Biochemia stresu oksydacyjnego. Wykład 4 Patofizjologia NOSów



Podobne dokumenty
Patofizjologia NOSów

Biochemia stresu oksydacyjnego. Syntazy tlenku azotu (NOS)

Syntazy tlenku azotu (NOS)

Syntazy tlenku azotu (NOS)

Biochemia stresu oksydacyjnego. Wykład 2 Powstawanie reaktywnych form tlenu w komórkach

KURS PATOFIZJOLOGII WYDZIAŁ LEKARSKI

KURS PATOFIZJOLOGII WYDZIAŁ LEKARSKI

Ocena ekspresji genów proangiogennych w komórkach nowotworowych OVP-10 oraz transfektantach OVP-10/SHH i OVP-10/VEGF

Antyoksydanty pokarmowe a korzyści zdrowotne. dr hab. Agata Wawrzyniak, prof. SGGW Katedra Żywienia Człowieka SGGW

Układ pracy. Wstęp i cel pracy. Wyniki. 1. Ekspresja i supresja Peroksyredoksyny III w stabilnie transfekowanej. linii komórkowej RINm5F

AUTOREFERAT ROZPRAWY DOKTORSKIEJ. The role of Sdf-1 in the migration and differentiation of stem cells during skeletal muscle regeneration

Oksydacyjne uszkodzenia śródbłonka naczyniowego w cukrzycy typu 2 udział mitochondriów i oksydazy NAD(P)H

Aktualne spojrzenie na układ RAA i inne uwarunkowania nadciśnienia tętniczego krwi w PChN

Syntazy tlenku azotu (NOS)

Oddziaływanie komórki z macierzą. adhezja migracja proliferacja różnicowanie apoptoza

Angiogeneza: sprawa życia i śmierci

Mechanochemiczny przełącznik między wzrostem i różnicowaniem komórek

VITA-MIN Plus połączenie witamin i minerałów, stworzone z myślą o osobach aktywnie uprawiających sport.

KRĄŻENIE KRWI ŚREDNIE I MAŁE ŻYŁY ŻYŁKI (WENULE)

Czy jest możliwe skuteczne leczenie cukrzycy w grupie chorych otyłych ze znaczną insulinoopornością?

Kurczliwość. Układ współczulny

Fizjologia człowieka

Pozaanestetyczne działanie anestetyków wziewnych

Naczyniopochodne następstwa. Zakład ad Neuropatologii, Instytut Psychiatrii i Neurologii w Warszawie

PATOLOGIA OGÓLNA DLA ODDZIAŁU STOMATOLOGII. Procesy naprawcze

Nadciśnienie tętnicze a markery dysfunkcji śródbłonka u dzieci z przewlekłą chorobą nerek

Uniwersytet Łódzki Wydział Biologii i Ochrony Środowiska Katedra Biofizyki Skażeń Środowiska ul. Pomorska 141/143, Łódź

Krwiotworzenie (Hematopoeza)

Prof. dr hab. Grzegorz Bartosz Katedra Biofizyki Molekularnej Uniwersytetu Łódzkiego

Kwasy omega -3, szczególnie EPA i DHA:

Znaczenie jonów wapnia w śródbłonku naczyń

Leczenie immunosupresyjne po przeszczepieniu narządu unaczynionego

USG Power Doppler jest użytecznym narzędziem pozwalającym na uwidocznienie wzmożonego przepływu naczyniowego w synovium będącego skutkiem zapalenia.

UKŁAD NACZYNIOWY. KRĄŻENIE KRWI (duże) Komórki śródbłonkowe wywodzą się z mezenchymy, ale mają układ nabłonka i wytwarzają blaszkę podstawną

Źródła energii dla mięśni. mgr. Joanna Misiorowska

Organizacja tkanek - narządy

Długotrwały niedobór witaminy C (hipoascorbemia) powoduje miażdżycę oraz osadzanie się lipoproteiny(a) w naczyniach krwionośnych transgenicznych myszy

PATOFIZJOLOGIA ZWIERZĄT

Streszczenie Przedstawiona praca doktorska dotyczy mobilizacji komórek macierzystych do uszkodzonej tkanki mięśniowej. Opisane w niej badania

