|
|
Hemové senzorové proteiny jako potenciální markery oxidačního a buněčného stresu indukovaného ionizujícím zářením
Vávra, Jakub ; Martínková, Markéta (vedoucí práce) ; Souček, Pavel (oponent) ; Tichý, Aleš (oponent)
Ionizující záření je jedním z možných induktorů oxidačního stresu v buňce. Důsledkem této patologické situace je vznik reaktivních radikálů, které mohou modifikovat klíčové biomolekuly. V závislosti na dávce způsobuje expozice organismu ionizujícímu záření deterministické (nemoc z ozáření) či stochastické (maligní procesy) účinky. Proto je v případě suspektní expozice organismu ionizujícímu záření nutno rychle a efektivně stanovit jeho dávku. Přesto nebyla dosud vyvinuta účinná, rychlá a zároveň rutinně aplikovatelná metoda pro stanovení dávky pomocí biologických markerů. Cílem předkládané disertační práce je proto prostřednictvím nových poznatků o hemových senzorových proteinech přispět k pochopení mechanismů, jimiž buňky reagují na oxidační stres. Předkládaná disertační práce se zaměřuje na dva eukaryotické proteiny, kinasu HRI (z anglického názvu "heme regulated inhibitor") a transkripční faktor p53. Důraz je kladen na modulaci funkcí a konformačního stavu těchto proteinů prostřednictvím molekuly hemu. Součástí disertační práce je také optimalizace metod klíčových pro splnění jejích hlavních cílů. Konkrétně byla pomocí elektroforézy v prostředí Phos-tagu studována kinasová aktivita přirozené formy HRI a mutantní formy Gly202Ser, jejíž výskyt je asociován s nádory plic. V případě obou forem byl...
|
|
|
Role oxidačního stresu v mužské neplodnosti.
Dolečková, Barbora ; Tlapáková, Tereza (vedoucí práce) ; Šanovec, Ondřej (oponent)
Oxidační stres je způsoben přebytkem reaktivních forem kyslíku (ROS) nebo nedostatečnou aktivitou antioxidantů, které za normálních okolností snižují hladiny ROS a tím chrání organismus před oxidativním poškozením. Zdroje ROS lze dělit na dva typy, endogenní, mezi které patří např. leukocyty a nezralé spermie a exogenní, kam jsou řazeny faktory jako je znečištění ovzduší těžkými kovy, kouření tabákových výrobků, obezita a další. Nízké hladiny ROS mají pozitivní vliv na fyziologické funkce organismu včetně procesu spermatogeneze, kde se podílí např. na hladkém průběhu hyperaktivace a kapacitace spermií. Nicméně zvýšené hladiny ROS spouští řadu buněčných patologií, ať už jde o ztrátu fluidity biologických membrán v důsledku peroxidace lipidů, deformaci enzymatických proteinů nebo fragmentaci DNA, což se negativně odráží na fertilitě jedince. Vzhledem k významné pozitivní korelaci odbourávání ROS antioxidanty se zlepšujícími se parametry spermií infertilního jedince, se v poslední době začíná antioxidační terapie využívat jako možná úspěšná součást léčby mužské idiopatické neplodnosti.
|
|
|
Mikroplasty a jejich vliv na metabolismus živočišných buněk
Fiedlerová, Gabriela ; Cajthaml, Tomáš (vedoucí práce) ; Černý, Jan (oponent)
Mikroplasty jsou drobné částice o velikosti menší než 5 mm, které se nacházejí v různých prostředí, včetně moří, řek a půdy. Tyto částice mohou být záměrně vyráběny jako například součást kosmetických produktů nebo vznikají rozpadem větších plastových předmětů. Mikroplasty představují vážné ohrožení pro životní prostředí i živočichy a v rámci potravního řetězce se nakonec mohou dostat i do těla člověka. Tato práce se věnuje kritickému a syntetickému přehledu literatury zabývající se vlivem mikroplastů na metabolismus živočišných buněk. Práce rovněž bere ohled na experimentální podmínky, při kterých byla data získána. Zejména jsou kriticky hodnoceny faktory jako tvar, velikost a stárnutí testovaných mikroplastů, což jsou aspekty v literatuře často opomíjené. Současné poznatky poukazují na to, že se mikroplasty v tělech živočichů akumulují a mohou způsobovat mechanické i metabolické poškození v podobě zánětu, narušení energetického metabolismu, metabolismu proteinů, aminokyselin a lipidů. Za nejzávažnější dopady mikroplastů lze považovat tvorbu kyslíkových radikálů, neurotoxicitu, narušení gametogeneze a vývoje potomků.
