Intranet

Biologie tukové tkáně

Biologie tukové tkáně

Oddělení se zabývá výzkumem fyziologických regulací metabolismu a jejich poruch při obezitě a doprovodných onemocněních (tj. Metabolický syndrom). 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. 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 laboratories) ustavených v průběhu roku 2015.

Energy metabolism laboratory“ (PI: J. Kopecký) zkoumá 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. Je charakterizován vliv výše uvedených manipulací na tvorbu lipidových mediátorů, mitochondriální metabolismus a proliferaci buněk v tukové tkáni. Klíčoví pracovníci: K. Bardová, P. Janovská, J. Hansíková, S. Hornová.

Skupina „Metabolomics laboratory“ (PI: O. Kuda) se zaměřuje na analýzu lipidových mediatorů (eikosanoidů) v tukové tkáni pomocí metody UPLC-MS/MS, především na identifikaci zdroje produkce jednotlivých mediátorů a jejich vliv na metabolismus a zánětlivé vlastnosti buněk tukové tkáně (adipocyty vs. makrofágy).  V současné době zkoumá antidiabetické lipidy z rodiny větvených esterů hydroxymastných kyselin (FAHFA).Dále jsou rozvíjeny nové metabolomické metody. Klíčoví pracovníci: M. Březinová, M. Oseeva, M. Rombaldová, D. Šálková.

Skupina „Glucose homeostasis laboratory“ (PI: M. Rossmeisl) analyzuje inzulín-senzitizující účinky omega-3 v závislosti na lipidové formě jejich podání do organismu (tj. triacylglyceroly vs. fosfolipidy) pomocí metody hyperinzulinemického-euglykemického zámku, a dále zapojení endokanabinoidního systému do těchto účinků. Jsou zkoumány účinky omega-3 na střevní tkáň a jejich zapojení v diferenciálních účincích různých lipidových forem omega-3 na celotělový metabolismus. Klinický potenciál z hlediska benefičních účinků omega-3 na metabolismus bude testován také s pomocí transgenních myší s expresí lidské verze transkripčního faktoru PPARalfa. Klíčoví pracovníci: O. Horáková, V. Kalendová, P. Kroupová, K. Seďová.

Všechny výše zmíněné výzkumné podskupiny úzce spolupracují a jsou zapojeny do translačního výzkumu prováděného ve spolupráci s klinickými pracovišti a firemním sektorem.

Oddělení je rozděleno do tří výzkumných skupin s komplementárním zaměřením, které úzce spolupracují a jsou zapojeny do translačního výzkumu spolu s klinickými pracovišti nebo firemním sektorem.

Aktuální projekty

Protizánětlivé účinky nových lipokinů z rodiny větvených esterů mastných kyselin (FAHFA) při obezitě

Bílá tuková tkáň (WAT) je komplexní endokrinní orgán a subklinický zánět této tkáně během obezity přispívá s rozvoji metabolických onemocnění. V roce 2014 byla objevena nová třída lipidových mediátorů pocházejících z WAT – větvené estery oxidovaných mastných kyselin (FAHFA). FAHFA jsou endogenní lipidy s protizánětlivými a antidiabetickými vlastnostmi, včetně zvýšení glukózové tolerance a sekrece inzulínu a glukagonu podobného peptidu 1 (GLP-1) při současném snížení zánětlivých odpovědí [1-5]. Jsou tvořeny mastnou kyselinou (například kyselinou palmitovou, PA), esterifikovanou na hydroxylovou skupinu hydroxy-mastné kyseliny (například kyseliny hydroxystearové, HSA), zkráceně PAHSA. Poloha větvení na uhlíku definuje regioizomer (například 5-PAHSA). Existuje několik skupin regioizomerů odvozených z palmitové, palmitoleové, stearové, olejové, linolové a docosahexaenové kyseliny doposud detekovaných ve tkáních [1-4, 6, 7]. Tuková tkáň představuje hlavní místo syntézy FAHFA [1, 2], ale příslušné biosyntetické enzymy nejsou známy. Serinová hydroláza [8] a threoninové hydrolázy [9] byly identifikovány jako enzymy metabolizující FAHFA. U lidí byly FAHFA detekovány v séru, mateřském mléce, mekoniu a tukové tkáni [1, 2, 10]. Grafická reprezentace FAHFA rodin rozdělené podle hydroxy mastné kyseliny a obarvená podle esterifikované kyseliny [11] (click for full image). Dle naší hypotézy existují u myší i lidí nové FAHFA s protizánětlivými účinky odvozené od omega-3 PUFA , které mohou pozitivně ovlivnit metabolismus WAT při obezitě, obzvláště subklinický zánět. Díky experimentům na buněčných kulturách, myších a lidech budeme zkoumat struktury, efekty na zánět WAT, glukozovou toleranci WAT a molekulární mechanismu signalizace těchto nových lipidů. Naše výsledky přispějí k poznání mechanismů propojujících zánět, metabolismus a typ lipidů ve výživě. Více

