|
|
Cirkadiánní systém během časné ontogeneze a jeho poruchy u animálních modelů a u člověka
Mikulášková, Marta ; Sumová, Alena (vedoucí práce) ; Mareš, Jan (oponent) ; Praško Pavlov, Ján (oponent)
Vnitřní časový systém řídí všechny fyziologické procesy v našem těle, které se pravidelně opakují se zhruba denní, tj. cirkadiánní, periodou. Tento časový systém funguje na mnoha úrovních, od úrovně molekulární až po komplexní vzorce chování. Přestože jsou centrální hodiny uloženy v hypotalamu, molekulární mechanismus zajišťující tyto rytmy jako takové se vyskytuje téměř ve všech tělních buňkách. U lidí může vést narušení vnitřního časového systému vlivem nepravidelného režimu k rozvoji nejrůznějších onemocnění, např. spánkových problémů, obezity, nádorů prsou či neurologických a psychiatrických onemocnění. Proto je výzkum časového systému nezbytný pro správné pochopení mechanismů, které spojují narušený časový systém s rozvojem těchto nemocí. V průběhu mých studií jsme objasnili, že během prenatálního vývoje potkana jsou jeho centrální hodiny citlivé na periodické krmení matky. Tento vliv se projeví především pokud je narušen časový systém matky a tím i narušeny signály vysílané z centrálních hodin matky k plodům. Dále jsme studovali funkční stav vnitřních hodin u dětí s neuropsychiatrickými onemocněními. U desetiletých až dvanáctiletých dětí s poruchou pozornosti spojenou s hyperaktivitou (ADHD) jsme zjistili, že mají ve srovnání se stejně starými zdravými dětmi zkrácený interval vysokých nočních hladin...
|
|
|
Molekulární mechanismus cirkadiánních hodin a jejich synchronizace v trávicím systému potkana
Polidarová, Lenka ; Sumová, Alena (vedoucí práce) ; Doležel, David (oponent) ; Zeman, Michal (oponent)
Cirkadiánní systém řídí načasování behaviorálních a fyziologických procesů většiny organismů s periodou zhruba 24 h. U savců se cirkadiánní systém skládá z centrálního oscilátoru v suprachiasmatických jádrech hypothalamu (SCN) a z periferních oscilátorů uložených v mnoha orgánech jako jsou játra, srdce, plíce, svaly, střeva atd. Periferní oscilátory jsou autonomní, mohou fungovat nezávisle na SCN a být seřizovány změnou doby příjmu potravy. Narušení vnitřního časového systému v důsledku např. nepravidelného režimu nebo práce na směny může vést k rozvoji nejrůznějších onemocnění, např. spánkových poruch, trávicích problémů a různých druhů nádorových onemocnění. Pochopení fungování molekulárního mechanismu cirkadiánních hodin může usnadnit léčbu onemocnění způsobených poruchami cirkadiánního systému. Ve své disertační práci jsem se zaměřila na identifikaci a synchronizaci cirkadiánních hodin v trávicím systému potkana a na jejich vývoj během ontogeneze. Kromě toho byl také studován cirkadiánní systém kmene potkana vykazující patologii, tzn. spontánně hypertenzního potkana (SHR). Podařilo se nám identifikovat cirkadiánní hodiny v jednotlivých částech střeva a zjistili jsme, že tyto hodiny jsou vzájemně synchronizovány s fázovým zpožděním ve směru kranio- kaudální osy trávicího traktu. Naše data dále...
|
|
|
Circadian regulation of glucocorticoid secretion
Tejkal, Karel ; Sumová, Alena (vedoucí práce) ; Soták, Matúš (oponent)
Glukokortikoidy jsou skupina steroidních hormonů, které jsou syntetizovány v nadledvinách. Vykonávají četné funkce související s metabolismem, imunitní odpovědí a ontogenezí. Glukokortikoidy účinkují jako výkonné molekuly hypothalamo-hypofýzo-nadledvinové (HPA) osy a jako takové je jejich hladina v krvi zvýšena po vystavení stresu. Bazální hladina glukokortikoidů také vykazuje nápadný denní rytmus svědčící o vlivu cirkadiánních hodin na regulaci HPA osy. Studie ukázaly, že na regulaci denní sekrece glukokortikoidů se kromě HPA osy podílí i další regulační mechanismy. Poruchy těchto regulačních mechanismů mohou vést k vážných patologiím. Tato práce popisuje podstatu rytmické povahy výlevu glukokortikoidů a mechanismy, kterými cirkadiánní hodiny uplatňují svůj vliv na zmíněný rytmus. Dále se práce stručně zaměřuje na vysvětlení povahy zpětné vazby glukokortikoidů na hodinový systém. Závěrem jsou shrnuty některé příklady úlohy abnormální sekrece glukokortikoidů v několika vybraných chorobách.
