Intranet Areál web

Biologie tukové tkáně

Biologie tukové tkáně

Oddělení Biologie tukové tkáně (dále jen Oddělení) se zabývá výzkumem fyziologických regulací metabolismu a jejich poruch při obezitě a doprovodných onemocněních (tj. při metabolickém syndromu). S cílem napomoci léčbě těchto onemocnění zkoumáme vliv farmak, diety a přírodních látek, zejména n-3 polynenasycených mastných kyselin z mořských zdrojů (omega-3). Naše výsledky prokazují význam metabolismu tukové tkáně pro akumulaci tuku v těle a odhalují nové možnosti v prevenci a léčbě metabolických poruch vázaných na obezitu pomocí modulace metabolismu tukové tkáně. Kombinací pokusů na myších a buněčných modelech s klinickými studiemi zkoumáme mechanismy regulace metabolismu ve zdraví a nemoci a snažíme se aplikovat nové poznatky v medicíně. Rovněž se zaměřujeme na ontogenetický vývoj studovaných mechanismů. Zkoumáme možné využití omega-3 pro posílení účinku farmak a dalších látek při léčbě vybraných onemocnění, přičemž spolupracujeme s výrobci testovaných látek v ČR a Norsku. Výzkumné projekty oddělení reflektují stávající grantovou podporu a existenci  výzkumných podskupin (Research units) ustavených na Oddělení v průběhu roku 2015. Níže uvedené výzkumné jednotky úzce spolupracují a zabývají se translačním výzkumem prováděným ve spolupráci s klinickými pracovišti i firmami.

Energy Metabolism Unit (PI: J. Kopecký) zkoumá zejména tato dvě navzájem propojená témata: 1) projevy metabolismu bílé tukové tkáně na celotělové úrovni, a 2) ontogenetický vývoj energetického metabolismu a perinatální vývoj obecně. Studujeme význam „jalového“ cyklu, který zahrnuje hydrolýzu triglyceridů a re-esterifikaci mastných kyselin v adipocytech bílé tukové tkáně, pro rezistenci k obezitě a doprovodným metabolickým poruchám, zejména v kontextu kalorické restrikce, působení omega-3 nebo chladu. Charakterizujeme vliv výše uvedených manipulací na tvorbu lipidových mediátorů, mitochondriální metabolismus a proliferaci buněk v tukové tkáni. Dále se věnujeme studiu role epikardiální bílé tukové tkáně při srdečním selhání a kachexii u lidských pacientů. V rámci vývojových studií se zaměřujeme na kontrolu postnatálních změn v energetickém metabolismu svalu a jejich význam pro obezitu u myší. Dále zkoumáme perinatální změny v transkriptomu bílé tukové tkáně, svalu a jater, k čemuž využíváme unikátní biobanku autopsií lidských plodů a novorozenců.

Kmenoví pracovníci (bez pracovníků na mateřské dovolené): P. Janovská, K. Bardová, P. Zouhar, E. Haasová, N. Shekhar, S. Stanic, D. Šálková.

Glucose Homeostasis Unit (PI: M. Rossmeisl) zkoumá mechanismy spojené s metabolickými účinky lipidů v potravě, přičemž hlavní zaměření je na omega-3 mastné kyseliny a různé lipidové formy jejich podávání. Studujeme změny v ektopické akumulaci lipidů, glukózovém metabolismu a inzulínové citlivosti v odpovědi na podávání stravy s obsahem omega-3, a to s využitím myších modelů dietou-indukované obezity a NAFLD. Inzulín-senzitizující účinky omega-3 podávané ve formě triacylglycerolů, fosfolipidů (olej z Krilu) nebo esterů vosku (Calanus olej) jsou studovány na celotělové úrovni pomocí in vivo techniky hyperinzulinemického-euglykemického zámku, stejně jako na orgánové úrovni (kosterní sval, tuková tkáň, játra). Spolupráce s někdejší Metabolomics Unit (nyní nezávislá laboratoř, viz níže) naší laboratoře pak umožňuje studovat účinky suplementace omega-3 na lipidom, se zvláštním zaměřením na endokanabinoidy. Translační potenciál, pokud jde o příznivé účinky omega-3 na metabolismus, se testuje za použití transgenních myší exprimujících lidskou verzi transkripčního faktoru PPARalfa. Relativně nedávno jsme také začali řešit vliv podávání omega-3 nebo léků (např. metformin) na střevní tkáň a její metabolismus. Zkoumali jsme také změny střevního metabolismu související s podáváním omega-3 nebo léků (např. metforminu). V poslední době jsme se ve spolupráci s 3. lékařskou fakultou UK podíleli na studiích zaměřených na pochopení úlohy tukové tkáně v příznivých metabolických účincích cvičení, včetně úlohy lipokinů vylučovaných tukovou tkání, jako jsou větvené estery mastných kyselin (FAHFA), zejména z rodiny PAHSA. 

Kmenoví pracovníci (bez pracovníků na mateřské dovolené): O. Horáková, V. Kalendová, M. Mitrovic, I. Sabinari, K. Seďová, J. Vyvadilová.

