Archiwa

Skład i budowa blizn różnią się w zależności od płci – wykazali naukowcy z Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie. Tkanki u mężczyzn charakteryzują się większą zawartością kolagenu typu 1 i elastyny. Z kolei u kobiet wykazano większe nagromadzenie kolagenu typu 3, charakterystycznego dla bezbliznowego gojenia się ran.

– Nasza praca jest pierwszą publikacją, w której wykazano różnice między kobietami i mężczyznami powyżej 50. roku życia w budowie skóry pourazowej, czyli blizn. Uzyskane wyniki mogą przysłużyć się do rozwoju badań nad nowymi preparatami farmakologicznymi uwzględniającymi różnice płci pacjentów – podkreśla prof. Barbara Gawrońska-Kozak, liderka Zespołu Biologii Regeneracyjnej w Instytucie Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie.

Badania jej zespołu koncentrują się wokół poznania podstaw molekularnych mechanizmów naprawczych kontrolujących proces gojenia ran skórnych z wytworzeniem blizny (gojenie naprawcze), ale i w aspekcie gojenia regeneracyjnego, czyli bezbliznowego.

BLIZNY SĄ POTRZEBNE

Blizny to „pamiątki” pozostałe na skórze po różnego rodzaju urazach, takich jak rany cięte (np. pooperacyjne), rany szarpane czy oparzenia. Na tempo gojenia się ran wpływa wiele czynników m.in. wiek, płeć, obszar ciała oraz rozmiar rany.

– Gojenie bliznowe jest korzystne dla organizmu, ponieważ dzięki niemu w miarę szybko zostaje przywrócona funkcja ochronna skóry, zabezpieczając m.in. przed wnikaniem drobnoustrojów chorobotwórczych do zranionego miejsca. Niestety, zdarza się, że proces ten zachodzi nieprawidłowo, co może prowadzić do pojawienia się licznych powikłań, takich jak niegojące się rany czy blizny przerostowe – tłumaczy prof. Barbara Gawrońska-Kozak.

W świecie zwierząt istnieje również bezbliznowe gojenie się ran, zwane regeneracyjnym albo idealnym. – W tym procesie skóra uzyskuje taki wygląd i taką funkcjonalność, jakie miała przed urazem. Ten rodzaj gojenia się ran rzadko występuje u ssaków. Jednym z przykładów regeneracji u ludzi jest gojenie ran skóry w okresie dwóch pierwszych trymestrów życia płodowego. Gdy w tym czasie nastąpi zranienie (np. podczas operacji w łonie matki) skóra goi się bezbliznowo, bez śladu po urazie. Co ciekawe, badania naukowców z Wielkiej Brytanii wykazały, że u ludzi w podeszłym wieku gojenie urazów skórnych może zachodzić wolniej, ale z wytworzeniem zdecydowanie mniejszej, delikatniejszej blizny, o makroskopowym i mikroskopowym wyglądzie przypominającym skórę niezranioną – mówi dr Marta Kopcewicz z Zespołu Biologii Regeneracyjnej IRZiBŻ PAN w Olsztynie.

TYP KOLAGENU MA ZNACZENIE

Aby lepiej poznać podstawy molekularne tworzenia blizn i sprawdzić, jaki wpływ odgrywa tu płeć, naukowcy z zespołu prof. Barbary Gawrońskiej-Kozak postanowili przeanalizować próbki skóry niezranionej oraz bliznowej pobranej od kobiet i mężczyzn powyżej 50. roku życia. Tkanki pobrano z okolic brzucha pacjentów (oczywiście za ich pisemną zgodą oraz pod nadzorem lokalnej komisji etyki). W badania włączyli się lekarze z Wojewódzkiego Szpitala Specjalistycznego w Olsztynie.

– Już od dawna wiadomo, że skóra nienaruszona różni się w zależności od płci: u mężczyzn m.in. jest grubsza, ma więcej kolagenu typu 1, więcej gruczołów łojowych, które wydzielają sebum. Nasze badania wskazują, że także w obrębie blizn występują różnice zależne od płci – wskazuje prof. Barbara Gawrońska-Kozak.