|
|
|
Elektrochemická generace peroxidu vodíku pro biotechnologické aplikace
Runštuková, Nikola ; Kratochvíl, Matouš (oponent) ; Ehlich, Jiří (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá propojením dvou odlišných oborů, elektrochemie a biotechnologie, kdy je elektrochemicky generovaný peroxid vodíku následně využit při bakteriálních kultivacích. Peroxid byl syntetizován v elektrolytickém článku redukcí kyslíku na katodě, na kterou byl aplikován vhodný elektrický potenciál. Cílem práce bylo prozkoumat závislost produkovaného množství peroxidu vodíku na několika vybraných parametrech, jako je katodový potenciál, elektrodový materiál, geometrie měřící cely či rychlost míchání, a následně tyto poznatky aplikovat při kontinuálním stresování bakterie Cupriavidus necator H16, za účelem zvýšené produkce polyhydroxyalkanoátů. Vybrané parametry byly nejprve otestovány v malých měřících celách a následně byly provedeny experimenty ve větším měřítku, tedy Erlenmeyerových baňkách. Během experimentů byla zkoumána velikost produkovaného elektrického proudu a měřena koncentrace peroxidu spektrofotometricky a koncentrace kyslíku pomocí optického senzoru. Na základě dosažených výsledků byly následně kultivovány bakterie v baňkách se zabudovaným systémem ocelových elektrod, díky nimž docházelo ke kontinuálnímu působení oxidačního stresu v podobě in situ generovaného peroxidu vodíku. Bakteriální kultury byly hodnoceny na základě změny optické hustoty, gravimetrické analýzy a analýzy pomocí GC-FID. Bylo zjištěno, že i malé množství peroxidu vodíku (~25 M) dokáže vyvolat stresovou odpověď organismu v podobě zvýšené syntézy polyhydroxybutyrátu (PHB). Bylo dosaženo procentuálního zvýšení obsahu PHB v biomase, nicméně celkový výtěžek polymeru byl nižší z důvodu nižšího nárůstu biomasy.
|
|
|
Vliv oxidačního stresu na diferenciaci mezenchymálních kmenových buněk.
Bura, Radek ; Tlapáková, Tereza (vedoucí práce) ; Pacherník, Jiří (oponent)
Mezenchymální kmenové buňky jsou schopné tvořit různé typy tkání jako například svalové, kostní, tukové nebo chrupavčité tkáně, a to díky schopnosti se dělit a přeměnit se na jiný buněčný typ. Mezenchymální kmenové buňky získané z různých tkání se používají pro buněčnou terapii a regenerativní medicínu. Znalost vlivu různých faktorů na diferenciaci těchto multipotentních buněk je důležitá. V současné době je málo známo o vlivu reaktivních forem kyslíku (ROS) na diferenciační potenciál mezenchymálních kmenových buněk. Cílem této bakalářské práce je vypracovat literární rešerši shrnující dosavadní poznatky o vlivu oxidačního stresu na diferenciaci mezenchymálních kmenových buněk a ovlivněných signálních drah.
|
|
|
Subletální účinky směsí pesticidů na raky
HOVORKOVÁ, Anna
Prometryn, řadící se do skupiny triazinových herbicidů, byl v Evropě zakázán v roce 2004. Metazachlor, chloracetamid využívaný k ošetření převážně olejnatých plodin, je stále používaným herbidicem. Ve vodním prostředí mohou negativně působit individuálně používané pesticidy či jejich metabolity, další otázku z hlediska negativního působení v prostředí představují vznikající směsi pesticidů, které se v životním prostředí mohou vytvořit. Cílem této studie bylo posoudit vliv směsí pesticidů smísených ze zvolených koncentrací (0,01 mg.l-1, 0,1 mg.l-1, 1 mg.l-1) na raka mramorovaného (Procambarus virginalis). Testované byly také pesticidy individuálně ve zvolených koncentracích. Byl hodnocen vliv na biochemický profil hemolymfy a antioxidační biomarkery a biomarker oxidačního stresu v tkáních hepatopankreatu, svalu a žaber raka mramorovaného. Toxicita byla posouzena pomocí subchronického testu toxicity, který probíhal po dobu 8 dnů. Na hladiny biomarkerů biochemického profilu hemolymfy působily nejvíce koncentrace metazachloru (0,1 a 1 mg.l-1), které způsobily statisticky významné snížení hladiny ALT, Cl-, Mg2+ a Ca2+ a zvýšení hladiny NH3. Vliv všech testovaných směsí byl pozorován na zvýšení hladiny GLO, ALT a NH3, zde se projevil synergický účinek směsí. Aktivita antioxidačních biomarkerů byla ovlivněna pouze u CAT u prometrynu (0,01 mg.l-1) a metazachloru (0,01 a 1 mg.l-1). Hladina LPO byla ovlivněna metazachlorem (0,01 mg.l-1). Nebyl prokázán vliv směsí pesticidů na hladinu LPO a aktivity antioxidačních enzymů.