Do roku 2019 byla součástí oddělení i Metabolomics Unit (PI: O. Kuda). Tato skupina následně v rámci ústavu vytvořila nezávislé oddělení Metabolismu bioaktivních lipidů. Stalo se tak díky prestižnímu ocenění "Lumina Queruntur" udělenému O. Kudovi Akademií věd ČR.

 

Aktuální projekty

Úloha netřesové termogeneze nezávislé na UCP1 v rezistenci k chladu a obezitě

Regulace energetického výdeje je důležitá pro zachování stabilní tělesné teploty a tělesné hmotnosti a představuje tak potenciální cíl pro prevenci a léčbu obezity a doprovodných onemocnění. Mezi klasické termogenní mechanismy patří zejména svalový třes a netřesová termogeneze závislá na funkci UCP1 v hnědé tukové tkáni. V rámci tohoto projektu se zaměříme na méně prozkoumané mechanismy netřesové termogeneze, které nezávisí na UCP1. Více

Změny transkriptomu během časného postnatálního vývoje u lidí: vliv porodní nezralosti na regulaci energetického metabolizmu

Předčasný porod a jeho komplikace jsou nejčastější příčinou úmrtí dětí do pěti let věku, a mohou mít dlouhodobé dopady na vývoj a zdraví jedince. Pro zlepšení prognózy předčasně narozených dětí je třeba poznat příčiny jejich nedostatečné poporodní adaptace, která je závislá na změnách energetického metabolizmu a dalších mechanizmech. Výzkum v této oblasti je však omezen nedostatkem klinického materiálu.    Více

Nové přístupy ke zvýšení inzulín-senzitizujících účinků cvičení: cílení na metabolismus PAHSA (ETAPA)

Cvičení představuje důležitý nástroj v prevenci a léčbě metabolických poruch spojených s obezitou a stárnutím. Metabolické účinky cvičení jsou rovněž závislé na vyvolání příznivých změn ve funkci tukové tkáně. Tuková tkáň je zdrojem lipokinů ze skupiny esterů kyseliny palmitové s kyselinou hydroxystearovou (PAHSA), které mají protizánětlivé a inzulin-senzitizující účinky. Nedávno jsme prokázali, že čtyřměsíční cvičení zvyšuje hladiny PAHSA v tukové tkáni a v krevním oběhu. Mechanismy podílející se na indukci hladin PAHSA v reakci na cvičení však nejsou známy. Více

Fyziologický význam plasticity bílé tukové tkáně a její vztah k rozvoji obezity a k termogenní odpovědi (uzavřený projekt)

Dostatečná plasticita bílé tukové tkáně je nezbytná pro optimální nastavení metabolických procesů v reakci na měnící se podmínky vnějšího prostředí. Metabolická plasticita tkáně souvisí s její buněčnou plasticitou, tzn. změnami ve velikosti a počtu buněk ve tkáni. Ověříme hypotézu, že plasticita tukové tkáně, zejména proliferační potenciál tukových buněk, je důležitým faktorem omezujícím toxické působení mastných kyselin uvolňovaných během spalování tukových zásob.  Snížená schopnost organizmu aktivovat tyto procesy by mohla mít negativní vliv z hlediska náchylnosti k obezitě a dalším metabolickým onemocněním.   Více

Úloha střeva v diferenciálních metabolických účincích omega-3 mastných kyselin v závislosti na lipidové formě jejich podávání (uzavřený projekt)

Suplementace omega-3 mastných kyselin jako je kyselina eikosapentaenová (EPA) a kyselina dokosahexaenová (DHA) může chránit před obezitou a zároveň působit hypolipidemicky a protizánětlivě. Zatímco účinky omega-3 na metabolismus lipidů v játrech jsou relativně dobře známy, změny v metabolismu střev v důsledku podávání omega-3 dosud nebyly podrobně prozkoumány. Naše předchozí studie ukázaly, že metabolické účinky jsou silnější, když se omega-3 podávají ve formě fosfolipidů (Rossmeisl et al., PlosOne 2012). Hlavním cílem tohoto projektu je identifikovat povahu odlišných metabolických účinků omega-3 podávaných v různých lipidových formách (triacylglyceroly, fosfolipidy, voskové estery), a to zejména s ohledem na možné zapojení střeva do těchto účinků. Více

Úloha endokanabinoidního systému v metabolických účincích omega-3 fosfolipidů z mořských zdrojů (uzavřený projekt)

Metabolické komplikace obezity jsou spojeny s poruchou regulace endokanabinoidního (EC) systému. V pokusech na myších krmených obezogenní vysokotukovou dietou jsme prokázali silnější metabolické účinky omega-3 mastných kyselin s dlouhým řetězcem ve formě fosfolipidů (omega-3 PL) ve srovnání s triacylglyceroly (Rossmeisl et al. 2012. PloS One). Tyto účinky byly spojeny s výraznou modulací hladin hlavních EC molekul v tukové tkáni (TK). Více

Vliv cvičení a podávání omega-3 na metabolické parametry a lipidom u starších žen (uzavřený projekt)

