Popularyzacja nauki

Wczesny etap rozwoju insulinooporności jest powiązany ze strukturami okalającymi mięśnie szkieletowe – wykazali naukowcy z Zespołu Profilaktyki Chorób Metabolicznych IRZiBŻ PAN.

Wyniki ich badań mogą stanowić krok w stronę poszukiwania nowego leku na choroby związane z insulinoopornością, który miałby działanie punktowe.

Insulinooporność to obniżona wrażliwość tkanek na działanie insuliny (hormonu regulującego poziom glukozy we krwi). Jej rozwój może doprowadzić do zachorowania na cukrzycę typu 2, choroby sercowo-naczyniowe, a także wiele innych chorób.

Najważniejszą tkanką związaną z działaniem insuliny są mięśnie szkieletowe, które odpowiadają za insulinozależny wychwyt glukozy w około 80-85%. Tkanki te, wraz z okalającymi je strukturami, pod lupę wzięli naukowcy z Zespołu Profilaktyki Chorób Metabolicznych IRZiBŻ PAN (ich pracę poglądową na ten temat można przeczytać tutaj). 

– Z naszych badań wynika, że w rozwoju insulinooporności znaczenie może mieć macierz zewnątrzkomórkowa mięśni szkieletowych – to rodzaj mieszaniny wytwarzanej przez komórki wypełniające wolne przestrzenie między nimi. W jej skład wchodzą m.in. integryny, czyli receptory białkowe przekazujące informację między środowiskiem zewnętrznym a wnętrzem komórek. Wykazaliśmy, że to właśnie one mogą być zaangażowane w modulację działania insuliny nawet na wczesnych etapach rozwoju insulinooporności – tłumaczy mgr inż. Róża Aleksandrowicz, technolog z Zespołu Profilaktyki Chorób Metabolicznych IRZiBŻ PAN w Olsztynie.

Wyniki badań, przeprowadzonych wraz z prof. Markiem Strączkowskim oraz dr Magdaleną Stefanowicz, opublikowano właśnie w czasopiśmie „Endocrine Journal”.

Jak tłumaczy badaczka, rola czynników związanych z macierzą zewnątrzkomórkową w rozwoju insulinooporności wciąż nie jest jeszcze w pełni poznana.

– Otrzymane rezultaty stanowią podstawę do dalszych badań nad rolą integryn, które mogą pomóc w lepszym poznaniu patogenezy insulinooporności i w przyszłości mogą zostać wykorzystane do poszukiwania nowych leków, ukierunkowanych punktowo właśnie na działanie tych integryn – wskazuje Róża Aleksandrowicz.

Czytaj więcej

Maliny to owoce o wysokiej zawartości przeciwutleniaczy, które pomagają chronić ludzki organizm przed wieloma schorzeniami, w tym również nowotworami. Badania dr. Bartosza Fotschki z Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie wykazały, że aby wzmocnić prozdrowotne działanie przeciwutleniaczy z malin, warto je łączyć w diecie z prebiotykami.

– Odpowiednie stymulowanie bakterii występujących w jelitach, poprzez suplementację prebiotykami, zwiększa efektywność rozkładu polifenoli z malin do związków chemicznych o większym potencjale prozdrowotnym m.in. korzystnie wpływających na metabolizm tłuszczy w wątrobie – podkreśla autor badań dr Bartosz Fotschki z Zespołu Biologicznych Funkcji Żywności IRZiBŻ PAN w Olsztynie.

O MALINACH SŁÓW KILKA

Maliny są jednymi z najpopularniejszych owoców. Swoje powodzenie zawdzięczają nie tylko słodkiemu, soczystemu smakowi, ale także znanym powszechnie prozdrowotnym właściwościom.

Jak przypomina Bartosz Fotschki, owoce te są bogatym źródłem bioaktywnych związków o silnym potencjalne prozdrowotnym m.in. charakteryzują się wysoką zawartością przeciwutleniaczy, głównie związków fenolowych np. cyjanidyn, antocyjanów, elagotanin oraz kwasów fenolowych. Przeciwutleniacze (inaczej antyoksydanty) to naturalne substancje, które mogą pomóc w ochronie organizmu ludzkiego przed rozwojem wielu chorób dietozależnych.

– Oprócz silnych właściwości przeciwutleniających, związki polifenolowe występujące w malinach wykazują również inne korzystne działania biologiczne, w tym regulujące stan zapalny, metabolizm lipidów, syntezę kwasów żółciowych w wątrobie oraz aktywność mikrobioty w przewodzie pokarmowym – wskazuje naukowiec, który na co dzień zajmuje się badaniem właściwości prozdrowotnych związków biologicznie aktywnych w kierunku profilaktyki oraz łagodzenia zaburzeń metabolicznych indukowanych dietą (np. otyłość, niealkoholowe stłuszczenie wątroby).

