Význam lipidových komponent
pro zachování homeostázy, zdraví
a regeneraci organismu ve stresu
A. Kozubík
Biofyzikální ústav AVČR, v.v.i., (Oddělení cytokinetiky)
Ústav experimentální biologie, PřF MU
(Oddělení fyziologie a imunologie živočichů)
Brno
Teoreticko praktické dopady, shrnutí a závěry
Lipidy jako rizikové faktory: význam pro zachování
homeostázy zdraví a regeneraci organismu
Metabolismus ve stresu
POTRAVA: Základní podmínka existece,
(zdroj živin, základ veškerých regulací)
Významné je
Složení (kvalita)
Množstí (kvantita)
Časové rozložení (frekvence příjmu)
Deregulace cytokinetiky
Rizika vyplývající ze
změněné frekvence příjmu
potravy
(důsledky a možnosti ovlivnění
fyziologických funkcí)
Hlavní skupiny malých
organických molekul v buňkách
..proč fosfo/lipidy?…centrální téma
Stimuly:
Ovlivnění funkcí celého organismu, homeostázy, regenerace
VYBRANÉ VÝSLEDKY
POTRAVA: Základní podmínka existece:
zdroj živin (E), základ veškerých regulací.
Významné je
Složení (kvalita)
Množství (kvantita)
Časové rozložení (frekvence příjmu)
Biosyntéza MK
C 16 (2+7x2)
IF ?
je nutriční model
spočívající ve změně
frekvence příjmu potravy.
Významně moduluje
metabolismus všech živin
(zejména však metab.
energetický a lipidový)
Současně významně
moduluje růstové
vlastnosti tkání
Důsledky modulace
pomocí potravního
režimu
Vysokoglycidová
dieta!
Krysy:
Střídání 24 h hladovění
a následné realimentace
(Pokusy z 50.-60. let 20.stol.)
Upraveno podle: Petrásek R. et al.,
1970
Glykogen v Játrech
Důsledek střídání 24 h hladovění
a následné realimentace
Dynamika odpovědi
u krys Glykogen v játrech
Prof. Šimek
(Nevada, USA)Dobový kontext
Od 40.- 80. léta 20. stol.
Radiobilogický výzkum
především pro vojenské účely.
Důsledky:
Utlumení a poškození krvetvorby
(intenzívně proliferujících populací)
imunitních funkcí a celého organismu.
Vznik nádorů včetně leukémií atd. ,smrt.
Radiací
utlumená krvetvorba:
model pro studium
regeneračních
schopností tkání
Průběh nemoci závisí zejména na
1) dávce ozáření
2) na druhu a celkové „kondici“ organismu.
Záření
jako
stresor
Vymezení vztahů mezi metabolismem, odolností a regenerací - modely
Celotělové ozáření radiační syndrom
Jestliže dojde k celotělové expozici
organismu ionizujícím zářením,
může dojít k rozvoji tzv.
nemoci ozáření – manifestaci tzv.
RADIAČNÍHO SYNDROMU.
Jeho průběh závisí na dávce ozáření
Formy nemoci z ozáření (myš)
viz výše včetně C.N.S.100 GyCentrálně nervová
Epitely, zejména střeva5 – 10 GyStřevní
Kmenové buňky K.D.0.1- 6 GyDřeňová (má smysl 1)
Hlavní oblasti postiženíDávkaForma nemoci z ozáření
1) (do 10ti Gy) zvládnutí této formy rozhoduje o přežití organismu
Pozitiva:
1) výsledky uplatnitelné v radioterapii nádorů
2) objev kmenové buňky krvetvorby
3) radiací utlumená krvetvorba - model pro studium reg. schopností savčího org.
Průběh nemoci závisí zejména na
1) dávce ozáření
2) na druhu a celkové „kondici“ organismu.
Prof. Milan Pospíšil – oddělení radiosenzitivity BFÚ
Dřívější náhodná pozorování in vivo ukázaly, že:
zvířata se spontánně vyšší kapacitou lipogeneze
a aktivovaným energetickým metabolismem
se vyznačují celkově vyšší radiosenzitivitou !!!!!!!!!!
Otázky:
Do jaké míry a jakým způsobem může určitá
metabolická orientace jedince
- ovlivnit celkovou zdatnost a odolnost vůči pronikavé radiaci ?
- jak lze tyto vtahy detailněji studovat, metodicky podchytit ?