|
|
|
Synchronizace perifernich cirkadiannich hodin během ontogeneze
Paušlyová, Lucia ; Sumová, Alena (vedoucí práce) ; Hock, Miroslav (oponent)
Cirkadiánní systém je důležitým koordinátorem fyziologických funkcí savčího organismu. Jeho základními stavebními prvky jsou buněčné oscilátory nacházející se jak v suprachiasmatických jádrech hypotalamu (SCN), která reprezentují centrální oscilátor, tak napříč všemi buňkami periferních tkání, představujících periferní oscilátory. Periferní oscilátory, obdobně jako ty centrální, generují cirkadiánní oscilace na úrovni exprese tzv. hodinových genů a jejich proteinů. Oscilace v expresi hodinových genů mají na úrovni periferních hodin autonomní charakter, ale pro zajištění robustní rytmické exprese je potřebná jejich vzájemná synchronizace. Hlavním synchronizátorem pro periferní hodiny jsou rytmické signály vysílané z SCN, včetně těch, které souvisejí s rytmem v příjmu potravy. Poruchy na úrovni exprese hodinových genů a také rozporné synchronizační signály, můžou vyústit v různé patofyziologické projevy. Vhodným modelem pro výzkum spojitostí mezi narušením cirkadiánního systému a postupným rozvojem hypertenze a metabolických onemocnění u savců představují sontánně hypertenzní potkani (SHR). V řadě prací byly prokázány odlišnosti v rytmické expresi hodinových genů u tohoto kmene ve srovnání s normotenzními skupinami Wistar/Wistar-Kyoto. Cílem této práce je poskytnout vhled do vývoje rytmické exprese...
|
|
|
Cirkadiánní systém laboratorního potkana kmene SHR
Pačesová, Dominika ; Sumová, Alena (vedoucí práce) ; Švandová, Ivana (oponent)
Suprachiasmatická jádra (SCN) jsou sídlem centrálního oscilátoru savců. Kontrolují a koordinují cirkadiánní rytmy v těle a tím zajišťují optimální chod organismu v měnících se podmínkách okolního prostředí. SCN jsou heterogenní strukturou, jak ve své morfologii, tak funkci. Předkládaná práce se zaměřuje na porovnání SCN a jejich vlastností u animálního modelu patologického stavu hypertenze, tj. u spontánně hypertenzního potkana (SHR) a zdravého normotenzního potkana Wistar. Pro sledování vybraných morfologických a funkčních markerů v SCN potkanů obou kmenů byly použity metody hybridizace in situ a imunohistochemie. Pro porovnání funkčních vlastností SCN u SHR a Wistar byl také sledován vliv aplikace světelných pulzů na expresi genů c-fos a Per1 a vliv těchto pulzů na pohybovou aktivitu obou kmenů. Výsledky naznačují morfologické odlišnosti v počtu neuronů a v expresi genů Avp a Vip v SCN s trendem vyšších hladin daných proteinů u SHR oproti Wistar. Dále ukazují na rozdílné fungování SCN mezi SHR a Wistar, na základě odlišných odpovědí na světelné pulzy v první oproti druhé polovině subjektivní noci, v rozdílné expresi c-fos a Per1 a ve změně rytmu v pohybové aktivitě. Tyto poznatky přispívají k pochopení souvislostí mezi změnami v cirkadiánním systému a patofyziologickým stavem hypertenze. Klíčová...
|
|
|
Cirkadiánní systém laboratorního potkana během ontogeneze
Olejníková, Lucie ; Sumová, Alena (vedoucí práce) ; Mareš, Pavel (oponent)
Jednou z vlastností společných téměř všem živým organismům je schopnost vytvářet a udržovat endogenní rytmy, které jsou řízeny biologickými hodinami. Rytmy opakující se v neperiodickém prostředí s periodou přiblížně 24 hodin nazýváme rytmy cirkadiánní. Mezi cirkadiánní rytmy patří např. rytmus ve spánku a bdění, v pohybové aktivitě, tělesné teplotě a sekreci hormonů. U savců se cirkadiánní systém skládá z centrálního oscilátoru, který je uložen v suprachiasmatických jádrech (SCN) hypothalamu, a dalších oscilátorů v různých částech mozku, periferních orgánech a tkáních. Ontogenetický vývoj cirkadiánního systému probíhá postupně a prodělává největší změny během pozdně embryonálního a raně postnatálního vývoje. Cirkadiánní hodiny jsou v přirozených podmínkách seřizovány k 24 hodinovému cyklu především střídáním světla a tmy. V podmínkách, kdy je pravidelné střídání světla a tmy narušeno, a také během ontogenetického vývoje, se však uplatňují i jiné vlivy, umožňující synchronizaci centrálních hodin v SCN. Všechny mechanismy této synchronizace nejsou ještě plně známy, ale zahrnují nejrůznější behaviorální, hormonální i metabolické signály. Cílem této diplomové práce bylo sledovat synchronizaci mláďat potkana mateřskými vlivy v průběhu časné ontogeneze a srovnat vývoj rytmické exprese vybraných hodinových genů u...