Úloha střevní tkáně v metabolických účincích omega-3 polynenasycených mastných kyselin v závislosti na lipidové formě jejich podání v dietě

Polynenasycené mastné kyseliny řady n-3 (omega-3), především EPA a DHA z mořských zdrojů, mohou bránit rozvoji obezity a mají hypolipidemické účinky. Zatímco mechanismy účinku omega-3 na metabolismus lipidů v játrech jsou relativně dobře popsány, modulace metabolismu ve střevní tkáni působením omega-3 není zcela objasněna. Dřívější studie navíc ukázaly, že metabolické účinky jsou výraznější, pokud jsou omega-3 podávány ve formě fosfolipidů (Rossmeisl et al., PlosOne 2012). Hlavním cílem projektu je odhalit podstatu rozdílných metabolických účinků omega-3 v závislosti na lipidové formě jejich podání do organismu (triacylglyceroly, fosfolipidy nebo estery vosků), a to především s ohledem na zapojení střevní tkáně do těchto účinků.  Více

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

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

Účinky omega-3 u diabetiků 2. typu – nové mechanismy pro cílenou terapii

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 inulínu

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

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

Metabolismus eikosanoidů v tukové tkáni: molekulární mechanismy v závislosti na výchozí mastné kyselině

Obezita je spojena se zánětlivými změnami v tukové tkáni, kdy prozánětlivé makrofágy působí negativně na funkci adipocytů. Prokázali jsme, že lipidové mediátory odvozené od n-3 mastných kyselin s dlouhým řetězcem (omega-3), eikosanoidy a dokosanoidy (oxylipiny) uvolňované z tukové tkáně, mají příznivý vliv na metabolismus obézních myší, ale molekulární mechanismy a zapojení adipocytů ci makrofágů jsou stále neznámé. Více

Úspěchy

Ocenění pro MUDr. Jana Kopeckého, DrSc.

MUDr. Jan Kopecký, DrSc. odměněn Cenou ministra školství mládeže a tělovýchovy za soubor prací o účincích omega-3 mastných kyselin publikovaných během posledních 5 let. Více

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. Více

Publikace

Pomar, C. A. - Kuda, Ondřej - Kopecký, Jan - Rombaldová, Martina - Castro, H. - Picó, C. - Sánchez, J. - Palou, A. Alterations in plasma acylcarnitine and amino acid profiles may indicate poor nutrition during the suckling period due to maternal intake of an unbalanced diet and may predict later metabolic dysfunction . FASEB Journal 2019, 33(1), 796-807 . IF = 5.391 [ASEP] [ doi ]
Oseeva, Marina - Palůchová, Veronika - Žáček, P. - Janovská, Petra - Mráček, Tomáš - Rossmeisl, Martin - Hamplová, Dana - Čadová, Naděžda - Štohanzlová, Iva - Flachs, Pavel - Kopecký, Jan - Kuda, Ondřej . Omega-3 index in the Czech Republic: No difference between urban and rural populations . Chemistry and Physics of Lipids 2019, 220(May), 23-27 . IF = 2.536 [ASEP] [ doi ]
Horáková, Olga - Kroupová, Petra - Bardová, Kristina - Burešová, Jana - Janovská, Petra - Kopecký, Jan - Rossmeisl, Martin . Metformin acutely lowers blood glucose levels by inhibition of intestinal glucose transport . Scientific Reports 2019, 9(Apr 16)), 6156 . IF = 4.011 [ASEP] [ doi ]
Rossmeisl, Martin - Pavlišová, Jana - Janovská, Petra - Kuda, Ondřej - Bardová, Kristina - Hansíková, Jana - Svobodová, Michaela - Oseeva, Marina - Veleba, J. - Kopecký Jr., J. - Žáček, P. - Fišerová, E. - Pelikánová, T. - Kopecký, Jan . Differential modulation of white adipose tissue endocannabinoid levels by n-3 fatty acids in obese mice and type 2 diabetic patients . Biochimica Et Biophysica Acta-Molecular and Cell Biology of Lipids 2018, roč. 1863, 7, p. 712-725 . IF = 4.402 [ASEP] [ doi ]
Kuda, Ondřej - Rossmeisl, Martin - