman, E., Carpéné, C. and Zorzano, A. (2000):Biochem. J.,350, 171–180.

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  15. Enrique-Tarancon, G., Marti, L., Morin, N., Lizcano, J. M., Unzeta, M., Sevilla, L., Camps, M., Palacin, M., Testar, X., Carpéné, C. and Zorzano, A. (1998):J. Biol. Chem.,273, 8025–8032.

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  16. Fischer, Y., Thomas, J., Kamp, J., Jüngling, E., Rose, H., Carpéné, C. and Kammermeier, H. (1995):Biochem. J.,311, 575–583.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  17. Fontana, E., Boucher, J., Marti, L., Lizcano, J. M., Testar, X., Zorzano, A. and Carpéné, C. (2001):Biochem. J.,356, 769–777.

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  18. Fülöp, A. K., Földes, A., Buzàs, E., Hegyi, K., Miklos, I. H., Romics, L., Kleiber, M., Nagy, A., Falus, A. and Kovacs, K. J. (2003):Endocrinology,144, 4306–4314.

    Article  PubMed  CAS  Google Scholar 

  19. Furukawa, S., Fujita, T., Shimabukuro, M., Yamada, Y., Nakajima, Y., Nakayama, O., Makishima, M., Matsuda, M. and Shimomura, I. (2004):J. Clin. Invest.,114, 1752–1761.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  20. Göktürk, C., Nilsson, J., Nordquist, J., Kristensson, M., Svensson, K., Söderberg, C., Israelson, M., Garpenstrand, H., Sjöquist, M., Oreland, L. and Forsberg-Nilsson, K. (2003):Am. J. Pathol.,163, 1921–1928.

    PubMed  Google Scholar 

  21. Gubisne-Haberle, D., Hill, W., Kazachkov, M., Richardson, J. S. and Yu, P. H. (2004):J. Pharmacol. Exp. Ther.,310, 1125–1132.

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  22. Hirose, M., Takahashi, S., Ogawa, K., Futakuchi, M. and Shirai, T. (1999):Food Chem. Toxicol.,37, 985–992.

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  23. Iglesias-Osma, M. C., Garcia-Barrado, M. J., Visentin, V., Pastor-Mansilla, M. F., Bour, S., Prévot, D., Valet, P., Moratinos, J. and Carpéné, C. (2004):J. Pharmacol. Exp. Ther.,309, 1020–1028.

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  24. Jalkanen, S. and Salmi, M. (2001):EMBO J.,20, 3893–3901.

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  25. Kankuri, E., Vaali, K., Knowles, R. G., Lahde, M., Korpela, R., Vapaatalo, H. and Moilanen, E. (2001):J. Pharmacol. Exp. Ther.,298, 1128–1132.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  26. Kinemuchi, H., Sugimoto, H., Obata, T., Satoh, N. and Ueda, S. (2004):Neurotoxicol.,25, 325–335.

    Article  CAS  Google Scholar 

  27. Kopin, I. J. (1993):Biogenic Amines,9, 355–365.

    CAS  Google Scholar 

  28. Langford, S. D., Trent, M. B., Balakumaran, A. and Boor, P. J. (1999):Toxicol. Applied Pharmacol.,155, 237–244.

    Article  CAS  Google Scholar 

  29. Langford, S. D., Trent, M. B. and Boor, P. J. (2002):Cardiovasc. Toxicol.,2, 141–150.

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  30. Laurier, V., Visentin, V., Fontana, E., Morin, N., Prévot, D. and Carpéné, C. (2002):Inflamm. Res.,51, Suppl 1, S21-S22.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  31. Li, H., Luo, W., Lin, J., Lin, Z. and Zhang, Y. (2004):J. Chromatography B,810, 277–282.

    CAS  Google Scholar 

  32. Livingston, J. N., Gurny, P. A. and Lockwood, D. H. (1977):J. Biol. Chem.,252, 560–562.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  33. Marti, L., Abella, A., Carpéné, C., Palacin, M., Testar, X. and Zorzano, A. (2001):Diabetes,50, 2061–2068.