Patofizjologia resuscytacji krążeniowo - oddechowej

UKŁAD NACZYNIOWY. KRĄŻENIE KRWI (duże) Komórki śródbłonkowe wywodzą się z mezenchymy, ale mają układ nabłonka i wytwarzają blaszkę podstawną

MEDYCYNA KOMÓRKOWA NATURALNE METODY WALKI Z MIAŻDŻYCĄ

SZKODLIWOŚĆ smogu - "niskiej emisji"

Mgr Dorota Przybylska

STRES OKSYDACYJNY WYSIŁKU FIZYCZNYM

Cukrzyca typu 2 Novo Nordisk Pharma Sp. z o.o.

Wykazano wzrost ekspresji czynnika martwicy guza α w eksplanta ch naczyniówki i nabłonka barwnikowego siatkówki myszy poddanych fotokoagulacji w

Wskaźniki włóknienia nerek

Molekularne i komórkowe podstawy treningu zdrowotnego u ludzi chorych na problemy sercowo-naczyniowe.

Do moich badań wybrałam przede wszystkim linię kostniakomięsaka 143B ze względu na jej wysoki potencjał przerzutowania. Do wykonania pracy

Trienyl. - kwas alfa-iinolenowy (C 18:3) - kwas eikozapentaenowy (EPA, C 20:3) - kwas dokozaheksaenowy (DCHA, C 22:6)

ROLA WAPNIA W FIZJOLOGII KOMÓRKI

Fetuina i osteopontyna u pacjentów z zespołem metabolicznym

Kwasy omega -3, szczególnie EPA i DHA:

kardiolog.pl Activeweb Medical Solutions. Wszelkie prawa zastrzeżone. str. 2/5

Wazoprotekcyjne i antydiabetogenne działanie telmisartanu zależne od aktywacji receptora PPAR?

OPTYMALNY POZIOM SPOŻYCIA BIAŁKA ZALECANY CZŁOWIEKOWI JANUSZ KELLER STUDIUM PODYPLOMOWE 2011

UKŁAD NACZYNIOWY. KRĄŻENIE KRWI (duże) Komórki śródbłonkowe wywodzą się z mezenchymy, ale mają układ nabłonka i wytwarzają blaszkę podstawną

Interakcje między abiotycznymi i biotycznymi czynnikami stresowymi: od teorii do praktyki Elżbieta Kuźniak Joanna Chojak

Dr hab. med. Aleksandra Szlachcic Kraków, Katedra Fizjologii UJ CM Kraków, ul. Grzegórzecka 16 Tel.

EDUKACJA PACJENTA I JEGO RODZINY MAJĄCA NA CELU PODNIESIENIE ŚWIADOMOŚCI NA TEMAT CUKRZYCY, DOSTARCZENIE JAK NAJWIĘKSZEJ WIEDZY NA JEJ TEMAT.

TIENS L-Karnityna Plus

Aktywność sportowa po zawale serca

Osocze bogatopłytkowe w ginekologii estetycznej

POSTĘPOWANIE W CUKRZYCY I OPIEKA NAD DZIECKIEM W PLACÓWKACH OŚWIATOWYCH

Justyna Tadeusiewicz, Beata Olas

Nitraty -nitrogliceryna

Rola witaminy D w praktyce lekarza rehabilitacji medycznej. dr n. med. Anna Pacholec prof. dr hab. n. med. Krystyna Księżopolska-Orłowska

Katarzyna Pawlak-Buś

Niedożywienie i otyłość a choroby nerek

Molekularne i komórkowe podstawy treningu zdrowotnego u ludzi chorych na cukrzycę

UNIWERSYTET MEDYCZNY W LUBLINIE KATEDRA I KLINIKA REUMATOLOGII I UKŁADOWYCH CHORÓB TKANKI ŁĄCZNEJ PRACA DOKTORSKA.

Kąpiel kwasowęglowa sucha

Organizacje pozarządowe w diabetologii: realne problemy pacjentów. problem z postrzeganiem cukrzycy typu 2 POLSKIE STOWARZYSZENIE DIABETYKÓW

dr hab. prof. AWF Agnieszka Zembroń-Łacny DOPING GENOWY 3 CIEMNA STRONA TERAPII GENOWEJ

THE UNFOLDED PROTEIN RESPONSE

Sirtuiny - eliksir młodości nowej generacji?