|
|
|
Akutní a chronické působení neonikotinoidových látek na vodní organismy
STROUHOVÁ, Alžběta
Jednou z nejnovějších tříd pesticidních látek jsou neonikotinoidy, syntetické látky odvozené od přírodního alkaloidu - nikotinu. Neonikotinoidy jsou selektivní vůči nikotinovým acetylcholinovým receptorům (nAChRs) bezobratlých, vzhledem k této skutečnosti jsou hojně využívány pro ošetřování zemědělských kultur po celém světě. Cílem této studie bylo zhodnocení akutní toxicity neonikotinoidní látky acetamiprid a neonikotinoidního přípravku Mospilan 20 SP, který obsahuje 20 % acetamipridu, pro vodní organismy a dále zhodnocení chronického působení na biochemický profil hemolymfy, biomarker oxidačního stresu a antioxidační biomarkery. Jako modelový organismus byl použit rak mramorovaný (Procambarus virginalis). Akutní toxicita (96hLC50) čistého neonikotinoidu acetamipridu pro raka mramorovaného je 0,8 mg.l-1, přípravku Mospilan pak 2,71 mg.l-1. Na základě údajů o obsahu účinné látky acetamiprid v přípravku Mospilan byla vypočtena také teoretická toxicita Mospilanu (96hLC50 = 4,0 mg.l-1). Na toxicitě přípravku se zřejmě podílejí více přídavné látky než samotná účinná látka. Acetamiprid i Mospilan působí na změny hladinách biomarkerů biochemického profilu hemolymfy, biomarkeru oxidačního stresu i antioxidačních biomarkerů, již při koncentracích, které odpovídají 0,1 % a 1 % 96hLC50. Jedná se zejména o zvýšení hladiny GLU, AST, ALT a LDH, snížení hladiny TP, PHOS a GSH, snížení aktivity CAT a GST a o změny v hladině LPO.
|
|
|
Vliv koncentrace, teploty a doby působení na biochemické parametry raka mramorovaného (Procambarus fallax f. virginalis) exponovaného neonikotinoidovému pesticidu, thiaklopridu
HUMMELOVÁ, Světlana
Cílem této práce bylo zhodnotit vliv koncentrace, teploty a doby působení thiaclopridu na biochemické parametry raka mramorovaného nyní označen latinským názvem (Procambarus virginalis). Doba experimentu probíhala po dobu 56 dní (28 dní expozice a 28 dní depurace), kdy byli raci rozděleni do skupin podle vybraných koncentrací: (kontrolní skupina (K) bez obsahu thiaclopridu, nejvyšší zjištěná environmentální koncentrace 4,5 ?g?l-1 (TEN) a koncentrace 64,6 ?g?l-1 (TLC), která odpovídá 10% hodnotě 96hodinové letální koncentraci pro raka mramorovaného a různých teplot vody (17 a 23 °C). Během experimentu byla u raků vystavených nižší teplotě vody (17 °C) pozorována obecně nižší aktivita v chování než u raků vystavených vyšší teplotě (23 °C). Vliv obou zkoumaných koncentrací (4,5 a 64,6 ?g?l-1) způsobil v tkáních svalu a hepatopankreatu LPO a změnu aktivity GST. Dále byly zaznamenány statisticky významné (P<0,01) změny SOD, CAT a GSH ve všech tkáních (svalu, hepatopankreatu i žaber), u obou zkoumaných koncentrací (4,5 a 64,6 ?g?l-1) a sledovaných teplot (17 a 23 °C) v průběhu experimentu. Vliv koncentrace thiaclopridu, teploty a doby působení způsobil dále nárůst GLU, NH3, AST, ALT a CK v hemolymfě raků. Další sledované parametry v hemolymfě (LDH, TP, Ca2+, Mg2+) byly ovlivněny především teplotou, kdy u raků v teplejší vodě (23 °C) byly zaznamenány zvýšené hodnoty těchto ukazatelů oproti rakům v chladnější vodě (17 °C). V jediných dvou parametrech (ALB a GLOB) nebyly zaznamenány v hemolymfě žádné rozdíly. Nejvyšší