I tak: u mężczyzn w bliznach na skórze brzucha występuje więcej kolagenu typu 1 i elastyny niż u kobiet, co pokrywa się z wiedzą na temat różnic dotyczących skóry niezranionej. Z kolei u kobiet wykazano wyższe poziomy ekspresji genów charakterystycznych dla obecnej w skórze tkanki tłuszczowej.

Ciekawostką jest jednak zaobserwowanie w bliznach kobiet nagromadzenia większej ilości kolagenu typu 3 – to typ kolagenu, który jest powiązany z regeneracyjnym gojeniem się ran. – To dopiero pierwsze przesłanki, które wymagają dalszych badań, ale po raz pierwszy zaprezentowaliśmy, że to kobiety mogą mieć większy potencjał do gojenia regeneracyjnego niż mężczyźni – mówi dr Marta Kopcewicz.

Naukowcy przeprowadzili również badania histologiczne, które pozwoliły ocenić budowę blizn. Ich analizy wykazały, że od płci zależny jest także układ włókien kolagenowych oraz ich grubość: u kobiet są one delikatniejsze.

POTENCJAŁ NA NOWE LEKI

Wcześniejsze badania dr Marty Kopcewicz, przeprowadzone na zwierzętach, wykazały, że największy wpływ na proces gojenia się ran mają wiek i płeć. – Nasze ostatnie badania, przeprowadzone już na tkankach ludzkich, potwierdziły to – podkreśla badaczka.

W ocenie prof. Barbary Gawrońskiej-Kozak wyniki mogą się przysłużyć do dalszych badań nad potencjalnymi preparatami farmakologicznymi, które będą uwzględniały różnice płci. – Ponadto nasze badania wnoszą istotną wiedzę o bliznach u ludzi powyżej 50. roku życia, gdy skóra jest inna niż u młodych, którzy zazwyczaj stanowią grupę badawczą w badaniach w tym zakresie – podsumowuje naukowczyni.

—

Publikacja prezentująca wyniki opisywanych badań ukazała się w czasopiśmie „Biomedicines” i jest dostępna tutaj.

Czytaj więcej

Powiązanie indywidualnej reakcji organizmu na witaminę D z immunokompetencją, czyli ogólnie mówiąc: wysoką odpornością – może stanowić klucz do wyjaśnienia mechanizmu, w jaki sposób witamina D chroni przed najpowszechniejszymi chorobami i jednocześnie sprzyja zdrowemu starzeniu się.

– Wyniki naszych badań sugerują, że immunokompetencja opisuje nie tylko zdolność jednostki do opierania się patogenom i pasożytom, ale także do zwalczania chorób niezakaźnych i samego procesu starzenia się – podkreśla prof. Carsten Carlberg z Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie, światowej sławy biochemik specjalizujący się w badaniach nad witaminą D.

Publikacja z wynikami badań ukazała się w czasopiśmie „Nutrients”. Współautorką artykułu jest dr Eunike Velleuer z Uniwersytetu w Düsseldorfie (Niemcy).

ISTOTNY REGULATOR

Witamina D wpływa na funkcjonowanie całego organizmu poprzez swoje modulujące działanie na układ odpornościowy. Natomiast jej niedobór powoduje wadliwe działanie układu odpornościowego, prowadząc m.in. do zwiększonej podatności na choroby zakaźne czy choroby autoimmunologiczne.

Na podstawie wyników swoich wcześniejszych badań prof. Carlberg zaproponował podział populacji na trzy grupy pod względem poziomu reakcji organizmu na witaminę D: wysoko responsywnych, średnio responsywnych i nisko responsywnych. Wysoki poziom responsywności oznacza, że organizm potrafi maksymalnie wykorzystać działanie witaminy D (ma wysoką skuteczność odpowiedzi molekularnej na witaminę D) i że w tej grupie osób potrzeba suplementacji jest mniejsza niż u osób z grupy nisko responsywnej.

