Intranet

Fyziologický ústav AV ČR

Špičková věda pro zdraví

Zvýšená hladina cukru v krvi způsobuje sekreci hormonu inzulínu z β-buněk Langerhansových ostrůvků v slinivce břišní

Zvýšená hladina cukru v krvi způsobuje sekreci hormonu inzulínu z β-buněk Langerhansových ostrůvků v slinivce břišní

Zvýšená hladina cukru v krvi způsobuje sekreci hormonu inzulínu z β-buněk Langerhansových ostrůvků v slinivce břišní. Tato odpověď je řízena tzv. redoxní signalizací, přičemž mírně zvýšená hladina reaktivních kyslíkových sloučenin (ROS), např. H2O2, spustí regulaci proteinových kaskád, která vyústí v sekreci inzulinu z inzulinových granulí v b-buňkách. Nadměrná produkce ROS však způsobuje patologický oxidativní stres, který provází řadu nemocí, včetně cukrovky 2. typu. Oxidativní stres lze snížit posílením antioxidační obrany buněk. Mitochondrie jsou důležité energetické továrny všech buněk a taktéž jeden z hlavních zdrojů produkce ROS. V naší práci jsme testovali účinek třech nových antioxidačních molekul (SkQ, S3QEL a S1QEL) působících v mitochondriích b-buněk  na místech produkce ROS. Odhalili jsme podrobně mechanismus působení těchto látek, které na různých místech v mitochondriích specificky zabraňují tvorbě ROS a mohou mít roli antioxidační, ale i pro-oxidační v závislosti na energetickém metabolismu buňky a na dostupnosti energetického substrátu (např. přítomnosti glukózy). Například antioxidant SkQ působí v b-buňkách jako antioxidant především při nadbytku energetického substrátu, což znamená in vivo po jídle. Naopak, při hladovění, se SkQ chová krátkodobě jako pro-oxidační molekula a zvyšuje již přítomný oxidační stres.  Detailní znalost mechanismu působení těchto antioxidačních molekul v β-buňkách slinivky může pomoci v léčbě cukrovky.

 

 

Obrázek možného účinku SkQ: Navržený mechanismus antioxidační aktivity mitochondriálně cíleného SkQ: (a) antioxidační dvouelektronová redukce SkQ na SkQH2 a jeho regenerace (oxidace SkQH2) na elektron transportním komplexu I mitochondrií, na základě reference [1]; (b) antioxidační dvou elektronová redukce SkQ na SkQH2 na elektron transportním komplexu III mitochondrií a regenerace na komplexu I, na základě reference [1]

Plecitá-Hlavatá; Lydie - Engstová; Hana - Ježek; Jan - Holendová; Blanka - Tauber; Jan - Petrásková; Lucie - Křen; Vladimír - Ježek; Petr . Potential of Mitochondria-Targeted Antioxidants to Prevent Oxidative Stress in Pancreatic beta-cells . Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2019; 2019(2019)); 1826303 . IF = 4.868 DOI