|
| |
|
|
Energy Metabolism in Obesity: Metabolic Flexibility and Dietary Fat
Bardová, Kristina ; Kopecký, Jan (vedoucí práce) ; Drahota, Zdeněk (oponent) ; Žurmanová, Jitka (oponent)
Abstrakt Tuková tkáň hraje v těle důležitou homeostatickou funkci. Nejenom že vyrovnává hladiny mastných kyselin v krvi, ale také uvolňuje důležité autokrinní, parakrinní a endokrinní faktory, ktere mají vliv na metabolizmus celého těla. Biologie tukové tkáně má úzký vztah k metabolickým důsledkům obezity, zejména k diabetu II. typu. Obezita a diabetes II. typu způsobují a nebo naopak mohou být zapříčiněny metabolickou inflexibilitou, která je definovaná jako neschopnost organismu adaptovat oxidaci substrátů jejich dostupnosti. Tato dizertační práce je postavena na průsečíku důležitých témat na poli živočišné fyziologie, jakými jsou biologie tukové tkáně, obezita a její metabolické důsledky a teorie metabolické flexibility. V práci je zahrnuto pět publikací, které se věnují výše zmíněným tématům. Hlavním cílem práce je porovnání několika postupů pro určení metabolické flexibility; zejména těch, které se věnují energetické homeostázi celého organizmu. Specifické cíle, zdůrazněné zahrnutými publikacemi, jsou (i) vyhodnocení vlivu n-3 dlouhých mastných kyselin, rosiglitazonu a jejich kombinace, na metabolickou flexibilitu jak na úrovni celého organizmu, tak i na buněčné úrovni; (ii) vyhodnocení důsledku podávání diety s vysokým ...
|
|
|
Effect of selected nutrients on skeletal muscle mitochondrial metabolism
Tůmová, Jana ; Anděl, Michal (vedoucí práce) ; Poledne, Rudolf (oponent) ; Drahota, Zdeněk (oponent)
SOUHRN Kosterní sval hraje významnou roli v udržování metabolické homeostázy celého organismu. Metabolické změny v kosterním svalu přispívají k patogenezi celé řady onemocnění, jako je obezita, diabetes 2. typu a hypertenze. Nadbytek a nevhodné složení živin negativně ovlivňují metabolismus kosterního svalu. Porozumění mechanismům, kterými k tomu dochází, je tedy důležitým cílem metabolického výzkumu. Cílem této práce bylo sledovat viabilitu buněk kosterního svalu a parametry mitochondriální respirace po experimentálně indukovaných změnách v dostupnosti nebo složení vybraných živin (mastných kyselin a glutaminu). Pokusili jsme se také objasnit mechanismy zodpovědné za pozorované změny, jako je poškození mitochondriální DNA (mtDNA) nebo aktivace jaderných receptorů. Jako in vitro model kosterního svalu byly použity kultivované svalové buňky. Dále jsme sledovali mitochondriální funkci a akumulaci tuku v kosterním svalu u veganů, tedy jedinců konzumujících striktně rostlinnou stravu. Na svalových buňkách linie C2C12 jsme studovali účinky volných mastných kyselin (VMK). Zjistili jsme, že již relativně nízké dávky nasycené kyseliny palmitové zvýšily produkci peroxidu vodíku, indukovaly poškození mtDNA a mitochondriální respirační dysfunkci a snížily viabilitu myoblastů. Diferencované myotuby byly více...
|
|
|
Energy metabolism of skeletal muscle
Elkalaf, Moustafa GamalEldin Mahmoud Mohamed ; Anděl, Michal (vedoucí práce) ; Drahota, Zdeněk (oponent) ; Žurmanová, Jitka (oponent)
Souhrn Kosterní svalovina, jakožto nejobjemnější tkáň v těle, má nezastupitelnou úlohu při udržování metabolické homeostázy. Bylo dokázáno, že mitochondrie přispívají k patofyziologii nejrůznějších metabolických onemocnění, ať již kvůli poškození bioenergetických vlastností nebo produkcí reaktivních forem kyslíku. V této práci byly jako in vitro model kosterního svalu použity myší myoblasty C2C12 a sval krysy, ze kterého byl připraven homogenát obohacený o mitochon- driální frakci. Cílem práce bylo stanovit změny v mitochondriálních respiračních parame- trech daných dostupností využitelných substrátů v kultivačním mediu, např. nahrazením glukózy galaktózou, a také zjistit vliv vysokých koncentrací glukózy na mitochondriální aktivitu během diferenciace. Dalším cílem bylo objasnit efekt inaktivních derivátů trifenyl fosfoniových (TPP+) solí, hojně využívaných pro doručení různých prób a antioxidantů do mitochondrií, na bioenergetický profil buněk. Data byla získána pomocí metod umožňující měření spotřeby kyslíku v reál- ném čase na extracelulárním flux analyzátoru a to jak v buňkách s neporušenou membránou, tak v permeabilizovaných buňkách, dále pomocí spektrofotometrick- ého měření enzymatické aktivity Krebsova cyklu a elektronového transportního řetězce, a nakonec pomocí fluorometrické detekce změn...