statisticky významné (P<0,05) změny jednotlivých parametrů v rámci skupin byly pozorovány nejčastěji po 14 a 28denní expoziční době, kdy u některých parametrů, zejména při vyšší koncentraci thiaclopridu i teplotě vody bylo zjištěno, že 28denní depurační doba nebyla dostatečná pro vyrovnání biochemických parametrů na běžné hodnoty kontrol. Na závěr je vhodné zmínit, že na vliv jednotlivých parametrů měla vliv i samotná teplota vody, kdy byly v několika případech naměřeny rozdílné hodnoty sledovaných biomarkerů mezi teplotami u skupin vystavených stejným koncentracím thiaclopridu, i přesto, že jejich kontrolní skupiny mezi teplotami nevykazovaly žádné rozdíly. Výsledky této práce potvrzují synergické účinky thiaclopridu, teploty a doby působení na necílové vodní organismy a mohou být podkladem pro další studie zabývající se hodnocením vlivu thiaclopridu i jiných pesticidních látek na organismy.
|
|
|
Molecular consequences of electron transport chain deficiency in proliferating and quiescent cells
Magalhães Novais, Silvia Carina ; Rohlena, Jakub (vedoucí práce) ; Panicucci Zíková, Alena (oponent) ; Eelen, Guy (oponent)
SOUHRN Oxidativní fosforylace (OXPHOS) produkuje ATP v mitochondriích. OXPHOS ovšem může podporovat i další biologické funkce, které se syntézou ATP přímo nesouvisí. Liší se tyto funkce v různých buněčných stavech jako jsou např. proliferace a quiescence, tedy dva největší kontrasty kterýmiou pro savčí buňka procházíu nejvíce kontrastních stavech? V této práci jsme využili genetické modely deficience OXPHOS a ukázali jsme, že v proliferujících buňkách a v nádorech OXPHOS zajišťuje především biosyntézu metabolitů, zatímco v klidových buňkách OXPHOS zajišťuje odolnost vůči oxidačnímu stresu. Z hlediska mechanismu je hlavní úlohou OXPHOS v rostoucím nádoru udržovat v chodu dihydroorotátdehydrogenázu (DHODH), klíčový enzym de novo syntézy pyrimidinů. Dále jsme ukázali, že respirační komplex II funguje jako senzor mitochondriální dysfunkce a reguluje syntézu pyrimidinů za účelem úspory energie. V klidových buňkách pak aktivnější antioxidační obrana spolu se zvýšenou autofagií stimulovanou ROS které jsou produkovanéými mitochondriální respirací poskytuje základní ochranu před oxidačním stresem. Lze tedy shrnout, že OXPHOS nejenom produkuje ATP, ale má i další životně důležité funkce, které jsou přizpůsobeny konkrétním požadavkům klidového stavu a proliferace, což je důležité pro patofyziologii v rakovině a...
|
|
|
Oxidační posttranslační modifikace a jejich význam
Šimková, Anna ; Míšek, Jiří (vedoucí práce) ; Petrák, Jiří (oponent)
Aerobní způsob života s sebou přináší nevyhnutelné vystavení živých systémů reaktivním formám kyslíku, dusíku a chloru. Široká škála oxidantů může měnit strukturu biomolekul, jako jsou proteiny, lipidy a DNA. Oxidační posttranslační modifikace hrají důležitou roli v řadě buněčných procesů, například se účastní redoxní signalizace, transkripce genů a metabolismu. Nárůst oxidantů v buňkách vede k oxidačnímu stresu, který je u lidí spojen se vznikem neurodegenerativních, kardiovaskulárních a autoimunitních onemocnění. Výzkum zaměřený na působení konkrétních reaktivních druhů v buňce může objasnit spletitou síť redoxních dějů a pomoci vývoji odvětví redoxní medicíny.
|
host ::
RSS.