Recenzja mgr Anny Falkowskiej Wpływ jonów ołowiu na metabolizm glikogenu w mózgu szczurów poddanych ekspozycji pre- i neonatalnej Ocena formalna:

Transkrypt

1 Prof. dr hab. Bogumiła Pilarczyk Katedra Biotechnologii Rozrodu Zwierząt i Higieny Środowiska Wydział Biotechnologii i Hodowli Zwierząt ZUT w Szczecinie Recenzja rozprawy doktorskiej mgr Anny Falkowskiej pt. Wpływ jonów ołowiu na metabolizm glikogenu w mózgu szczurów poddanych ekspozycji pre- i neonatalnej wykonanej w Zakładzie Biochemii Katedry Biochemii i Chemii Medycznej Wydziału Lekarskiego z Oddziałem Nauczania w Języku Angielskim Pomorskiego Uniwersytetu Medycznego w Szczecinie pod kierunkiem Pani dr hab. n. med., prof. PUM Ireny Baranowskiej-Bosiackiej oraz promotora pomocniczego Pani dr n. med. Agnieszki Kolasa-Wołosiuk. Ocena formalna: Przedstawiona do recenzji rozprawa zawiera 104 strony maszynopisu i składa się z następujących części: strony tytułowej, po której znajduje się dobrze napisany, przejrzysty spis treści, wykaz stosowanych skrótów, wstęp (s. 8-37), cel pracy (s. 38), materiał i metody (s ), wyniki (s ), dyskusja (s ), wnioski (s. 83), streszczenie w j. polskim i j. angielskim, spis rycin, spis tabel, bibliografia (s ), aneks zgoda komisji bioetycznej na przeprowadzone badania. Rozdziały te tworzą zamkniętą, logiczną całość. Oceniana praca zawiera wszystkie elementy zwyczajowo przyjęte dla rozprawy doktorskiej: ma charakter naukowo-badawczy, napisana jest poprawnym językiem polskim z zastosowaniem słownictwa naukowego i formalnie odpowiada wymogom zawartym w Ustawie z dnia 14 marca 2003 r. o stopniach naukowych i tytule naukowym (Dz. U. Nr 65, poz. 595) wraz ze zmianami, które wprowadziła Ustawa z dnia 27 lipca 2005 r. Prawo o szkolnictwie wyższym (Dz. U. Nr 164, poz.1365, z późn. zm.). Ocena merytoryczna: Doktorantka w swej pracy podjęła próbę odpowiedzi na pytanie, czy narażenie na ołów w okresie pre- i neonatalnym może zaburzać metabolizm energetyczny mózgu poprzez ilość dostępnego glikogenu oraz czy wpływa on na ekspresję i aktywność

2 2 kluczowych enzymów zaangażowanych w przemiany glikogenu mózgowego: syntazy glikogenowej (Gys1), fosforylazy glikogenowej (PYGM izoformy aktywnej w astrocytach i PYGB izoformy aktywnej w neuronach), kinazy fosforylazy glikogenowej (PHKB) oraz na ekspresję koneksyny 43 (Cx43). Toksyczność ołowiu stanowi ważny problem zdrowotny w skali globalnej. Dotychczasowe badania naukowe dostarczają wielu dowodów potwierdzających związek między podwyższonym stężeniem ołowiu we krwi u dzieci a zaburzeniami pamięci, koncentracji, uczenia się oraz obniżonym IQ. Ołów odgrywa również ważną rolę w patogenezie takich chorób jak choroby neurodegeneracyjne, autyzm, schizofrenia oraz zespół nadpobudliwości psychoruchowej z deficytem uwagi. Jak zauważa Autorka, w świetle ostatnich badań wydaje się, że choroby neurodegeneracyjne takie jak choroba Alzheimera i Parkinsona mogą być skutkiem działania nie tylko czynników genetycznych czy czynników związanych ze stylem życia, ale na ich rozwój może także wpływać narażenie w okresie pre- i neonatalnym na środowiskowe czynniki ryzyka, takie jak ołów. Autorka zwraca szczególną uwagę na fakt, że nawet przy dopuszczalnym stężeniu ołowiu we krwi u dzieci występują nieprawidłowości w przebiegu wielu procesów biochemicznych w tkance nerwowej. Do chwili obecnej można znaleźć wiele danych literaturowych poświęconych toksykologii ołowiu, jednakże patomechanizmy jego oddziaływania na organizm człowieka i zwierząt poznano tylko fragmentarycznie. Wiadomo, że ołów wywiera negatywne działanie na rozwijający się mózg, jednakże mechanizm molekularny neurotoksycznego działania tego metalu nie został w pełni wyjaśniony. W tym kontekście podjęte przez Panią mgr Annę Falkowską badania są jak najbardziej uzasadnione, aktualne i potrzebne. Trudną i interesującą tematykę badawczą Autorka podjęła w zespole naukowym kierowanym przez dr hab. prof. PUM Irenę Baranowską-Bosiacką oraz prof. dr hab. Dariusza Chlubka. Tytuł pracy dokładnie oddaje treść całej dysertacji. W rozdziale Wstęp Autorka bardzo obszernie, ale z dużą znajomością podjętego tematu uzasadniła cel podjętych badań. W tej części pracy Autorka przedstawiła szczegółowo i w interesujący sposób stan wiedzy związanej z realizowanym tematem w oparciu o bogatą bibliografię. Oceniając ten rozdział należy

