Studium molekulárních biomarkerů v etiopatogenezi diabetes mellitus 2. typu v biologických matricích metabolomickými přístupy

Bc. Jakub Šťastný

Diplomová práce

Study of molecular biomarkers in etiopathogenesis of type 2 diabetes mellitus in biological matrices by metabolomics approaches

Anotace:

Etiopatogenezi diabetu 2. typu lze přičíst řadě abnormalit vyskytujících se u metabolického syndromu. Metabolické abnormality jako je inzulinová rezistence, dyslipidémie a hyperglykémie, zcela jasně vede k diabetu 2.typu. Skrze metabolické odchylky je metabolický syndrom schopen podněcovat oxidační stres a zánětlivou reakci. Oxidační stres bývá zjednodušeně definován jako nerovnováha mezi produkcí a eliminací reaktivních forem kyslíku, ale zahrnuje také inaktivaci enzymatických drah. ROS mohou oxidovat také lipidy, za vzniku biologicky aktivních forem umožňujících generování dalších forem ROS. V důsledku oxidačního stresu může docházet k narušení celistvosti buněk a tím i inzulinové signalizace. Akumulace lipidů v tkáni může působit lipotoxicitu hned několika způsoby. Je prokázáno, že specifické lipidy aktivují dráhy PKC, podílejí se na vzniku diabetu 2. typu a v neposlední řadě jsou i producenty ROS. Za pomoci neobézního hereditárně hypertrigliceridemického kmene potkana jsme byly schopni odlišit vliv obezity od ostatních komponent metabolického syndromu. HHTG potkani se vyznačovali vyššími hladinami ceramidů, triglyceridů, diacylglycerolů a fosfolipidů. Dané lipidy byly již dříve spojeny s diabetem 2. typu a inzulinovou rezistencí. Zároveň byly prokázány zvýšené koncentrace prozánětlivých biomarkerů u neobézních potkanů s metabolickým syndromem, kdy hladiny protizánětlivého interleukinu 10 byly výrazně sníženy. Podařilo se nám také prokázat zvýšený oxidační stres ve svalové tkáni HHTg potkanů.

Abstract:

The etiopathogenesis of type 2 diabetes can be attributed to a number of abnormalities occurring in the metabolic syndrome. Metabolic abnormalities such as insulin resistance, dyslipidemia and hyperglycemia leads to type 2 diabetes. Through metabolic abnormalities, the metabolic syndrome is able to stimulate oxidative stress and inflammatory response. Oxidative stress can be simply defined as an imbalance between the production and elimination of reactive oxygen species, but it also involves the inactivation of enzymatic pathways. ROS can also oxidize lipids, which producing biologically active forms that allow the generation of other forms of ROS. As a result of oxidative stress, cell integrity and thus insulin signaling may be impaired. Lipid accumulation in tissue can cause lipotoxicity in several ways. Specific lipids have been shown to activate PKC pathways, contribute to type 2 diabetes and, last but not least, produce ROS. Using a non-obese hereditary hypertricridridemic strain of rat, we were able to distinguish the influence of obesity from the other components of metabolic syndrome. HHTG rats were characterised by higher levels of ceramides, triglycerides, diacylglycerols and phospholipids. These lipids have been previously linked to type 2 diabetes and insulin resistance. At the same time, increased concentrations of pro-inflammatory biomarkers were shown in non-obese rats with metabolic syndrome, where levels of anti-inflammatory interleukin 10 were significantly reduced. We were also able to demonstrate increased oxidative stress in the muscle tissue of HHTg rats.

Klíčová slova

biomarker, oxidační stres, zánět, diabetes mellitus 2. typu, HPLC/MS, metabolomika

Keywords

biomarker, diabetes mellitus type 2, HPLC/MS, metabolomic, oxidative stress, inflamation

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 14. 4. 2022

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: doc. Ing. Petr Kačer, Ph.D.

Česká zemědělská univerzita v Praze

Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů

Magisterský studijní program:
Výživa a potraviny