WZMOCNIĆ DZIAŁANIE

Prozdrowotne działanie malin można jeszcze wzmocnić, dlatego Bartosz Fotschki sprawdził, jak wpłynąć na bakterie przewodu pokarmowego, aby je zachęcić do intensywniejszej „pracy” związanej z rozkładem polifenoli z malin.

Naukowiec w swoich badaniach postawił na połączenie preparatu polifenolowego z malin z prebiotycznym działaniem fruktooligosacharydów (to produkty z grupy błonników  wspomagające rozwój bakterii probiotycznych, niezbędnych do prawidłowej pracy jelit).

– Wyniki badań potwierdziły wzmocnienie efektywności metabolizowania polifenoli do związków chemicznych o większym potencjale prozdrowotnym. Mechanizm działania tej mieszanki łączy ze sobą wzrost liczby bakterii wykazujących zdolność do metabolizmu polifenoli w przewodzie pokarmowym ze zwiększonym stężeniem metabolitów, które docierają do wątroby i regulują mechanizmy związane z metabolizmem lipidów, stresem oksydacyjnym oraz stanem zapalnym – wskazuje naukowiec.

Wyniki badań opublikowano w jednym z czołowych czasopism w dyscyplinie technologii żywności i żywienia Food Research International.

Innymi słowy – łącząc spożycie malin z suplementem prebiotycznym, wzmacniamy działanie prozdrowotne tych owoców, a to korzystnie wpływa m.in. na metabolizm wątroby.

– Niezbędne są jeszcze dalsze badania na ludziach, jednak połączenie polifenoli występujących w różnych produktach (np. soku, musie, liofilizacie) z fruktooligosacharydami może być cennym dodatkiem diety wspierającym profilaktykę zdrowotną i mógłby już teraz pojawić się w wielu produktach o potencjale prozdrowotnym – podsumowuje dr Fotschki.

Badanie było realizowane w ramach projektu pt. „Polifenole malin i ich metabolity jako czynniki regulujące mechanizmy rozwoju niealkoholowego stłuszczenia wątroby” (UMO-2018/31/D/NZ9/02196), finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki.

Czytaj więcej

Naukowcy z Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie badają mechanizm długotrwałej infekcji płodu wirusem cytomegalii. Wirus ten dla osób zdrowych jest zazwyczaj niegroźny. Problem pojawia się u pacjentów z obniżoną odpornością, a także u kobiet w ciąży, ponieważ przenika on przez łożysko i może powodować poważne choroby wrodzone.

– Badamy molekularne podstawy ustalania długotrwałej infekcji wirusem cytomegalii w komórkach neuralnych. Mamy nadzieję poznać czynniki odpowiedzialne za utrzymywanie się wirusa w komórkach nerwowych, a co za tym idzie – zidentyfikować przyczyny obserwowanych uszkodzeń układu nerwowego związanych z chorobą wrodzoną wywołaną przez wirus cytomegalii – podkreśla dr hab. Magdalena Weidner-Glunde, kierownik badań i kierownik Pracowni Mikrobiologii i Wirusologii Molekularnej IRZiBŻ PAN w Olsztynie.

UŚPIONY WIRUS

Infekcja ludzkim wirusem cytomegalii (HCMV– human cytomegalovirus) jest bardzo powszechna, w Polsce ponad 80 proc. społeczeństwa jest nim zainfekowana. Pierwotne zakażenie u zdrowych ludzi jest zazwyczaj bezobjawowe lub przybiera symptomy lekkiego przeziębienia, jednak u pacjentów z niedoborem odporności, np. po transplantacji (gdy odporność celowo jest obniżana, aby nie doszło do odrzucenia transplantu) bądź chorych na AIDS, może spowodować poważną chorobę.

– HCMV jest też przyczyną chorób wrodzonych, ponieważ wirus ten jest w stanie przeniknąć z krwiobiegu infekowanej matki przez łożysko do płodu. Choroba, będąca skutkiem wrodzonego zakażenia cytomegalią, związana jest z zakażeniem centralnego układu nerwowego i co za tym idzie, z uszkodzeniami sensoryczno-nerwowymi. Symptomy związane z chorobą wrodzoną wywołaną przez HCMV mogą obejmować utratę słuchu, uszkodzenie wzroku bądź nawet upośledzenie umysłowe – wyjaśnia badaczka.