(výsledek: vhodné metodické propojení)
cíl: podrobnější vymezení vztahů mezi
specifickou metabolickou orientací a
chováním obnovných buněčných populací
Další východiska vztahující se k problematice
(RQ 1)
Kozubík A., et al.: Gen. Physiol. Biophys. 7, 293-302, 1988
Vlastní výsledky u myší
upraveno podle: Petrásek R. et al., 1970
RQ >1
neozářené ozářené
IF x Model r. utlumené hemopoézy:
Detailnější vymezení vztahů
Transplantační a radioizotopové techtniky:
IF jako faktor zvyšující proliferaci K.B.
Přežívání
C a IF myší
po ozáření
(3 kmeny)
Dynamika vyjadřující
vliv délky adaptace
na celkové radiorezistenci
ke 30. dni po ozáření
POSTIRADIAČNÍÚPRAVA
PROLIFERAČNÍAKTIVITY
BUŇEKKOSTNÍDŘENĚ
PREIRRADIAČNÍBIOSYNTÉZA
MASTNÝCHKYSELIN
RADIOREZISTENCE
543210
Kozubík A., Pospíšil M., Netíková J.: Folia biologica (Prague) 36, 291, 1990
Dílčí shrnutí:
IF ovlivňuje lipidový metabolismus,
proliferaci b. krvetvorby a odolnost
POSTIRADIAČNÍÚPRAVA
PROLIFERAČNÍAKTIVITYBUŇEK
KOSTNÍDŘENĚ
PREIRRADIAČNÍBIOSYNTÉZA
MASTNÝCHKYSELIN
RADIOREZISTENCE
543210
Přežívání po ozáření
Vliv délky adaptace na celkovou
radiorezistenci ke 30. dni po ozáření
(3 kmeny C a IF myší)
IF - faktor ovlivňující
lipidový metabolismus,
proliferaci buněk,
odolnost organismu
(zhoršení/ zlepšení)
Stejná potrava (přístup nepřetržitě/nárazově)
Kozubík A, Pospíšil, M.: Strahlentherapie 158, 734,
1982
Charakter odpovědi je nelineární
Intenzita je závislá na délce adaptace
Koncepce stresu:
klasické pojetí (H. Selye)
4 stadia
Metabolické důsledky kortikoidů a katecholaminů
Záření jako
Rychlá
metabolická
odpověď na
akutní stres
Adaptace
na stres
POSTIRADIAČNÍÚPRAVA
PROLIFERAČNÍAKTIVITYBUŇEK
KOSTNÍDŘENĚ
PREIRRADIAČNÍBIOSYNTÉZA
MASTNÝCHKYSELIN
RADIOREZISTENCE
543210
Kozubík A., Pospíšil M., Netíková J.: Folia biologica (Prague) 36, 291, 1990
Some signaling molecules that bind to nuclear receptors
Glukogenní aminokyseliny při odbourávání poskytují
meziprodukty, z nichž lze metabolickou cestou vybudovat sacharidy
(glukózu);
do této skupiny patří např.
Ala (deaminací vzniká pyruvát),
Asp a Asn (oxalacetát) nebo
Glu, Gln a Pro (2-oxoglutarát).
Ketogenní aminokyseliny poskytují při odbourávání pouze
takové meziprodukty, z nichž lze biosynthesou získat mastné kyseliny,
ale ne sacharidy. Těmito meziprodukty jsou zejména acetyl-CoA a
acetoacetát (kyselina 3-oxobutanová, keton, odtud ketogenní). Některé
aminokyseliny poskytují jak glukogenní, tak ketogenní meziprodukty.
Glukoneogeneze - biosyntéza glukózy z jiných než sacharidových
zdrojů. Mezi nejvýznamnější výchozí látky pro syntézu glukózy patří
laktát nebo pyruvát, glukogenní aminokyseliny a glycerol. Smyslem je
udržet glykémii ve fyziologických mezích i za stavu lačnění nebo nadměrné
spotřeby.
Glukogenní aminokyseliny:
alanin, arginin,
kyselina asparagová,
cystin, kyselina glutamová,
glycin, histidin,
hydroxyprolin, methionin,
prolin, serin, threonin, valin.
Ketogenní aminokyseliny:
ketogenní je pouze leucin!
Smíšené aminokyseliny:
isoleucin, lysin, fenylalanin,
tyrosin, tryptofan.
Koncepce stresu:
Nové pojetí (Munck, Pospíšil)