Podział ten stanowi punkt wyjścia do zrozumienia kolejnych badań naukowca. Tym razem przyjrzał się on zależnościom między wspomnianym podziałem a procesami zachodzącymi na poziomie molekularnym w komórkach wrażliwych na zmianę witaminy D – w kontekście procesu starzenia się.

WITAMINA D W PROCESIE STARZENIA

Starzenie się jest naturalnym i nieuniknionym procesem nagromadzenia uszkodzeń molekularnych i komórkowych, co prowadzi do wadliwych funkcji komórek, tkanek i narządów, które osłabiają całe ludzkie ciało. Niektóre głębokie zmiany w układzie odpornościowym na poziomie molekularnym przyczyniają się do spadku immunokompetencji, czyli zdolności organizmu ludzkiego do odpowiedniego reagowania na ekspozycję na antygen.

Wraz ze spadkiem ogólnej immunokompetencji podczas starzenia, względna liczba komórek odpornościowych maleje.

– W tej grupie populacji istnieją jednak różnice między ludźmi tzn. część osób ma wyższy odsetek komórek odpornościowych niż średnia, a część – niższy. W tej samej grupie wiekowej są zatem osoby o wyższej odporności immunologicznej i inne o niższej. W związku z tym można założyć, że w pierwszej grupie tempo starzenia jest wolniejsze, a częstość występowania chorób niższa, podczas gdy w drugiej grupie należy zaobserwować przyspieszone starzenie i wyższy wskaźnik zachorowań – tłumaczy prof. Carlberg.

Na tej podstawie można więc założyć, że powiązanie poziomu indywidualnej reakcji organizmu na witaminę D z jego immunokompetencją odgrywa znaczącą rolę w procesie starzenia się.

Prof. Carlberg wraz zespołem zależność tę wykorzystał do opracowania mechanizmu tłumaczącego, w jaki sposób witamina D wpływa na epigenetyczne programowanie komórek odpornościowych, w szczególności monocytów i typów komórek pochodnych. Szczegóły w publikacji źródłowej.

– Wyniki naszych badań sugerują, że witamina D jest ważnym elementem zdrowego starzenia się, nie tylko dla utrzymania kości i mięśni szkieletowych w dobrej kondycji, ale także dla homeostazy układu odpornościowego. Uważamy też, że wystarczająca ilość witaminy D, dostosowana do indywidualnej potrzeby organizmu, powinna: stabilizować odporność immunologiczną, chronić przed wieloma chorobami oraz utrzymywać niskie tempo starzenia się – podsumowuje naukowiec.

—

Prof. Carlberg jest liderem grupy naukowej zajmującej się nutrigenomiką w Instytucie Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie.

Więcej informacji o Pracowni Nutrigenomiki IRZiBŻ PAN w Olsztynie oraz o najnowszych badaniach zespołu ERA Chair WELCOME2 można znaleźć tutaj.

Czytaj więcej

We wnętrzu ikry znajdują się zakodowane informacje, które matka chce przekazać swojemu potomstwu, a które mogą dotyczyć np. przebytych przez nią chorób. Mechanizm ten – nazywany niegenetycznym dziedziczeniem – jest naukowcom znany, ale jeszcze nie do końca poznany. Zgłębia go dr Taina Rocha de Almeida z Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie.

Dr Taina Rocha de Almeida jest stypendystką programu PASIFIC – programu Marie Skłodowska-Curie COFUND. Jest to konkurs stypendialny zarządzany przez Polską Akademię Nauk i współfinansowany ze środków Programu H2020 „Marie Skłodowska-Curie Actions Co-funding of regional, national and international programmes” oraz Ministerstwa Edukacji i Nauki.