|
|
|
The role of mitochondrial creatine kinase and hexokinase in cardioprotective mechanisms induced by chronic hypoxia
Wasková, Petra ; Žurmanová, Jitka (vedoucí práce) ; Drahota, Zdeněk (oponent) ; Nováková, Olga (oponent)
IN CZECH Ischemicko-reperfúzní (I/R) poškození, které je důsledkem infarktu myokardu, představuje hlavní příčinu úmrtí po celém světě. Jedním z nejúčinnějších kardioprotektivních intervencí zvyšujících odolnost srdce k I/R poškození je adaptace na chronickou hypoxii (CH). Avšak molekulární mechanismy CH nejsou zcela objasněny. Mezi nejdůležitější faktory zodpovědné za I/R poškození patří reaktivní formy kyslíku (ROS) produkované komplexy I a III mitochondriálního elektronového transportního řetězce. Potenciálními kandidáty udržující ROS na nízké úrovni jsou mitochondriální kreatinkináza (mtCKs) a dvě isoformy hexokinázy (HK1 a HK2). Tyto enzymy významně podporují mitochondriální oxidativní fosforylaci tím, že zvýšují dostupnost ADP pro komplex V dýchacího řetězce. Navíc HK navázaná na mitochondrie inhibuje navázání pro-apoptotického proteinu BAX, čímž chrání srdeční buňky vůči apoptóze. Kromě mitochondriální isoformy CK jsou v kardiomyocytech také přítomny dvě cytosolické isoformy CK (CKM a CKB), které pomáhají udržovat energetickou homeostázu. Na základě známých anatomických a fyziologických rozdílů mezi levou (LV) a pravou (RV) komorou se první studie zaměřila na porovnání těchto komor z hlediska energetického metabolismu a ko-lokalizace isoforem HK s mitochondriemi. Také byla stanovena hladina...
|
|
|
Studium fluorescenčních produktů v mitochondriích po napadení volnými radikály
Ivica, Joško ; Wilhelm, Jiří (vedoucí práce) ; Entlicher, Gustav (oponent) ; Drahota, Zdeněk (oponent)
Lipofuscinoidní pigmenty (LFP) jsou produkty reakcí, ve kterých volné radikály napadají molekuly s nukleofilními skupinami. LFP vznikají např. v reakcích mezi produkty rozkládaní peroxidů lipidů, což jsou hlavně reaktivní aldehydy, a sloučeninami obsahujícími aminoskupiny (fosfolipidy, peptidy). LFP lze snadno měřit díky jejich vnitřní fluorescenci. Tyto produkty jsou poměrně stabilní, a proto byly úspěšně využívány jako robustní markery oxidačního poškození. Provedli jsme metabolomické studie, přičemž LFP byly nejprve analyzovány fluorimetricky pomocí trojrozměrných a diferenciálních fluorescenčních spekter. Potom jsme LFP analyzovali pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie s cílem rozdělit směs látek na jednotlivé frakce. LFP jsme získali z izolovaných mitochondrií vystavených in vitrooxidačnímu stresu zahájenému různými spouštěči. LFP byly rovněž analyzovány v potkaních mozcích během časného rozvoje, což je doprovázeno přechodným zvýšením koncentrace kyslíku, a v erytrocytech z pacientů s Alzheimerovou chorobou. Vyvinuli jsme HPLC metodu pro kvalitativní analýzu LFP odlišného původu. Tato analýza objevila, že se LFP opravdu skládají z mnoha chromatograficky odlišných látek. Tímto způsobem jsme potvrdili jsoucnost velkého počtu jednotlivých fluorescenčních látek, jež se účastní patofyziologie...