|
|
|
Význam časového systému pro zdraví člověka
Pospíšilová, Lucie ; Sumová, Alena (vedoucí práce) ; Hejnová, Lucie (oponent)
Cirkadiánní systém vznikl jako adaptace na cyklicky se opakující změny podmínek pro život na Zemi, především střídání světla a tmy s periodou solárního dne. Rytmický signál vzniká v organismu na buněčné úrovni díky rytmickému spínání hodinových genů a jejich proteinových produktů. Suprachiasmatická jádra (SCN) v hypothalamu jsou hlavním cirkadiánním oscilátorem savců a řídí denní cykly fyziologických a behaviorálních procesů. V periferních tkáních fungují lokální oscilátory, které jsou neuroendokrinními signály ze SCN synchronizovány k denní době a k sobě navzájem. Pro správnou funkci organismu je nutná vzájemná synchronizace všech složek cirkadiánního systému. Nejdůležitějším synchronizátorem systému s denní dobou je světlo působící na SCN přes retinu. U některých nevidomých je vnímání světla v retině narušeno a proto nemohou být světlem synchronizováni. SCN řídí rytmické uvolňování hormonu melatoninu z epifýzy. Tento hormon zprostředkovává informaci o denní době dalším tkáním, které nejsou na světlo citlivé. Cirkadiánní systém časově řídí řadu dalších procesů, včetně cyklu buněčného dělení. Zdá se, že jednou z příčin některých nádorových onemocnění může být narušení této časové regulace. V lidské populaci byla zjištěna různá exprese a polymorfismy hodinových genů. Na základě rozšiřujících se poznatků o...
|
|
|
Suprachiasmatická jádra jako denní hodiny a kalendář
Pačesová, Dominika ; Sumová, Alena (vedoucí práce) ; Hock, Miroslav (oponent)
Suprachiasmatická jádra (SCN) jsou sídlem centrálního oscilátoru savců, zodpovědného za kontrolu a koordinaci cirkadiánních rytmů v celém těle. Jedná se o párovou strukturu v hypotalamu, umístěnou těsně nad křížením optických nervů a sestávající z cca 20 000 neuronů. SCN mají díky svým specifickým vlastnostem výjimečné postavení v rámci cirkadiánního systému. Jsou spojena přímou drahou s retinou a přijímají tak informace o světelných změnách v okolním prostředí. Jednotlivé SCN neurony jsou nezávislými autonomními oscilátory, které jsou propojeny v komunikační síť. Díky této síti dochází k vzájemné synchronizaci mezi neurony uvnitř SCN, což umožňuje zvýšení přesnosti a robustnosti oscilátoru. Cílem práce je shrnout poznatky o struktuře a funkci SCN, a to jak na úrovni jednotlivých buněk, subpopulací buněk, až na úroveň celého jádra. Specifickým cílem práce je souhrn faktorů, které determinují jejich centrální úlohu v cirkadiánním systému.
|
|
| |
|
|
Cirkadiánní hodiny během ontogeneze
Olejníková, Lucie ; Sumová, Alena (vedoucí práce) ; Hock, Miroslav (oponent)
Cirkadiánní systém umožňuje organismům adaptovat se na periodicky se měnící podmínky na Zemi. U savců se skládá z centrálního pacemakeru v suprachismatických jádrech (SCN) hypotalamu a dalších oscilátorů, které se nacházejí v jiných částech mozku a v periferních orgánech a tkáních. Ontogenetický vývoj cirkadiánního systému probíhá postupně a největší změny prodělává během pozdně embryonálního a raně postnatálního vývoje. Pro jeho správnou funkci není důležitý pouze morfologický vývoj jeho jednotlivých součástí, ale také vývoj jejich synchronizace jak s vnějším prostředím, tak mezi sebou navzájem. SCN začíná vykazovat oscilace v expresi hodinových genů už před narozením, ale vzhledem k nepřítomnosti detekovatelných hladin jejich proteinových produktů, je schopnost SCN generovat tyto oscilace in vivo před narozením stále diskutována. Po narození jsou již hladiny těchto proteinů prokazatelné a rytmy v expresi hodinových genů dosahují úrovně dospělého organismu v době ukončení synaptogeneze v SCN. Pro vývoj cirkadiánních oscilací není přítomnost funkčního cirkadiánního systému matky bezpodmínečně nutná, protože na SCN mláďat má pouze synchronizační vliv a cirkadiánní oscilace se vyvíjejí i u mláďat arytmických matek. Ostatní oscilátory v těle se vyvíjejí se zpožděním vzhledem k SCN. Jejich ontogeneze je...
|
host ::
RSS.