Rola czynników środowiskowych w rozwoju organizmu i w kształtowaniu patogenezy chorób. Udział mechanizmów epigenetycznych.

Urząd Miasta Bielsko-Biała - um.bielsko.pl Wygenerowano: /14:10: listopada - Światowym Dniem Walki z Cukrzycą

PRZYKŁADOWE ZASTOSOWANIA PRP W SCHORZENIACH NARZĄDU RUCHU:

Zaburzenia krzepnięcia diagnostyka w systemie przyłóżkowym

Biochemia stresu oksydacyjnego. Wykład 7 Interakcje między głównymi szlakami cytoprotekcyjnymi; Glutation

ASMAG FORTE 34 mg jonów magnezu, tabletki Magnesii hydroaspartas

PODSTAWY PRAWNE. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 2 sierpnia 2016r. zmieniające rozporządzenie w sprawie recept lekarskich

Klasyfikacja zaburzeń przepływu w mikrokrążeniu w przebiegu wstrząsu dystrybucyjnego.

AKADEMIA SKUTECZNEJ SAMOKONTROLI W CUKRZYCY. Cukrzyca co powinniśmy wiedzieć

CHOLESTONE NATURALNA OCHRONA PRZED MIAŻDŻYCĄ.

Epidemiologia chorób serca i naczyń

Autonomiczny układ nerwowy - AUN

Harmonogram wykładów z patofizjologii dla Studentów III roku Wydziału Farmaceutycznego kierunku Farmacja studia stacjonarne

1. Wiadomości ogólne 2. Działanie fizjologiczne insuliny 3. Powikłania w cukrzycy

Polska Federacja Stowarzyszeń Chorych na Astmę, Choroby Alergiczne i POCHP

Onkogeneza i zjawisko przejścia nabłonkowomezenchymalnego. Gabriel Wcisło Klinika Onkologii Wojskowego Instytutu Medycznego, CSK MON, Warszawa

HARMONOGRAM DATA ZAJĘCIA TEMAT PROWADZĄCY WYKŁAD WYKŁAD

Patogeneza sepsy. dr hab. n.med. Barbara Adamik Katedra i Klinika Anestezjologii i Intensywnej Terapii Uniwersytet Medyczny we Wrocławiu

Mechanizm dysfunkcji śródbłonka w patogenezie miażdżycy naczyń

HARMONOGRAM SEMINARIUM 2 Skutki zaburzeń homeostazy ustroju, zmiany humoralne i hormonalne w przebiegu chorób systemowych- Cz.

Całość procesów związanych z utrzymaniem krwi w stanie płynnym w obrębie łożyska naczyniowego

Epidemia niewydolności serca Czy jesteśmy skazani na porażkę?

Transkrypt:

Biochemia stresu oksydacyjnego Wykład 4 Patofizjologia NOSów

Porównanie NOSów oxygenase domain reductase domain Alderton et al. Biochem J. 2001

Aktywność enos Forstermann U. Eur J Physiol 2010

Wpływ NO na transdukcję sygnału (Cys) tissue injury tissue protection Otani H. Antioxid Redox Signal 2009

Regulacja aktywności enos lokalizacja komórkowa fosforylacja dostępność substratu poziom ekspresji mrna i białka dostępność kofaktorów reakcja NO z O 2 ' - Huang PL. Trends Endocrin Metabol 2009

Regulacja aktywności enos przez Ca 2+ i fosforylację Forstermann U. Eur J Physiol 2010

Regulacja aktywności enos przez kinazy Huang PL. Trands Endorcrin Matabol 2009.

Czynniki ryzyka wywołujące dysfunkcję enos Forstermann U. Eur J Physiol 2010

Stres oksydacyjny wywołuje dysfunkcję śródbłonka Ding and Triggle. Uer J Physiol 2010.