U starších lidí jsou změny životního stylu založené na zvýšené fyzické aktivitě primárně indikovány za účelem zlepšení funkce svalů a/nebo kardiovaskulární zdatnosti, nicméně nejnovější údaje naznačují, že tuková tkáň může významně přispívat k prospěšným účinkům cvičení na metabolismus, zánět a celkové zdraví. Estery vosků obsažené v Calanus oleji reprezentují jednu z nových lipidových forem Omega-3, která by mohla vést ke zlepšeným metabolickým účinkům. Cílem tohoto projektu je proto studovat u inaktivních starších žen účinky cvičení samotného nebo v kombinaci se suplementací Calanus oleje.   Více

Úspěchy

Naše články opakovaně mezi nejvýznamnějšími výsledky Akademie věd ČR

Soubor našich prací na téma nových možnosti pro využití lipidů z mořských ryb v prevenci a léčbě obezity a doprovodných onemocnění byl zařazen mezi nejvýznamnější výsledky AV ČR za rok 2009. V roce 2011 se pak na tentýž prestižní seznam dostal náš článek věnující se příznivým účinkům kombinovaného působení omega-3 a mírné kalorické restrikce. Krom toho byla mezi nejvýznamnější výsledky AV ČR za rok 2017 zařazena naše práce popisující změny v metabolismu tukové tkáně během chladové expozice a jejich význam pro náchylnost k obezitě. Více

Publikace

von Essen; G. - Lindsund; E. - Maldonado; E.M. - Zouhar; Petr - Cannon; B. - Nedergaard; J. Highly recruited brown adipose tissue does not in itself protect against obesity . Molecular Metabolism. 2023; 76(October); 101782 . IF = 8.1 [ASEP] [ doi ]
Picó; C. - Lurbe; E. - Keijer; J. - Kopecký; Jan - Landrier; J.F. - Álvarez-Pitti; J. - Martin; J. Ch. - Oliver; P. - Palou; A. - Palou; M. - Zouhar; Petr - Ribot; J. - Rodrígues; A. M. - Sánchez; J. - Serra; F. - Bonet; M. L. Study protocol: Identification and validation of integrative biomarkers of physical activity level and health in children and adolescents (INTEGRActiv) . Frontiers in Pediatrics. 2023; 11(12 Sep); 1250731 . IF = 2.6 [ASEP] [ doi ]
Janovská; Petra - Zouhar; Petr - Bardová; Kristina - Otáhal; Jakub - Vrbacký; Marek - Mráček; Tomáš - Adamcová; Kateřina - Leňková; Lucie - Funda; Jiří - Čajka; Tomáš - Drahota; Zdeněk - Stanić; Sara - Rustan; A. C. - Horáková; Olga - Houštěk; Josef - Rossmeisl; Martin - Kopecký; Jan . Impairment of adrenergically-regulated thermogenesis in brown fat of obesity-resistant mice is compensated by non-shivering thermogenesis in skeletal muscle . Molecular Metabolism. 2023; 69(March)); 101683 . IF = 8.1 [ASEP] [ doi ]
Horáková; Olga - Sistilli; Gabriella - Kalendová; Veronika - Bardová; Kristina - Mitrović; Marko - Čajka; Tomáš - Irodenko; Ilaria - Janovská; Petra - Lackner; K. - Kopecký; Jan - Rossmeisl; Martin . Thermoneutral housing promotes hepatic steatosis in standard diet-fed C57BL/6N mice; with a less pronounced effect on NAFLD progression upon high-fat feeding . Frontiers in Endocrinology. 2023; 14(Jul 12); 1205703 . IF = 5.2 [ASEP] [ doi ]
Castillo; P. - Kuda; Ondřej - Kopecký; Jan - Pomar; C. A. - Palou; A. - Palou; M. - Picó; C. Stachydrine; iN/i-acetylornithine and trimethylamine N-oxide levels as candidate milk biomarkers of maternal consumption of an obesogenic diet during lactation . Biofactors. 2023; 49(5); 1022-1037 . IF = 6.0 [ASEP] [ doi ]

Fotogalerie oddělení

Celá fotogalerie

Lidé

MUDr. Martin Rossmeisl, Ph.D.

vedoucí oddělení

MUDr. Jan Kopecký, DrSc.

zástupce vedoucího oddělení

Mgr. Olga Horáková, Ph.D.

vědecký pracovník

Ing. Petra Janovská, Ph.D.

vědecký pracovník

Mgr. Kristina Bardová, Ph.D.

vědecký pracovník

RNDr. Petr Zouhar, Ph.D.

vědecký pracovník 

Gülnaz Yıldırım Köken, Ph.D.

postdoktorand

Mgr. Eliška Haasová

postgraduální student

Mgr. Veronika Kleinová

postgraduální student

Mgr. Marko Mitrović

postgraduální student

Sakina Poonawala, MSc

postgraduální student

Mgr. Isaiah Sabinari

postgraduální student

Mgr. Sara Stanić

postgraduální student

Mgr. Zuzana Korandová

koordinátorka

Ing. Jitka Ezrová

technický pracovník

Mgr. Karolína Seďová

technický pracovník

Daniela Šálková

technický pracovník

Ing. Karla Vagnerová, Ph.D.

lab manager