Biochemia stresu oksydacyjnego -...
-
Upload
hoangduong -
Category
Documents
-
view
228 -
download
0
Transcript of Biochemia stresu oksydacyjnego -...
![Page 1: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/1.jpg)
Biochemia stresu oksydacyjnego
Patofizjologia NOSów
![Page 2: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/2.jpg)
Porównanie NOSów
Alderton et al. Biochem J. 2001
oxygenase domain reductase domain
![Page 3: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/3.jpg)
Aktywność eNOS
Forstermann U. Eur J Physiol 2010
![Page 4: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/4.jpg)
Wpływ NO na transdukcję sygnału
Otani H. Antioxid Redox Signal 2009
tissue injury
tissue protection
(Cys)
![Page 5: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/5.jpg)
Huang PL. Trends Endocrin Metabol 2009
Regulacja aktywności eNOS
poziom ekspresji mRNA i białka
dostępność substratu
dostępnośćkofaktorów
lokalizacja komórkowa
fosforylacja
reakcja NO z O2'-
![Page 6: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/6.jpg)
Huang PL. Trands Endorcrin Matabol 2009.
Regulacja aktywności eNOS przez kinazy
![Page 7: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/7.jpg)
Regulacja aktywności eNOS przez Ca2+ i fosforylację
Forstermann U. Eur J Physiol 2010
PKG
AMPK
![Page 8: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/8.jpg)
Czynniki ryzyka wywołujące dysfunkcję eNOS
Forstermann U. Eur J Physiol 2010
![Page 9: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/9.jpg)
Stres oksydacyjny wywołuje dysfunkcję śródbłonka
Ding and Triggle. Uer J Physiol 2010.
![Page 10: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/10.jpg)
- Wszystkie formy NOS wpływają na regulację ciśnienia krwi:* eNOS - bezpośrednia regulacja wazorelaksacji i funkcji mięśni gładkich (obniżanie
ciśnienia krwi)* nNOS - brak wpływu na ciśnienie krwi w warunkach kontrolnych, ale być może
kontrola baroreceptorów (nNOS jest produkowana w centrach wazomotorycznych i nerwach periwaskularnych). Być może nNOS może podnosić ciśnienie krwi, chroniąc zmniejszając eyzyko hipotencji np. podczas anestezji)
* iNOS - wywołuje hipotensję podczas szoku septycznego
- Jedną z głównych przyczyn dysfunkcji śródbłonka (niewłaściwa regulacja wazorelaksacji) jest niedobór NO produkowanego przez eNOS. Jest to element patogenezy:
* miażdżycy* nadciśnienia* cukrzycy* hipercholesterolemii* przedwczesnego starzenia
- Dysfunkcja pojawia się przed zmianami anatomicznymi (przed hiperplazjąmięśniówki lub tworzeniem złogów lipidowych w naczyniach).
NOS - regulacja ciśnienia krwi
Liu et al. Cardiovasc Res 2007
blaszka miażdżycowa
![Page 11: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/11.jpg)
Tang and Vanhoutte. Eur J Physiol 2010.
Regulacja skurczu mięśni gładkich naczyń
Skurcz mięśni gładkich ściany naczynia regulowany jest przez śródbłonek
![Page 12: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/12.jpg)
Tang and Vanhoutte. Eur J Physiol 2010.
Regulacja skurczu mięśni gładkich naczyń
![Page 13: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/13.jpg)
Tang and Vanhoutte. Eur J Physiol 2010.
Regulacja skurczu mięśni gładkich naczyń
![Page 14: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/14.jpg)
Ding and Triggle. Uer J Physiol 2010.
Regulacja skurczu mięśni gładkich naczyń
WT
db/db
![Page 15: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/15.jpg)
Wpływ starzenia się na dysfunkcję naczyń
![Page 16: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/16.jpg)
Wpływ starzenia na dysfunkcję naczyń
Herrera et al. Aging Res Rev 2010
- Starzenie się wpływa zarówno na komórki śródbłonka jak i mięśni gładkich (VSMC) oraz komunikację między tymi typami komórek.