NOS - regulacja ciśnienia krwi - 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 blaszka miażdżycowa - Dysfunkcja pojawia się przed zmianami anatomicznymi (przed hiperplazją mięśniówki lub tworzeniem złogów lipidowych w naczyniach). Liu et al. Cardiovasc Res 2007

Regulacja skurczu mięśni gładkich naczyń Skurcz mięśni gładkich ściany naczynia regulowany jest przez śródbłonek Tang and Vanhoutte. Eur J Physiol 2010.

Regulacja skurczu mięśni gładkich naczyń Tang and Vanhoutte. Eur J Physiol 2010.

Regulacja skurczu mięśni gładkich naczyń Tang and Vanhoutte. Eur J Physiol 2010.

Regulacja skurczu mięśni gładkich naczyń WT db/db Ding and Triggle. Uer J Physiol 2010.

Wpływ starzenia się na dysfunkcję naczyń

Wpływ starzenia na dysfunkcję naczyń - 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 czynniki wzrostowe bodźce proapoptotyczne (rozrost mięśniówki) * deregulacja ekspresji kanałów wapniowych i potasowych (nasilona kurczliwość, reakcja zapalna i prozakrzepowa) EC VSMC - 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 Herrera et al. Aging Res Rev 2010

Wpływ starzenia na dysfunkcję naczyń Herrera et al. Aging Res Rev 2010

Wpływ starzenia na dysfunkcję naczyń Herrera et al. Aging Res Rev 2010

Wpływ starzenia na dysfunkcję naczyń Herrera et al. Aging Res Rev 2010

Czynniki ryzyka wywołujące dysfunkcję enos metylotrasferaza dimetyloarginaza śródbłonek Forstermann U. Eur J Physiol 2010

Stres oksydacyjny wywołuje miażdżycę Forstermann U. Eur J Physiol 2010

Zawał- ischemia - ischemia-reperfuzja http://www.pathology.washington.edu/research/labs/murry/images/lvr_00.jpg

enos i inos a uszkodzenie po ischemii i reperfuzji - Angiotensyna i cytokiny prozapalne indukują stres oksydacyjny. To prowadzi do indukcji NFkB i ekspresji inos. COX-2 PGE 2, PGI 2 - inos może stanowić drugą linię obrony. Jeśli enos jest zablokowana, inos staje się głównym źródłem NO i może dzięki temu pełnić funkcje cytoprotekcyjne (pod warunkiem, że ekspresja nie jest zbyt silna, stężenia NO byt wysokie, gdyż wtedy mogą działać toksycznie i prooksydacyjnie, np. poprzez wpływ na łańcuch oddechowy). - Istotną rolę odgrywa również indukcja COX-2 i produkcja prze nią PGE 2 i PGI 2. Otani H. Antioxid Redox Signal 2009

Tlenek azotu a zapalenie - 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). Otani H. Antioxid Redox Signal 2009

Tlenek azotu a neowaskularyzacja - NO zwiększa produkcję VEGF oraz nasila jego aktywność w komórkach śródbłonka (zwłaszca migrację i morfogenezę). - VEGF chroni śródbłonek przed apoptozą, nasila angiogenezę i waskulogenezę, prowadząc do utworzenia nowych naczyń krwionośnych. - Niewystarczająca angiogeneza prowadzi do powstawania większej blizny pozawałowej i zwłóknienia. Otani H. Antioxid Redox Signal 2009

Syntazy tlenku azotu, a przebudowa LV Serce po zawale - 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). Otani H. Antioxid Redox Signal 2009

Insulino-oporność i cukrzyca typu 2 http://www.pathology.washington.edu/research/labs/murry/images/lvr_00.jpg

Rola oksydazy NAD(P)H w indukcji stresu oksydacyjnego w cukrzycy Gao & Mann. Cardiovasc Res 2009.

Mitochondria w cukrzycy Bugger & Abel. Cardiovasc Res 2010; Tabit et al. Rev Endocr Metab Disord 2010

Transdukcja sygnału od insuliny Huang PL. Trands Endorcrin Matabol 2009.

Stres oksydacyjny indukuje insulinooporność Długotrwała hiperglikemia i hiperlipidemia prowadzi do: - wzrostu produkcji ROS i RNS - aktywacji kinaz (np. JNK, p38, IKKb) * kinazy te fosforylują IRS-1 * IKKb aktywuje NFkB NFkB 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 Newsholme et al. J Physiol 2007.