3 3 podkreślić właściwy dobór źródeł i ich omówienie. Rozdział Wstęp zawiera przegląd piśmiennictwa i dlatego ta część pracy moim zdaniem powinna nosić nazwę Wstęp i przegląd piśmiennictwa. Rozdział ten został podzielony na podrozdziały, co w sposób zasadniczy ułatwia czytelnikowi śledzenie omawianych zagadnień. W tekście pracy zamieszczone zostały liczne ryciny, których autorką jest Doktorantka. W tym rozdziale Doktorantka scharakteryzowała: miejsce glikogenu w mózgu, metabolizm glikogenu, rolę astrocytów w metabolizmie mózgowego glikogenu, transfer mleczanów między astrocytem a neuronem, mleczan i związane z nim procesy sygnalizacyjne w mózgu, mechanizmy regulacyjne procesu glikogenolizy i wychwytu potasu w astrocytach, kluczową rolę astrocytów w neuroprzekaźnictwie, znaczenie mózgowego glikogenu w transmisji glutaminergicznej, wpływ hipoglikemii na metabolizm energetyczny mózgu, rolę alternatywnych substratów energetycznych, cukrzycę a metabolizm energetyczny mózgu, wpływ cukrzycy na glikolizę i cykl Krebsa oraz metabolizm glutaminianu, glutation jako element łączący metaboliczne szlaki neuronalno-astrocytarne, powiązania glutationu z transportem glutaminianu. Takie przedstawienie zagadnień uważam za w pełni przemyślane i dające możliwość właściwego wprowadzenia i zapoznania z podjętą w pracy problematyką badawczą. Moim zdaniem pracę znacznie wzbogaciłoby umieszczenie jeszcze jednego podrozdziału, a mianowicie Mechanizmy toksyczności ołowiu. Nie umniejsza to jednak wartości pracy, ponieważ część zagadnień z tego zakresu została omówiona w rozdziale Dyskusja. W rozdziale Cel pracy Autorka w sposób jasny i przejrzysty sformułowała cel ogólny oraz szczegółowe cele pracy. Uważam, że w tym rozdziale Doktorantka powinna postawić hipotezy badawcze. Rozdział Materiał i metody został podzielony na dziewięć zasadniczych części (wybór modelu badawczego, oznaczenie stężenia ołowiu w mózgu i krwi pełnej metodą atomowej spektrometrii absorpcyjnej, oznaczenie stężenia glikogenu metodą spektrofotometryczną, barwienie glikogenu metodą PAS, analiza ekspresji białek metodą immunohistochemiczną, analiza ekspresji białek techniką Western blot, analiza ekspresji genów metodą łańcuchowej reakcji polimerazy z obrazowaniem w czasie rzeczywistym, oznaczenie stężenia białka, analiza statystyczna). Dla realizacji założonych celów badawczych mgr Anna Falkowska zastosowała nowoczesne metody badawcze, które w sposób szczegółowy i uporządkowany przedstawiła w tym rozdziale.