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  34. Marti, L., Abella, A., De la Cruz, X., Garcia-Vicente, S., Unzeta, M., Carpéné, C., Palacín, M., Testar, X., Orozco, M. and Zorzano, A. (2004):J. Med. Chem.,47, 4865–4874.

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  35. Marti, L., Morin, N., Enrique-Tarancon, G., Prévot, D., Lafontan, M., Testar, X., Zorzano, A. and Carpéné, C. (1998):J. Pharmacol. Exp. Ther.,285, 342–349.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  36. Mathys, C. K., Ponnampalam, S. N., Padival, S. and Nagaraj, R. H. (2002):Biochem. Biophys. Res. Comm.,297, 863–869.

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  37. May, J. M. and de Haën, C. (1979):J. Biol. Chem.,254, 9017–9021.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  38. Meissonnier, G., Heniquez, A., Visentin, V., Prévot, D. and Carpéné, C. (2003):Inflamm. Res.,52, Suppl 1, S55-S56.

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  39. Mercier, N., Moldes, M., El Hadri, K. and Fève, B. (2001):Biochem. J.,358, 335–342.

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  40. Mercier, N., Moldes, M., El Hadri, K. and Fève, B. (2003):J. Pharmacol. Exp. Ther.,304, 1197–1208.

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  41. Morin, N., Lizcano, J. M., Fontana, E., Marti, L., Smih, F., Rouet, P., Prevot, D., Zorzano, A., Unzeta, M. and Carpéné, C. (2001):J. Pharmacol. Exp. Ther.,297, 563–572.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  42. Morin, N., Visentin, V., Calise, D., Marti, L., Zorzano, A., Testar, X., Valet, P., Fischer, Y. and Carpéné, C. (2002):J. Pharmacol. Exp. Ther.,303, 1238–1247.

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  43. Morris, N. J., Ducret, A., Aebersold, R., Ross, S. A., Keller, S. R. and Lienhard, G. E. (1997):J. Biol. Chem.,272, 9388–9392.

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  44. Neurath, G. B., Dunger, M., Pein, F. G., Ambrosius, D. and Schreiber, O. (1977):Food Cosmet. Toxicol.,15, 275–282.

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  45. O’Sullivan, J., Unzeta, M., Healy, J., O’Sullivan, M. I., Davey, G. and Tipton, K. F. (2004):Neurotoxicol.,25, 303–315.

    Article  CAS  Google Scholar 

  46. Obrosova, I. G., Li, F., Abatan, O. I., Forsell, M. A., Komjati, K., Pacher, P., Szabo, C. and Stevens, M. J. (2004):Diabetes,53, 711–720.

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  47. Pellati, F., Benvenuti, S. and Melegari, M. (2004):Phytochem. Anal.,15, 220–225.

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  48. Peter, K. V. (1979):Indian Horticulture,23, 17–18.

    Google Scholar 

  49. Pryme, I. F., Tiburcio, A. F., Flores, D. and Mattson, B. (1995):Cancer Lett.,93, 233–237.

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  50. Raimondi, L., Banchelli, G., Ghelardini, C. and Pirisino, R. (2003):Inflammopharmacol.,11, 189–194.

    Article  CAS  Google Scholar 

  51. Raimondi, L., Pirisino, R., Ignesti, G., Capecchi, S., Banchelli, G. and Buffoni, F. (1991):Biochem. Pharmacol.,41, 467–469.

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  52. Salmi, M., Stolen, C., Jousilahti, P., Yegutkin, G. G., Tapanainen, P., Janatuinen, T., Knip, M., Jalkanen, S. and Salomaa, V. (2002):Am. J. Pathol.,161, 2255–2262.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  53. Salmi, M., Yegutkin, G. G., Lehvonen, R., Koskinen, K., Salminen, T. and Jalkanen, S. (2001):Immunity,14, 265–276.

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  54. Shisheva, A., Ikonomov, O. and Shechter, Y. (1994):Endocrinology,134, 507–510.