Dysfunkcja śródbłonka w cukrzycy http://www.pathology.washington.edu/research/labs/murry/images/lvr_00.jpg

Surface of the wound [%] Gojenie ran u myszy z cukrzycą db/db WT 100 WT Day 0 80 60 40 20 ** *** ** *** db/db *** *** *** *** *** *** *** Day 1 Day 3 Day 8 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 13 15 Days after wounding Day 17 Grochot-Przeczek et al. PLoS ONE, 2009

Fazy gojenia ran Faza zapalenia (kilka dni) - Natychmiast po utworzeniu skrzepu w ranie dochodzi do wazodylatacji i nacieku leukocytarnego. Bardzo nasila się aktywność 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 kolagenu wzmacniającego tkankę, oraz do przekształcenia tkanki ziarninowej w typowe tkanki (lub utworzenia blizny). Liu & Velazquez. Antioxid Redox Signal 2008

Upośledzenie funkcji EPC w cukrzycy - 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 uwalniają czynniki 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 progenitorowych jest mniejsza. Komórki progenitorowe które docierają do zranionych tkanek uwalniają niewiele czynników proangiogennych, natomiast dużo prozapalnych i antyangiogennych (w tym duże ilości NO i ROS). EPC: komórki progenitorowe śródbłonka Jarajapu & Grant. Circ Res 2010.

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 Brem & Tomic-Canic. J Clin Invest 2007.

Mobilizacja EPC - Zranione tkanki uwalniają między innymi VEGF, który wpływa na komórki podścieliska szpiku. Prowadzi to do: * aktywacji enzymatycznej enos * nasilenia produkcji NO. - To zwiększa aktywność MMP-9, która uwalnia skitl z błonowego białka mkitl. - Związanie skitl do receptora c-kit prowadzi do uwolnienia EPC z niszy szpikowych do krążenia. EPC w szpiku Liu & Velazquez. Antioxid Redox Signal 2008

Mechanisms of blood vessels formation Incorporation to pre-existing vessels Formation of blood vessels de novo paracrine stimulation of endothelial cells (VEGF, bfgf, IL-8 ) Carmeliet P. Nat Med, 2000

number of cells cumulative kength of sprouts % CD45-/KDR+/Sca-1+/lectin+ number of connections Wpływ cukrzycy na EPC Percentage of EPC in bone marrow 0.0012 50 Morphogenesis 0.0010 40 0.0008 0.0006 0.0004 * 30 20 * 0.0002 10 0.0000 healthy diabetic 0 healthy diabetic 800 Migration to SDF-1 10 Capillary sprouting 600 8 400 * 6 4 * 200 2 0 healthy diabetic 0 healthy diabetic Kotlinowski et al., in preparation

Wpływ cukrzycy na komórki śródbłonka Krążki aorty zatopione w matriżelu - 5 dni inkubacji. Widoczne tworzące się kapilary. Myszy WT Myszy db/db Kotlinowski et al., in preparation

Odtwarzanie krążenia w mięśniu myszy z cukrzycą diabetes diabetes + NAC diabetes diabetes + NAC NAC - N-acetylocyteina Ebrahimian et al. Am J Pathol 2006

Mobilizacja EPC ze szpiku - EPC: komórki progenitorowe śródbłonka - VEGF: vascular endothelial growth factor - MMP-9: matrix metalloproteinase-9 - enos: endothelial nitric oxide synthase Liu & Velazquez. Antioxid Redox Signal 2008

Regulacja mobilizacji EPC w hiperoksji i hipoksji Liu & Velazquez. Antioxid Redox Signal 2008

Regulacja mobilizacji EPC w hiperoksji i hipoksji - EPC: komórki progenitorowe śródbłonka - MMP-9: matrix metalloproteinase-9 - enos: endothelial nitric oxide synthase - SDF-1a - stromal cell derived growth factor-a - CXCR-4 - receptor dla SDF-1 Liu & Velazquez. Antioxid Redox Signal 2008

Powstawianie i inaktywacja ROS w śródbłonku Forstermann U. Eur J Physiol 2010

Dziękuję Slajdy dostępne na stronie Zakładu Biotechnologii Medycznej