Jej prace badawcze skupiają się wokół określenia, w jakim stopniu czynniki niegenetycznego dziedziczenia wpływają na zdolność adaptacyjną potomstwa (od embrionu do stadiów młodocianych) do warunków hodowlanych. Opiekunem naukowym badaczki jest dr hab. Daniel Żarski z Zespołu Biologii Gamet i Zarodka IRZiBŻ PAN.

– Wiedza ta może przydać się do poprawy hodowli ryb, ale także głębszego poznania rybiej odporności – podkreśla dr Taina Rocha de Almeida.

Celem jej obecnie trwających badań jest sprawdzenie, w jaki sposób transkryptom ikry jest powiązany z wydajnością potomstwa – poprzez zbadanie zarodków i młodych osobników dwóch odmian pstrąga tęczowego, hodowanych w Polsce.

Pstrąg tęczowy to jeden z najbardziej popularnych gatunków hodowlanych na świecie; drugi pod względem produkcji w Europie. Jak wskazuje dr Taina Rocha de Almeida, mimo rozwoju wiedzy produkcja wciąż nie jest tak wydajna jaka mogłaby być. – Kwestii utrudniających wzrost produkcji pstrąga tęczowego jest wiele, natomiast w tych badaniach skupiłam się na dwóch: wydajności potomstwa i odporności na chorobę jersinioza (ang. Enteric Redmouth), wywołanej bakterią Yersinia ruckeri, która jest jedną z najgroźniejszych chorób ryb łososiowatych, dotykającą głównie pstrąga tęczowego – tłumaczy.

Transkryptom to zestaw cząsteczek RNA w komórkach, który zmienia się w zależności od różnych czynników np. choroby. Aby zbadać transkryptom ikry (czyli informacje tam zakodowane – w tym przypadku na temat choroby jersinioza na podstawie mRNA) i jego powiązanie z wydajnością potomstwa, naukowczyni przeprowadziła cały proces – od inkubacji, poprzez okres wylęgu i wzrost ryb. Następnie podzielono ryby na dwie grupy – jedna była grupą kontrolną, a drugą zainfekowano wspomnianą bakterią Yersinia ruckeri.

Wywołana przez nią choroba powoduje zmiany w takich organach jak m.in. wątroba, śledziona i skrzela. Od zainfekowanych ryb naukowcy pobrali więc próbki tych organów, aby zbadać ekspresję znajdujących się tam genów odpowiedzialnych za odpowiedź immunologiczną.

W badaniach molekularnych ikry naukowczyni wytypowała 10 genów, które odgrywają kluczową rolę w odpowiedzi immunologicznej układu odpornościowego. Teraz porówna je z genami z pobranych tkanek. Dr Taina Rocha de Almeida w planach ma również analizę cząsteczek mikroRNA, proteomu (czyli zestawu białek występujących w komórce w danym momencie) oraz zbadanie trzeciej odmiany pstrąga tęczowego, która również już została poddana całemu procesowi badawczemu.

Wyniki pokażą, w jakim stopniu informacja w ikrze wpływa na wydajność potomstwa, w przypadku zachorowania na popularną wśród pstrąga tęczowego chorobę. Nowa wiedza nie tylko przyczyni się do rozwoju nauki w temacie rozrodu pstrąga tęczowego, ale też w przyszłości może znaleźć realne zastosowanie w hodowli.

Badania były prowadzone we współpracy z Wylęgarnią Ryb Dąbie oraz Wydziałem Medycyny Weterynaryjnej Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie.

—

Wyniki dotychczasowych badań stypendystki zostały przedstawione w trakcie Seminarium Liderów, które odbyło się 2 lutego br.

Więcej o jej badaniach pisaliśmy tutaj. Więcej o programie PASIFIC na stronie PAN.

Czytaj więcej

Zegar biologiczny pomaga regulować czas różnych procesów zachodzących w organizmie. Zmienność dobową wykazują m.in. geny regulujące wrażliwość na insulinę. Naukowcy z Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie wykazali, że ekspresja genów zegara biologicznego w podskórnej tkance tłuszczowej jest związana z działaniem insuliny, a u osób otyłych jest niższa niż u tych z prawidłową masą ciała.