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  55. Stolen, C., Madanat, R., Marti, L., Kari, S., Yegutkin, G. G., Sariola, H., Zorzano, A. and Jalkanen, S. (2004):FASEB J.,18, 702–704.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  56. Stolen, C., Yegutkin, G. G., Kurkijärvi, R., Bono, P., Alitalo, K. and Jalkanen, S. (2004):Circ. Res.,95, 50–57.

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  57. Strolin Benedetti, M. (2001):Fund. Clin. Pharmacol.,15, 75–84.

    Article  CAS  Google Scholar 

  58. Subra, C., Visentin, V., Bour, S., Fontana, E., Prévot, D. and Carpéné, C. (2004):Inflamm. Res.,53, Suppl.1, S95-S96.

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  59. Thornalley, P. J. (2003):Arch. Biochem. Biophys.,419, 31–40.

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  60. Visentin, V., Boucher, J., Bour, S., Prévot, D., Castan, I., Carpéné, C. and Valet, P. (2005):J. Physiol. Biochem.,61, 343–352.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  61. Visentin, V., Marq, P., Bour, S., Subra, C., Prévot, D., Morin, N., Valet, P., Monje, M. C., Nepveu, F. and Carpéné, C. (2003):J. Physiol. Biochem.,59, 225–232.

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  62. Visentin, V., Morin, N., Fontana, E., Prevot, D., Boucher, J., Castan, I., Valet, P., Grujic, D. and Carpéné, C. (2001):J. Pharmacol. Exp. Ther.,299, 96–104.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  63. Visentin, V., Prévot, D., Durand De Saint Front, V., Morin-Cussac, N., Thalamas, C., Galitzky, J., Valet, P., Zorzano, A. and Carpéné, C. (2004):Obes. Res.,12, 547–555.

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  64. Visentin, V., Prevot, D., Marti, L. and Carpéné, C. (2003):Eur. J. Pharmacol.,466, 235–243.

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  65. Weiss, H. G., Klocker, J., Labeck, B., Nehoda, H., Aigner, F., Klingler, A., Ebenbichler, C., Föger, B., Lechleitner, M., Patsch, J. R. and Schwelberger, H. G. (2003):Metabolism,52, 688–692.

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  66. Yu, P. H., Wang, M., Fan, H. and Gubisne-Haberle, D. (2004):Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab.,286, E634-E641.

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  67. Yu, P. H., Wright, S., Fan, E. H, Lun, Z. R. and Gubisne-Harberle, D. (2003):Biochim. Biophys. Acta,1647, 193–199.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

  68. Yu, P. H. and Zuo, D. M. (1993):Diabetes,42, 594–603.

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  69. Zorzano, A., Abella, A., Marti, L., Carpéné, C., Palacin, M. and Testar, X. (2003):Biochim. Biophys. Acta,1647, 3–9.

    CAS  PubMed  Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

  1. INSERM U586, IFR 31, Bat. L3, CHU Rangueil, Université P. Sabatier, BP 84225, 31342, Toulouse, France

    C. Carpéné, S. Bour, V. Visentin & P. Valet

  2. Dipartimento di Scienze Farmaceutiche, Università di Modena e Reggio Emilia, Via Campi, 183, 41100, Modena, Italy

    F. Pellati & S. Benvenuti

  3. Departamento de Fisiología y Farmacología, Facultad de Medicina, Universidad de Salamanca, 37007, Salamanca, Spain

    M. C. Iglesia-Osma & M. J. García-Barrado

Authors
  1. C. Carpéné
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  2. S. Bour
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  3. V. Visentin
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  4. F. Pellati
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  5. S. Benvenuti
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  6. M. C. Iglesia-Osma
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  7. M. J. García-Barrado
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  8. P. Valet
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

Corresponding author

Correspondence to C. Carpéné.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Cite this article

Carpéné, C., Bour, S., Visentin, V. et al. Amine oxidase substrates for impaired glucose tolerance correction. J. Physiol. Biochem. 61, 405–419 (2005). https://doi.org/10.1007/BF03167058

Download citation

  • Received:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/BF03167058

Key words

Palabras clave

Search

Navigation