|
|
|
Vliv ektopické syntézy mitochondriálního odpřahujícího proteinu 1 v bílé tukové tkáni na celotělový metabolizmus u myší
Janovská, Petra ; Kopecký, Jan (vedoucí práce) ; Drahota, Zdeněk (oponent) ; Kalous, Martin (oponent)
Prevence a léčba obezity patří mezi nejzávažnější problémy zdravotní péče. Mezi terapeutické cíle patří i metabolizmus tukové tkáně, jejíž hromadění je podstatou vzniku obezity. Pokusy na transgenních myších s ektopickou expresí hnědotukového odpřahujícího proteinu (UCP1) v bílé tukové tkáni prokázaly, že zvýšením výdeje energie v bílé tukové tkáni lze zabránit rozvoji obezity. Jedním z hlavních cílů dizertační práce byla detailní charakterizace fenotypu tohoto unikátního modelu myší rezistentních k obezitě. Ukázali jsme, že odpřažení mitochondriální oxidační fosforylace v bílé tukové tkáni vedlo ke zvýšení oxidace mastných kyselin, snížení lipogeneze a indukci mitochondriální biogeneze v této tkáni. Dále jsme se zaměřili na modulaci náchylnosti k rozvoji obezity zvýšením oxidace mastných kyselin v bílém tuku v reakci na fyziologický podnět, kombinovanou intervenci založenou na zvýšeném příjmu n-3 polynenasycených mastných kyselin (PUFA) a mírné kalorické restrikce, u myší krmených dietou s vysokým obsahem tuku. Synergická indukce mitochondriální oxidační kapacity a lipidového katabolizmu v epididymálním bílém tuku byla spojena s potlačením zánětlivé reakce této tkáně, která doprovází obezitu. Zlepšení lipidové (a glukózové) homeostázy bylo nezávislé na chladem indukované termogenezi (a UCP1) a souvisí s...
|
|
|
Studium molekulární a biochemické podstaty primární deficience koenzymu Q10
Spáčilová, Jana ; Veselá, Kateřina (vedoucí práce) ; Drahota, Zdeněk (oponent)
Tato diplomová práce se věnuje poruchám koenzymu Q10, které vedou ke snížení jeho koncentrace ve tkáních pacientů (tzv. deficience CoQ10). Zavádí dvě molekulárně-genetické metody pro analýzy deficience CoQ10 - skríningovou metodu High Resolution Melting Analysis pro usnadnění vytřídění potenciálních pacientů s mutací v genech PDSS1, PDSS2, COQ2, COQ9, CABC1 a APTX, které kódují některé z enzymů účastnících se biosyntézy CoQ10, a metodu přímého sekvenování kódujících sekvencí těchto genů a jim přilehlých intronních oblastí. Dále se snaží charakterizovat model deficience CoQ10 na in vitro kultivovaných lidských fibroblastech a linii HEK293. Deficience je v tomto případě navozena působením inhibitoru biosyntézy CoQ10 - kyseliny 4-aminobenzoové o koncentraci 1 mmol.dm-3 v médiu. Bylo zjištěno, že se po 4denním působení tohoto inhibitoru koncentrace CoQ10 u kultur fibroblastů a linie HEK293 snížila na 60 - 70 % kontroly, resp. 41 % kontroly v případě linie HEK293, přitom nedošlo ke změnám viability buněk ani morfologie mitochondriálních sítí. Zjistili jsme mírné zvýšení přítomnosti reaktivních forem kyslíku po kultivaci s inhibitorem, a to zejména superoxidových radikálů, ovšem ultrastruktura mitochondrií zřejmě zůstala nezměněna. V neposlední řadě se práce věnuje změnám aktivit komplexů dýchacího řetězce a...
|
|
| |
|
|
The Study of Molecular and Biochemical Bases of Cytochrome C Oxidase Deficiency
Veselá, Kateřina ; Zeman, Jiří (vedoucí práce) ; Farghali, Hassan (oponent) ; Drahota, Zdeněk (oponent)
Předkládaná práce vznikla v Laboratoři pro studium mitochondriálních poruch Kliniky dětského a dorostového lékařství 1.LF UK v Praze, která je diagnostickým centrem pro pacienty z České a Slovenské Republiky. V průběhu posledních let bylo v naší laboratoři diagnostikováno přes 40 pacientů s izolovanou poruchou aktivity cytochrom c oxidázy (COX). Molekulární podstata onemocnění byla objasněna pouze u 12 pacientů, kteří nesli patologické mutace v SURF1 genu. Vzhledem k tomu, že v současnosti neexistuje žádná adekvátní léčba těchto onemocnění, hraje v přístupu k postiženým rodinám klíčovou roli genetické poradenství a možnost prenatální diagnostiky. Skutečnost, že mitochondriální poruchy mohou mít dvojí genetický původ (geny kódovány mitochondriální nebo jadernou DNA), se kterým jsou spojené i specifické vlastnosti různých typů dědičnosti, genetické poradenství založené pouze na biochemickém potvrzení COX deficience je značně obtížné nebo dokonce zcela nemožné. Cílem naší práce byla snaha odhalit molekulární podstatu deficitu COX u našich pacientů. Kromě optimalizace metod pro rutinní skríning a nalezení několika patologických mutací v genech pro asemblační proteiny, jsme měli možnost studovat také tkáňový dopad těchto mutací z pohledu biochemického, strukturálního a histochemického.
|
host ::
RSS.