Intranet

Fyziologický ústav AV ČR

Špičková věda pro zdraví

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.

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. Klíčoví pracovníci (bez pracovníků na mateřské dovolené): P. Janovská, K. Bardová, P. Zouhar, K. Adamcová, J. Funda, L. Leňková, I. Irodenko, 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. Klíčoví pracovníci (bez pracovníků na mateřské dovolené): O. Horáková, V. Kalendová, G. Sistilli, A. Krejcárková, K. Seďová.

 

Výše uvedené výzkumné jednotky úzce spolupracují a zabývají se translačním výzkumem prováděným ve spolupráci s klinickými pracovišti i firmami.

 

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. Do nového oddělení přešli i pracovníci M. Březinová, M. Oseeva, V. Paluchová a M. Rombaldová.

 

Aktuální projekty

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

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

Fyziologický význam plasticity bílé tukové tkáně a její vztah k rozvoji obezity a k termogenní odpovědi

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

Vliv cvičení a podávání omega-3 na metabolické parametry a lipidom u starších žen

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

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

Účinky omega-3 u diabetiků 2. typu – nové mechanismy pro cílenou terapii (uzavřený projekt)

V komplexní strategii léčby onemocnění souvisejích s obezitou mají nesporný význam i minoritní součásti diety s prokázanými biologickými účinky, o jejichž podstatě však víme relativně málo. Cílem projektu je identifikovat nové mechanizmy benefičního působení omega-3 u pacientů s diabetes mellitus 2. typu (DM), jediné dietní složky s jasně prokázaným přiznivým účinkem na dyslipidémii a kardiovaskulární mortalitu a morbiditu diabetiků. Více

Úloha endokanabinoidního systému v metabolických účincích omega-3 fosfolipidů z mořských zdrojů

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

Význam osy adiponektin-AMPK pro účinek thiazolidindionů na citlivost k inzulínu (uzavřený projekt)

Thiazolidinediony (TZD) jsou široce používány při léčbě inzulinové resistence u pacientů s diabetes mellitus 2. typu (DM). Tato léčba je však spojena s některými nežádoucími účinky. Je proto zapotřebí nových léčebných postupů, které by umožnily použít nižších (suboptimálních) dávek TZD v kombinaci s dalšími farmakologickými či dietetickými intervencemi. Více

Nové možnosti využití antioxidačních vlastností modifikovaného ligninu (uzavřený projekt)

Projekt je zaměřen na výzkum biologické aktivity modifikovaného ligninového derivátu, izolovaného z vedlejšího produktu vznikajícího při výrobě buničiny, a to především z hlediska jeho možné aplikace v biomedicíně jako doplňku stravy chranícího organismus vůči oxidačnímu stresu vlivem negativních faktorů životního prostředí a civilizačních onemocnění. 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

Zouhar; Petr - Rakipovski; G. - Bokhari; M. H. - Busby; O. - Paulsson; J. F. - Conde-Frieboes; K. W. - Fels; J. J. - Raun; K. - Andersen; B. - Cannon; B. - Nedergaard; J. UCP1-independent glucose-lowering effect of leptin in type 1 diabetes: only in conditions of hypoleptinemia . AMERICAN JOURNAL OF PHYSIOLOGY-ENDOCRINOLOGY AND METABOLISM. 2020; 318(1); E72-E76 . IF = 3.469 [ASEP] [ doi ]
Pomar; C. A. - Kuda; Ondřej - Kopecký; Jan - Rombaldová; Martina - Castro; H. - Picó; C. - Sánchez; J. - Palou; A. Maternal diet; rather than obesity itself; has a main influence on milk triacylglycerol profile in dietary obese rats . Biochimica Et Biophysica Acta-Molecular and Cell Biology of Lipids. 2020; 1865(2)); 158556 . IF = 4.519 [ASEP] [ doi ]
Palůchová; Veronika - Vik; A. - Čajka; Tomáš - Březinová; Marie - Brejchová; Kristýna - Bugajev; Viktor - Dráberová; Lubica - Dráber; Peter - Burešová; Jana - Kroupová; Petra - Bardová; Kristina - Rossmeisl; Martin - Kopecký; Jan - Hansen; T. V. - Kuda; Ondřej . Triacylglycerol-Rich Oils of Marine Origin are Optimal Nutrients for Induction of Polyunsaturated Docosahexaenoic Acid Ester of Hydroxy Linoleic Acid (13-DHAHLA) with Anti-Inflammatory Properties in Mice . Molecular Nutrition & Food Research. 2020; 64(11)); 1901238 . IF = 5.309 [ASEP] [ doi ]
Palůchová; Veronika - Oseeva; Marina - Březinová; Marie - Čajka; Tomáš - Bardová; Kristina - Adamcová; Kateřina - Žáček; Petr - Brejchová; Kristýna - Balas; L. - Chodounská; Hana - Kudová; Eva - Schreiber; R. - Zechner; R. - Durand; T. - Rossmeisl; Martin - Abumrad; N. A. - Kopecký; Jan - Kuda; Ondřej . Lipokine 5-PAHSA is Regulated by Adipose Triglyceride Lipase and Primes Adipocytes for de novo Lipogenesis in Mice . Diabetes. 2020; 69(3); 300-312 . IF = 7.720 [ASEP] [ doi ]
Burešová; Jana - Janovská; Petra - Kuda; Ondřej - Křížová; J. - Romijnders-van der Stelt; I. - Keijer; J. - Hansíková; H. - Rossmeisl; Martin - Kopecký; Jan . Postnatal induction of muscle fatty acid oxidation in mice differing in propensity to obesity: a role of pyruvate dehydrogenase . International Journal of Obesity. 2020; 44(1); 235-244 . IF = 4.419 [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 

Mgr. Kateřina Adamcová

postgraduální student

Mgr. Jiří Funda

postgraduální student

Mgr. Veronika Kalendová

postgraduální student

Ing. Lucie Leňková

postgraduální student

Mgr. Gabriela Sistilli

postgraduální student

Bc. Ilariia Irodenko

student

Mgr. Karolína Seďová

technický pracovník

Jana Jahelková

technický pracovník

Ing. Adéla Krejcárková, Ph.D.

technický pracovník

Daniela Šálková

technický pracovník