Wirusy z rodziny herpeswirusów (to m.in. wirus opryszczki czy ospy wietrznej), raz wniknąwszy do naszego organizmu pozostają w nim do końca naszego życia. Odpowiedź naszego układu odpornościowego na ich obecność – czyli m.in. przeciwciała – można wykryć w badaniach laboratoryjnych krwi. Pozwalają nam one również stwierdzić, czy u danej osoby infekcja jest w danej chwili aktywna czy też utajona.

Cykl życiowy herpeswirusów obejmuje bowiem dwie fazy: latentną (uśpioną), z której wirus sporadycznie „budzi się” przechodząc w fazę aktywną (lityczną). – W fazie litycznej wirus aktywnie namnaża się produkując dużą liczbę nowych cząsteczek wirusowych. Natomiast w latencji synteza białek wirusa jest ograniczona do minimum, nie ma też produkcji nowych cząstek wirusowych, co uniemożliwia efektywne wykrywanie infekcji przez nasz układ odpornościowy – wyjaśnia Magdalena Weidner-Glunde.

HCMV posiada genom kolisty (episom), który w czasie utajonej infekcji ma zdolność przyczepiania się do chromosomów gospodarza i w ten sposób zapewnia długotrwałość infekcji. – U innych herpeswirusów wiadomo, jakie białko jest odpowiedzialne za to wiązanie się genomu wirusa do chromosomów. W przypadku cytomegalii jeszcze tego nie wiemy. W naszych badaniach sprawdzamy, czy białko wirusowe IE1 bierze udział w wiązaniu się genomu do chromosomów i czy tym samym – warunkuje przetrwanie wirusa. Analiza funkcji tego białka pozwoli nam poznać i zrozumieć, jak możliwe jest przetrwanie genomu wirusa cytomegalii w komórce przez tak długi czas – wskazuje Magdalena Weidner-Glunde.

POZNAĆ RÓŻNICE W TYPACH KOMÓREK

Cząsteczki wirusa cytomegalii mają odmienne właściwości w zakresie infekcji oraz namnażania się w różnych typach komórek. Dotąd badano wirus cytomegalii w fazie latentnej głównie w krwiotwórczych komórkach macierzystych (z których mogą powstać np. krwinki czerwone). Niedawno wykazano, że długotrwała infekcja HCMV może mieć miejsce również w komórkach prekursorów neuralnych (z których później powstają np. neurony). Długotrwała infekcja w tych komórkach może być odpowiedzialna za uszkodzenia sensoryczno-nerwowe będące symptomami choroby wrodzonej wywołanej przez HCMV.

Naukowcy z Olsztyna zajmują się również porównaniem mechanizmu długotrwałej infekcji wirusa w obu tych typach komórek, aby poznać różnice i zrozumieć, jak wirus cytomegalii rozregulowuje funkcjonowanie różnych typów komórek.

– W przypadku aktywnej fazy zakażenia wirusem podawane są leki hamujące replikację wirusa. Wciąż nie ma jednak leków na fazę latentną, które pomogłyby się go po prostu pozbyć. Wyniki naszych badań będą więc mogły przyczynić się nie tylko do zrozumienia patogenezy wrodzonych infekcji cytomegalii, ale również pomóc w opracowaniu nowych terapii – podsumowuje naukowczyni. Badania – pod kierownictwem dr hab. Magdaleny Weidner-Glunde – są prowadzone w ramach projektu pt. „Badanie mechanizmów wrodzonej infekcji wirusem cytomegalii – replikacji, rozprzestrzeniania się oraz ustalania latencji”, finansowanego ze środków Narodowego Centrum Nauki kwotą ponad 3 mln zł. Projekt ma się zakończyć w maju 2024 r.

Czytaj więcej

Soczewica to cenne źródło związków fenolowych, które w ludzkim organizmie pełnią rolę naturalnych przeciwutleniaczy. Naukowiec z Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie przypomina, że największa ich zawartość jest w kiełkach.

– W kiełkach uzyskanych z nasion soczewicy zawartość związków fenolowych jest wyraźnie wyższa od tej, jaką znajdujemy w nasionach. Warto też pamiętać, że zmniejszać zawartość fenoli w soczewicy mogą procesy termiczne, dlatego nie należy gotować nasion zbyt długo – podkreśla prof. Ryszard Amarowicz, kierownik Zespołu Chemicznych i Fizycznych Właściwości Żywności IRZiBŻ PAN w Olsztynie.