- Najważniejsze zmiany w VSMC to:* nasilona migracja* nasilona proliferacja* deregulacja odpowiedzi na na czynnikiwzrostowe bodźce proapoptotyczne(rozrost mięśniówki)
* deregulacja ekspresji kanałów wapniowych i potasowych (nasilona kurczliwość, reakcja zapalna i prozakrzepowa)
- Najważniejsze zmiany w śródbłonku to:* zmniejszona aktywność (ale nie ekspresja) eNOS, zwiększona aktywność arginazy
(zmniejszona produkcja i/lub dostępność NO)* zwiększona ekspresja i aktywność cyklooksygenaz (COX) i produkowanych przez
nie wazokonstryktorów* nasilona produkcja ROS
ECVSMC
![Page 17: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/17.jpg)
Herrera et al. Aging Res Rev 2010
Wpływ starzenia na dysfunkcję naczyń
![Page 18: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/18.jpg)
Herrera et al. Aging Res Rev 2010
Wpływ starzenia na dysfunkcję naczyń
![Page 19: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/19.jpg)
Herrera et al. Aging Res Rev 2010
Wpływ starzenia na dysfunkcję naczyń
TERT: telomerase reverse transcriptase.
![Page 20: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/20.jpg)
Forstermann U. Eur J Physiol 2010
Czynniki ryzyka wywołujące dysfunkcję eNOS
śródbłonek
metylotrasferaza
dimetyloarginaza
![Page 21: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/21.jpg)
Forstermann U. Eur J Physiol 2010
Stres oksydacyjny wywołuje miażdżycę
![Page 22: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/22.jpg)
Powstawianie i inaktywacja ROS w śródbłonku
Forstermann U. Eur J Physiol 2010
![Page 23: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/23.jpg)
Zawał- ischemia - ischemia-reperfuzja
http://www.pathology.washington.edu/research/labs/murry/images/lvr_00.jpg
![Page 24: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/24.jpg)
Tlenek azotu a zapalenie
Otani H. Antioxid Redox Signal 2009
- Zawał powoduje naciek komórek zapalnych, które produkują ROS, proteazy i cytokiny prozapalne. Prowadzi to do uszkodenia śródbłonka.
- W wyniku uszkodzenia śródbłonka dochodzi do wazokonstrykcji i ischemii w odległych od zawału miejscach mięśnia sercowego. Strefa uszkodzenia rozszerza się.
- Aktywacja eNOS (np. przez VEGF uwalniany przez niedotlenione tkanki, czy statyny podawane przez lekarza) łagodzi te objawy (pod warunkiem, że eNOS produkuje NO a nie anionorodnik ponadtlenkowy).
![Page 25: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/25.jpg)
eNOS i iNOS a uszkodzenie po ischemii i reperfuzji
Otani H. Antioxid Redox Signal 2009
- Angiotensyna i cytokiny prozapalne indukują stres oksydacyjny. To prowadzi do indukcji NFB i ekspresji iNOS.
- iNOS może stanowić drugą linię obrony. Jeśli eNOS jest zablokowana, iNOS staje sięgłównym źródłem NO i może dzięki temu pełnić funkcje cytoprotekcyjne (pod warunkiem, że ekspresja nie jest zbyt silna, stężenia NO byt wysokie, gdyż wtedy mogądziałać toksycznie i prooksydacyjnie, np. poprzez wpływ na łańcuch oddechowy).
- Istotną rolę odgrywa również indukcja COX-2 i produkcja prze nią PGE2 i PGI2.
COX-2
PGE2, PGI2
![Page 26: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/26.jpg)
Syntazy tlenku azotu, a przebudowa LV
Serce po zawale
Otani H. Antioxid Redox Signal 2009
- W wyniku zawału zwiększa się obciążenie pozostałej części serca. Prowadzi to do aktywacji receptorów angiotensyny i zwiększenia produkcji ROS.
- Indukcja iNOS przez pewien czas działa ochronnie.
- Szczególnie istotne w zapobieganiu przebudowie jest zwiększenie dostępności BH4 (np. kwas foliowy nasila produkcję BH4).
![Page 27: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/27.jpg)
Otani H. Antioxid Redox Signal 2009
Tlenek azotu a neowaskularyzacja
- NO zwiększa produkcję VEGF oraz nasila jego aktywność w komórkach śródbłonka (zwłaszcza migrację i morfogenezę).
- VEGF chroni śródbłonek przed apoptozą, nasila angiogenezę i waskulogenezę, prowadząc do utworzenia nowych naczyńkrwionośnych.
- Niewystarczająca angiogenezaprowadzi do powstawania większej blizny pozawałowej i zwłóknienia.
![Page 28: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/28.jpg)
Insulino-oporność i cukrzyca typu 2
http://www.pathology.washington.edu/research/labs/murry/images/lvr_00.jpg
![Page 29: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/29.jpg)
Gao & Mann. Cardiovasc Res 2009.
Rola oksydazy NAD(P)H w indukcji stresu oksydacyjnego w cukrzycy
![Page 30: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/30.jpg)
Tseng et al. Nat Rev Drug Discov 2010.
