تحفيز الجلوكوز العالي يزيد من إنتاج الأنواع التفاعلية للأكسجين من خلال تنشيط انقسام الميتوكوندريا بواسطة الكالسيوم وكيناز البروتين المنبه للمستضدات.

إن زيادة إنتاج الأنواع التفاعلية للأكسجين (ROS) من الميتوكوندريا هي السبب الرئيسي لمضاعفات فرط سكر الدم. لقد أوضحنا سابقًا أن الظروف المرتفعة للسكر في الدم تؤدي إلى تجزئة الميتوكوندريا التي تُعتبر سببًا للإفراط في إنتاج ROS. كانت هذه الدراسة تهدف إلى تحديد مكونات الإشارة التي تحفز تجزئة الميتوكوندريا في تحفيز الجلوكوز العالي. وجدنا أن تعريض الخلايا لتركيز عالي من الجلوكوز يؤدي إلى زيادة في Ca(2+) السيتوزولية. لقد منعت عملية تشيل Ca(2+) في وسط الجلوكوز العالي ليس فقط عابر Ca(2+) ولكن أيضًا تجزئة الميتوكوندريا وزيادة ROS، مما يشير إلى أن تدفق Ca(2+) عبر غشاء البلازما هو حدث سابق يتحكم في انقسام الميتوكوندريا وإنتاج ROS في تحفيز الجلوكوز العالي. وجدنا أن الزيادة الناتجة عن الجلوكوز العالي لـ Ca(2+) تنشط كيناز البروتين المنبه للمستضدات كيناز الإشارات الخارجية المنظم 1/2 (ERK1/2). منعت عملية تشيل Ca(2+) تنشيط ERK1/2، وقد أدى تثبيط فسفرة ERK1/2 إلى تقليل تجزئة الميتوكوندريا وكذلك مستويات ROS في تحفيز الجلوكوز العالي. بالإضافة إلى ذلك، زاد مستوى بروتين انقسام الميتوكوندريا دينامين-مثل بروتين 1 في الميتوكوندريا في تحضيرات الجلوكوز العالي بطريقة تعتمد على Ca(2+). أظهرت اختبارات كيناز في المختبر أن ERK1/2 قادر على فسفرة بروتين دينامين-مثل 1. تُظهر هذه النتائج أن تحفيز الجلوكوز العالي ينشط انقسام الميتوكوندريا عبر إشارات يتم وساطتها بواسطة Ca(2+) داخل الخلايا وERK1/2.