Prof. Ryszard Amarowicz (wraz z prof. Ronaldem Peggiem z Uniwersytetu w Athens w Georgii w USA) opublikował w czasopiśmie „Current Pharmaceutical Design” artykuł przeglądowy, zbierający najnowszą wiedzę naukową dotyczącą soczewicy jako źródła związków fenolowych.

WARTOŚCIOWA ROŚLINA STRĄCZKOWA

Soczewica jest cennym źródłem białka, które charakteryzuje się zbilansowanym składem aminokwasowym, lepszym w porównaniu do zbóż. – Nasiona soczewicy w diecie człowieka zapewniają wysoką podaż niektórych witamin z grupy B oraz błonnika pokarmowego. Zawarte są w nich także oligosacharydy, które wykazują właściwości prebiotyczne, czyli korzystnie wpływają na mikroflorę ludzkiego przewodu pokarmowego. Nasiona soczewicy to dla nas również ważne źródło związków fenolowych – wyjaśnia prof. Ryszard Amarowicz, który bada zawartość składników odżywczych i związków biologicznie aktywnych w surowcach roślinnych oraz w żywności.

Związki fenolowe wykazują aktywność przeciwutleniającą i zdolność do hamowania rozwoju drobnoustrojów.
– W organizmie człowieka pełnią funkcję naturalnych przeciwutleniaczy – są zdolne do unieczynnienia wolnych rodników (związanych z etiologią wielu chorób cywilizacyjnych), a także do hamowania utleniania cholesterolu w lipoproteinach o niskiej gęstości (LDL), dlatego mogą nas „bronić” przed miażdżycą. Fenole hamują również aktywność enzymów trawiennych, amylazy i lipazy; możemy mówić zatem o ich aktywności antydiabetycznej oraz wskazywać na możliwości stosowania ich przy zapobieganiu/leczeniu otyłości – wskazuje naukowiec.

IM MNIEJ GOTOWANIA, TYM LEPIEJ

Wspomniany artykuł przeglądowy przedstawia soczewicę jako bogate źródło związków fenolowych, chemiczną stronę tych związków, ich właściwości biologiczne oraz wpływ, jaki mogą na nie wywoływać procesy technologiczne.

Naukowcy przypomnieli, że na zawartość fenoli wpływa przetwarzanie surowej soczewicy w postaci gotowania, kiełkowania i fermentacji.

– Procesy termiczne zmniejszają zwartość związków fenolowych w soczewicy (związki te mogą być albo utleniane, albo przechodzić do wody podczas moczenia nasion lub ich gotowania). Stąd praktyczna rada: nie gotujmy nasion zbyt długo. Starajmy się też wykorzystać wodę po ich ugotowaniu, ponieważ z pewnością zawiera ona związki fenolowe – mówi prof. Ryszard Amarowicz.

Na zawartość fenoli w soczewicy wpływa również jej odmianowość, zabiegi agrotechniczne np. wielkość nawożenia, warunki klimatyczne w kraju, skąd roślina pochodzi. – W moich badaniach stwierdziliśmy na przykład, że soczewica zielona i czerwona różnią się pod względem profilu związków fenolowych i potencjału przeciwutleniającego. Ekstrakt z zielonej soczewicy w porównaniu do ekstraktu z czerwonej soczewicy był bogatszy w związki fenolowe, a jego aktywność przeciwutleniająca była wyższa – wskazuje badacz.

DZIAŁANIE CYTOTOKSYCZNE

W publikacji opisano również kilka pozytywnych działań biologicznych ekstraktów z soczewicy na hodowlę komórkową i w badaniach na zwierzętach.

– Stosując badania na liniach komórkowych stwierdzono, ze uzyskane z nasion soczewicy ekstrakty bogate w związki fenolowe działają cytotoksycznie w odniesieniu do wielu komórek nowotworowych. Można tu wymienić komórki nowotworów okrężnicy, żołądka, wątroby i nerek – podaje badacz.

Eksperymentalnie wykazano również ochronne działanie ekstraktu z czarnej soczewicy wobec DNA, jak i potwierdzono przeciwzapalne działanie związków fenolowych obecnych w ekstraktach z nasion soczewicy. Z kolei ekstrakt z czerwonej soczewicy podany szczurom przeciwdziałał stresowi oksydacyjnemu w organizmie zwierząt, co potwierdzały wyniki analizy kilku parametrów biochemicznych.

– Uwzględnienie soczewicy w diecie korzystnie wpływa na nasz sposób odżywiania, a tym samym działa prozdrowotnie w wielu kwestiach – podsumowuje prof. Ryszard Amarowicz.

Czytaj więcej