Il metabolismo intracellulare del glucosio in eccesso induce disfunzione mitocondriale e diversione degli intermedi glicolitici verso vie alternative, con accumulo di metaboliti tossici mediatori delle complicanze del diabete, inclusa la nefropatia diabetica (ND). In cellule endoteliali umane l’esposizione ad alto glucosio (HG) induce l’attivazione di HIF-1α e una riprogrammazione metabolica dalla fosforilazione ossidativa alla glicolisi aerobia (effetto Warburg). Tali alterazioni energetiche si associano ad attivazione cellulare in senso patologico. Lo stress carbonilico (SC) derivato dalla glicolisi è in grado di mediare questi effetti. L’isoforma M2 della piruvato chinasi (PKM2) è una proteina polifunzionale che svolge un ruolo chiave, assieme ad HIF-1α, nell’indurre l’effetto Warburg nelle cellule tumorali. I livelli di PKM2 e l’attività PKasica sono stati recentemente associati alla suscettibilità alla ND nel DM1 e 2. Sebbene sia stato dimostrato che l’attivazione di PKM2 migliora la ND, la relazione tra HIF-1α e PKM2 nelle prime fasi della glucotossicità non è stata ancora studiata. Abbiamo condotto esperimenti su colture di podociti umani esposti ad HG valutando l’effetto del silenziamento di HIF-1α, dell’agente “anti-carbonilante” Carnosina (Car) e dell’attivazione farmacologica di PKM2 (con TEPP-46) sull’attività dell’asse HIF-1α/PKM2 e sulla disfunzione podocitaria indotta da HG. Oltre ad indurre la traslocazione nucleare e l’attivazione di HIF-1α, HG ha determinato un aumento della forma fosforilata dimerica enzimaticamente inattiva di PKM2 in modo dose (5-25 mM) e tempo (24-72 h) dipendente, con riduzione del 50% del rapporto tetramero/monomero+dimero di PKM2. Il livello dell’isoforma costitutivamente attiva PKM1 non variava nel tempo, con aumento del rapporto PKM2/PKM1. Coerentemente, l’attività PKasica si riduceva del 30%. Queste alterazioni erano associate ad una riduzione dell’espressione di podocina e nefrina, marcatori di disfunzione podocitaria. Il trattamento con Car migliorava tutti i parametri valutati. Il silenziamento di HIF-1α ripristinava il rapporto PKM2/PKM1 e l’attività PKasica con una efficienza simile a quella di TEPP-46, ad indicare l’esistenza di un asse SC/HIF-1α/PKM2 nella disfunzione podocitaria indotta da HG.