text size

Studium změn energetického metabolismu hepatocytů: působení oxidačního stresu a trijodtyroninu

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Title:
Studium změn energetického metabolismu hepatocytů: působení oxidačního stresu a trijodtyroninu
Titile (in english):
The study of the changes of hepatocyte energy metabolism: the effect of oxidative stress and triiodthyronine
Type:
Dissertation
Author:
Mgr. René Endlicher, Ph.D.
Supervisor:
prof. MUDr. Zuzana Červinková, CSc.
Opponents:
doc. RNDr. Martin Kalous, CSc.
MUDr. Hana Rauchová, CSc.
Consultant:
RNDr. Zdeněk Drahota, DrSc.
Thesis Id:
95054
Faculty:
Faculty of Medicine in Hradec Králové (LFHK)
Department:
Department of Physiology (15-130)
Study programm:
Physiology and Pathological Physiology (P5113)
Study branch:
-
Degree granted:
Ph.D.
Defence date:
21/06/2010
Defence result:
Pass
Language:
Czech
Abstract (in czech):
SOUHRN Studium změn energetického metabolismu hepatocytů: působení oxidačního stresu a trijodtyroninu Játra jsou životně důležitým orgánem, vzhledem ke svému postavení v cirkulaci se dostávají ve zvýšené míře do styku s řadou toxických látek, které mohou způsobit poškození hepatocytů. Mechanismy odpovědné za poškození hepatocytů jsou různé, avšak jedním z nejvýznamnějších mechanismů hepatotoxického účinku je oxidační stres způsobený zvýšenou produkcí volných radikálů. Jedním z cílů působení toxických látek je respirační řetězec mitochondrií s následným narušením energetického metabolismu buňky. Působení oxidačního stresu na buňky je velmi komplexní a jeho mechanismy nejsou dosud zcela objasněny. Cílem naší práce bylo proto sledovat dopad oxidačního stresu na energetický metabolismus hepatocytů na modelu izolovaných buněk a izolovaných mitochondrií. Hodnotili jsme vliv oxidačního stresu na aktivitu enzymů dýchacího řetězce a na funkci mitochondriálního póru přechodné permeability (MPTP - mitochondrial permeability transition pore), jehož otevření indukuje kaskádu apoptotických a nekrotických procesů. Získané výsledky prokázaly selektivní působení oxidačního stresu na aktivitu enzymů dýchacího řetězce. Tert-butylhydroperoxid (t-BHP) signifikantně inhibuje oxidaci NADH- dependentních substrátů, zatímco oxidace flavoprotein-dependentního substrátu sukcinátu není narušena. Podstatné rozdíly jsme pozorovali i v případě oxidace jednotlivých NADH- dependentních substrátů. Pro posouzení funkce MPTP jsme zavedli novou metodu hodnocení, která dosud nebyla v literatuře publikována. Tato metoda převádí klasické křivky bobtnání, znázorňující pokles absorbance suspenze mitochondrií, do derivované formy. To umožňuje lépe hodnotit kinetiku procesu bobtnání. Pomocí této metody lze získat přesné údaje o maximální rychlosti bobtnání mitochondrií a o době, kdy je této maximální rychlosti dosaženo. Touto metodou jsme hodnotili především interakci různých faktorů, o kterých je známo, že ovlivňují MPTP (Ca2+, PO43-, t-BHP a T3 (trijodtyronin)). Získali jsme přesnější údaje o vzájemném působení vápníku a fosfátu na rychlost bobtnání a o aktivačním účinku t-BHP na tento děj. Doplnili jsme i údaje o vlivu T3 na aktivaci MPTP. Bobtnání indukované Ca2+, t-BHP a T3, popř. kombinací těchto faktorů lze zcela inhibovat cyklosporinem A - specifickým inhibitorem MPTP, což prokazuje, že toto bobtnání vzniká v důsledku otevření MPTP.
Abstract:
SUMMARY Changes of energy metabolism of hepatocytes: The effect of oxidative stress and triiodothyronine Liver is a vital organ performing numerous essential functions. Due to its position in the blood circulation, liver is the first organ incessantly exposed to a great number of toxic substances. Respiratory chain located in mitochondria is a frequent target of toxic action of these substances. There are various mechanisms that participate in hepatocyte damage, nevertheless the most important mechanism of hepatotoxic effect is oxidative stress induced by increased production of free radicals. Impact of oxidative stress on hepatocytes is very complex and still not fully elucidated. The aim of my thesis was to investigate the effect of oxidative stress on energy metabolism of rat hepatocytes using isolated hepatocytes and isolated mitochondria. We evaluated the effect of oxidative stress on the activity of mitochondrial enzymes and function of mitochondrial permeability transition pore (MPTP), respectively. Opening of this pore induces activation of apoptotic and necrotic processes. Our results document selective action of oxidative stress on the activity of various mitochondrial enzymes. Tert-butylhydroperoxide (t-BHP) causes significant inhibition of NADH-dependent substrates, while oxidation of flavoprotein-dependent substrate - succinate is not impaired. We also found substantial differences in the inhibition of various NADH-dependent substrates tested. To evaluate function of MPTP we introduced a new method, which was not published yet. This method converts classical swelling curves depicting decrease of absorbance in mitochondrial suspension to derivation form. Such conversion enables better evaluation of kinetics of mitochondrial swelling; we can obtain data about maximal velocity of the swelling process and time required to reach this maximal rate. Using this method we assessed interaction of different factors that affect MPTP opening. We obtained more accurate data about mutual interactions of calcium and phosphate on the swelling rate and about potentiating effect of t-BHP and triiodothyronine. Using Cyclosporine A – a specific inhibitor of MPTP we confirmed that all described activating effects on mitochondrial swelling are connected to the opening of MPTP.
Documents
Download Document Author Type File size
Download Text of the thesis Mgr. René Endlicher, Ph.D. 2.22 MB
Download Abstract in czech Mgr. René Endlicher, Ph.D. 27 kB
Download Abstract in english Mgr. René Endlicher, Ph.D. 8 kB
Download Autoreferat / doctoral thesis summary Mgr. René Endlicher, Ph.D. 285 kB
Download Opponent's review doc. RNDr. Martin Kalous, CSc. 222 kB
Download Opponent's review MUDr. Hana Rauchová, CSc. 1.12 MB
Download Defence's report 52 kB