Chodzi szczególnie o dwa geny związane z działaniem insuliny: NR1D2oraz DBP. – Im wyższa ekspresja tych genów w tkance tłuszczowej, tym wyższa wrażliwość organizmu na insulinę. A im wyższa wrażliwość organizmu na insulinę, tym lepsza regulacja poziomu glukozy we krwi – tłumaczy prof. Marek Strączkowski, kierownik Zespołu Profilaktyki Chorób Metabolicznych Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności (IRZiBŻ) PAN w Olsztynie.

Wyniki badań zespołu pod jego kierunkiem opublikowano w czasopiśmie „Nutrition”.

INSULINA A RYTM DOBOWY

Insulina to hormon zwiększający transport glukozy do wnętrza komórek, co z kolei obniża poziom glukozy we krwi. Insulinooporność jest obniżoną wrażliwością tkanek na działanie insuliny.

– Insulinooporność sama w sobie nie jest chorobą, natomiast jest to stan, który może doprowadzić do rozwoju wielu chorób: przede wszystkim cukrzycy typu 2, ale też chorób układu krążenia, niektórych nowotworów czy chorób neurodegeneracyjnych – przypomina naukowiec, który zajmuje się badaniami nad patogenezą insulinooporności u osób z grup ryzyka cukrzycy typu 2.

Z kolei zegar biologiczny to okołodobowy zespół procesów biochemicznych zachodzących w organizmie. Rytm okołodobowy jest kontrolowany centralnie oraz przez zegary obwodowe w tkankach m.in. w podskórnej tkance tłuszczowej. Jest to oscylator, który pobudza ekspresję kolejnych genów kodujących białka odpowiedzialne za określone procesy biologiczne, w zależności od pory dnia czy nocy. Również wśród genów regulujących wrażliwość na insulinę znajdują się te wykazujące zmienność dobową, dzięki czemu wrażliwość tkanki tłuszczowej na insulinę jest największa koło południa, a najmniejsza koło północy.

LEPSZE WYNIKI PO REDUKCJI MASY CIAŁA

Badacze z IRZiBŻ PAN postanowili połączyć te zagadnienia. W tym celu przeanalizowali ekspresję genów zegarowych podskórnej tkanki tłuszczowej w odniesieniu do otyłości i wrażliwości na insulinę.

Grupę badaną stanowiło 38 osób z nadwagą lub otyłością. Zbadano ich przed 12-tygodniowym programem redukcji masy ciała poprzez dietę oraz po nim. Grupę kontrolną stanowiło 16 osób z prawidłową masą ciała, zbadanych tylko w warunkach wyjściowych.

Badanie wrażliwości tkanek na insulinę odbyło się metodą tzw. klamry metabolicznej, która współcześnie jest uznawana za najlepszą metodę oceny działania insuliny w organizmie.

– Początkowo osoby otyłe miały niższą ekspresję genów zegara biologicznego w podskórnej tkance tłuszczowej niż osoby z grupy kontrolnej. Po redukcji masy ciała u badanych ta ekspresja wzrosła – podaje badacz.

Chodzi szczególnie o dwa geny związane z działaniem insuliny: NR1D2oraz DBP.

– Wykazaliśmy, że wspomniane geny zegarowe podskórnej tkanki tłuszczowej mogą być punktem wyjścia do kolejnych badań nad lepszym poznaniem patogenezy insulinooporności. Będziemy zgłębiać problem w dalszych badaniach, już w hodowlach komórkowych. Jest to temat rozwojowy – podsumowuje prof. Marek Strączkowski.  

—

O wcześniejszej publikacji w temacie insulinooporności, autorstwa naukowców z Zespołu Profilaktyki Chorób Metabolicznych IRZiBŻ PAN, pisaliśmy tutaj.

Czytaj więcej