4 4 Ten rozdział Doktorantka napisała z dużą starannością. Jest to istotne dla oceny rzetelności i powtarzalności przeprowadzonych badań. Badania wykonano przy użyciu nowoczesnych i dobrze dobranych metod, które gwarantują wiarygodność uzyskanych wyników. Metody statystyczne zostały dobrane właściwie. Godny podkreślenia jest fakt doskonałej organizacji warsztatu badawczego oraz ogromna pracowitość Doktorantki. Duży nakład pracy w przeprowadzenie doświadczenia oraz analiza wyników badań wskazują na dobre przygotowanie mgr Anny Falkowskiej do pracy laboratoryjnej jak i również dobre przygotowanie teoretyczne do analizowanych zagadnień. Rozdział Wyniki zawiera dużo cennych danych, które stanowią bardzo dobry materiał do publikacji w znaczących czasopismach z impact factor. Doktorantka uzyskane dane zamieściła w tabeli i zobrazowała na rycinach, na których widać zależności pomiędzy analizowanymi parametrami. Układ tabeli oraz rycin jest przejrzysty i komunikatywny. Wyniki badań prezentowane w dysertacji pokazują, że narażenie na ołów we wczesnym okresie życia może zaburzać metabolizm energetyczny mózgu poprzez zmniejszenie ilości glikogenu mózgowego i obniżenie tempa jego metabolizmu. Mechanizm takiego działania ołowiu jest związany ze zmniejszeniem ekspresji kluczowych dla przemian glikogenu enzymów (syntazy i fosforylazy glikogenowej) co może pociągać za sobą obniżenie dostępności glukozy dla mózgu. Powoduje to ponadto obniżenie dostępności glukozy poprzez hamowanie jej uwalniania z glikogenu, a tym samym upośledza przemiany energetyczne w neuronach i astrocytach. Mózg jest organem o najwyższym tempie metabolizmu i zapotrzebowaniu energetycznym, dlatego zaburzenia w dostarczaniu energii pociągają za sobą poważne konsekwencje w jego funkcjonowaniu. Rozdział Dyskusja został przeprowadzony na wysokim poziomie naukowym, a uzyskane wyniki prawidłowo zinterpretowane. W dyskusji dokonano wyczerpującej interpretacji poczynionych spostrzeżeń przy jednoczesnym zachowaniu krytycyzmu naukowego. Pani mgr Anna Falkowska w sposób właściwy komentuje wyniki uzyskane w badaniach własnych z danymi z literatury. Przeprowadzona przez Doktorantkę dyskusja na tle bogatego piśmiennictwa świadczy o bardzo dobrej znajomości analizowanej tematyki badawczej. Ten rozdział pracy jest najlepszą częścią ocenianej dysertacji. Rozdział Wnioski

5 5 Wnioski są logicznym efektem uzyskanych w badaniach wyników i przeprowadzonej dyskusji. Zostały one trafnie ujęte i świadczą o dużej zdolności Autorki do syntetycznej analizy uzyskanych wyników na tle dotychczasowych badań. Rozdział Piśmiennictwo Obszerne piśmiennictwo obejmuje 189 pozycji z literatury tematu, wszystkie, co jest wyróżnikiem naszych czasów w języku angielskim. Prezentowane piśmiennictwo jest w pełni wykorzystane i cytowane w tekście dysertacji. Podkreślić należy, że dysertacja została zredagowana z dużą starannością. Podsumowanie: Uważam, że rozprawa doktorska reprezentuje dobry poziom merytoryczny. Autorka w jasny sposób sformułowała cele badań naukowych, które w moim przekonaniu osiągnęła. Oceniana dysertacja doktorska jest bardzo wartościowa pod względem naukowo-poznawczym. Napisana jest poprawnym językiem polskim z bogatą dokumentacją graficzną. Autorka wykazała się bardzo dobą orientacją w analizowanych zagadnieniach, umiejętnością opracowania uzyskanego materiału i bardzo dobrym przedstawieniem i omówieniem uzyskanych wyników. W pracy zgromadzono i cytowano wartościową literaturę przedmiotu. Doktorantka wykazała się dobrą orientacją w analizowanych zagadnieniach. Zostały, więc spełnione wymogi Ustawy z dnia 14 marca 2003 r. o stopniach naukowych i tytule naukowym (Dz. U. Nr 65, poz. 595), wraz ze zmianami wprowadzonymi Ustawą Prawo o szkolnictwie wyższym z dnia 27 lipca 2005 r. (Dz. U. Nr 164, poz. 1365, z późn. zm.). Wnoszę więc do Wysokiej Rady Wydziału Lekarskiego z Oddziałem Nauczania w Języku Angielskim Pomorskiego Uniwersytetu Medycznego w Szczecinie o dopuszczenie Pani mgr Anny Falkowskiej do dalszych etapów przewodu doktorskiego. Jednocześnie, biorąc pod uwagę znaczenie przeprowadzonych badań oraz wysoki poziom rozprawy wnioskuję do Wysokiej Rady Wydziału Lekarskiego z Oddziałem Nauczania w Języku Angielskim Pomorskiego Uniwersytetu Medycznego w Szczecinie o wyróżnienie pracy doktorskiej (summa cum laude) Pani mgr Anny Falkowskiej. Szczecin, dnia r.