BAT i UCP-1
- BAT u gryzoni:* odpowiada za termogenezę
bezdrżeniową* zwiększa wydatki energe-
tyczne* zmniejsza otyłość* zmniejsza tworzenie białych
adipocytów
- Kluczowym białkiem w termogenezie bezdrżeniowej jest UCP-1, eksprymowane w BAT
- Ekspresja UCP-1 jest indukowana przez kwasy tłuszczowej
![Page 31: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/31.jpg)
UCP3
Argyropoulos & Harper. J Appl Physiol 2002.
- Ulega ekspresji głównie w mięśniach szkieletowych
![Page 32: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/32.jpg)
UCP-2 w łańcuchu oddechowym
- W komórkach trzustki:* pobieranie glukozy przyczynia się do wzrostu aktywności łańcucha oddechowego
i zwiększenia produkcji ATP z ADP. To stymuluje fuzję pęcherzyków zawierających insulinę i prowadzi do wydzielania insuliny.
* Wysoki stosunek ATP/ADP aktywuje UCP2, co zmniejsza gradient protonów i obniża produkcję ATP, obniżając tym samym wydzielanie insuliny.
- Czynnikiem aktywującym UCP2 jest prawdopodobnie anionorodnik ponadtlenkowy.
- UCP-2 jest eksprymowane w różnych tkankach, w tym w komórkach b-trzustki
![Page 33: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/33.jpg)
Bugger & Abel. Cardiovasc Res 2010; Tabit et al. Rev Endocr Metab Disord 2010
Synteza insuliny
![Page 34: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/34.jpg)
Freeman & COX: Hum Mol Genet 2006.
- Zmiany w metaboliźmiekomórek prowadzą do zmian w wydzielaniu insuliny:
* Wzrost poziomu glukozy zwiększa poziom metabolizmu komórek i podnosi poziom komórkowego ATP.
* To prowadzi do zamknięcia kanałów KATP, depolaryzacji błony, aktywacji zależnych od potencjału kanałów Ca2+, napływu Ca2+ do cytoplazmy.
* Wzrost poziomu Ca2+ jest bezpośrednim sygnałem uwalnia-nia insuliny.
Stres oksydacyjny w cukrzycy
![Page 35: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/35.jpg)
Transdukcja sygnału od insuliny
Huang PL. Trands Endorcrin Matabol 2009.
![Page 36: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/36.jpg)
Stres oksydacyjny indukuje insulinooporność
Newsholme et al. J Physiol 2007.
Długotrwała hiperglikemia i hiperlipidemiaprowadzi do:- wzrostu produkcji ROS i RNS- aktywacji kinaz (np. JNK, p38, IKK)
* kinazy te fosforylują IRS-1* IKK aktywuje NFB
NFB indukuje ekspresję iNOS co prowadzi do:- wzrostu NO- nitrozylacji IRS-1
Fosforylacja seryny i S-nitrozylacja IRS-1 prowadzi do:- degradacji proteosomalnej IRS-1- zmniejszenia transdukcji sygnału- braku właściwej odpowiedzi na insulinę
IRS-1: insulin receptor substrate-1
![Page 37: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/37.jpg)
Dysfunkcja śródbłonka w cukrzycy
http://www.pathology.washington.edu/research/labs/murry/images/lvr_00.jpg
![Page 38: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/38.jpg)
Gojenie ran u myszy z cukrzycą
Days after wounding
0
20
40
60
80
100
0 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 13 15
Surf
ace
of t
hew
ound
[%]
WT
db/db**
*****
***
*** *** *** ****** ***
***
Grochot-Przeczek et al. PLoS ONE, 2009
db/db WT
Day 1
Day 3
Day 8
Day 17
Day 0
![Page 39: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/39.jpg)
Liu & Velazquez. Antioxid Redox Signal 2008
Fazy gojenia ranFaza zapalenia (kilka dni)
- Natychmiast po utworzeniu skrzepu w ranie dochodzi do wazodylatacji i nacieku leukocytarnego. Bardzo nasila sięaktywność fagocytarna neutrofili.
Faza proliferacji (2 dni - kilka tygodni)
- Fibroblasty proliferują wypełniając ubytki i tworząc tkankę ziarninową. Nasila się angiogeneza. Keratynocyty migrują i proliferują zamykając ranę.
Faza przebudowy (miesiące)
- Dochodzi do wzmożonej syntezy kolage-nu wzmacniającego tkankę, oraz do przekształcenia tkanki ziarninowej w typowe tkanki (lub utworzenia blizny).
![Page 40: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/40.jpg)
Mechanisms of blood vessels formation
Formation of bloodvessels de novo
Incorporation to pre-existingvessels
paracrine stimulationof endothelial cells(VEGF, bFGF, IL-8…)
Carmeliet P. Nat Med, 2000
![Page 41: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/41.jpg)
Brem & Tomic-Canic. J Clin Invest 2007.
Upośledzenie gojenia ran w cukrzycy- EPC: komórki progenitorowe śródbłonka
- VEGF: vascular endothelial growth factor- SDF-1: stromal cell derived growth factor
- eNOS: endothelial nitric oxide synthase
![Page 42: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/42.jpg)
Jarajapu & Grant. Circ Res 2010.
Upośledzenie funkcji EPC w cukrzycy
EPC: komórki progenitorowe śródbłonka
- U zdrowych osobników czynniki uwalniane przez ischemiczne lub zranione tkanki mobilizują komórki progenitorowe (w tym EPC) ze szpiku, a te po dotarciu do miejsc zranienia lub niedotlenienia uwalniajączynniki proangenne (w tym niewielkie ilości NO i ROS) oraz biorą udział w neowaskularyzacji i naprawie naczyń.
- W cukrzycy sygnały wysyłane przez niedotlenione lub zranione tkanki są słabsze, przez co mobilizacja komórek progenitoro-wych jest mniejsza. Komórki progenitorowektóre docierają do zranionych tkanek uwalniają niewiele czynników proangiogen-nych, natomiast dużo prozapalnych i antyangiogennych (w tym duże ilości NO i ROS).
![Page 43: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/43.jpg)
Liu & Velazquez. Antioxid Redox Signal 2008
Mobilizacja EPC ze szpiku
- EPC: komórki progenitorowe śródbłonka- VEGF: vascular endothelial growth factor- MMP-9: matrix metalloproteinase-9- eNOS: endothelial nitric oxide synthase
![Page 44: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/44.jpg)
Liu & Velazquez. Antioxid Redox Signal 2008
Regulacja mobilizacji EPC w hiperoksji i hipoksji
![Page 45: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/45.jpg)
Liu & Velazquez. Antioxid Redox Signal 2008
Regulacja mobilizacji EPC w hipoksji
- W cukrzycy zmniejszony jest poziom fosforylacji eNOS przez kinazy PI3K/Akt, przez co zmniejsza się produkcja NO.
- Nasilony stres oksydacyjny i zwiększona produkcja anionorodnika ponadtlenkowego prowadzi do nasilonej syntezy nadtlenoazotynu (ONOO-) i zmniejszenia dostępności NO.
- W ranach cukrzycowych osłabiona jest synteza SDF-1, co zmniejsza napływ komórek progenitorowych do uszkodzonych tkanek. To przyczynia się do upośledzenia angiogenezy i opóźnia gojenie.
- Cukrzyca powoduje również zmniejszenie liczby EPC w szpiku.
WT db/db
![Page 46: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/46.jpg)
Wpływ cukrzycy na EPC
Kotlinowski et al., in preparation
Percentage of EPC in bone marrow
0.0000
0.0002
0.0004
0.0006
0.0008
0.0010
0.0012
healthy diabetic
% C
D45
-/KD
R+/S
ca-1
+/le
ctin
+
*
0
200
400
600
800
0
10
20
30
40
50
0
2
4
6
8
10
num
ber
of c
ells
*
Migration to SDF-1
healthy diabetic
num
ber
of c
onne
ctio
ns
*
healthy diabetic
Morphogenesis
cum
ulat
ive
keng
thof
spr
outs
*
healthy diabetic
Capillary sprouting
![Page 47: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/47.jpg)
Kotlinowski et al., in preparation
Wpływ cukrzycy na komórki śródbłonkaKrążki aorty zatopione w matriżelu - 5 dni inkubacji. Widoczne tworzące siękapilary.
Myszy WT
Myszy db/db
![Page 48: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/48.jpg)
Odtwarzanie krążenia w mięśniu myszy z cukrzycą
Ebrahimian et al. Am J Pathol 2006
diabetes diabetes + NAC
diabetes + NACdiabetes
NAC - N-acetylocyteina
![Page 49: Biochemia stresu oksydacyjnego - biotka.mol.uj.edu.plbiotka.mol.uj.edu.pl/zbm/handouts/2013/AJ/wyklad_04.pdf · Biochemia stresu oksydacyjnego Patofizjologia NOSów. ... Argyropoulos](https://reader031.fdocument.pub/reader031/viewer/2022021810/5c76e45409d3f28c0f8c3b80/html5/thumbnails/49.jpg)
Dziękuję
Slajdy dostępne na stronie Zakładu Biotechnologii Medycznej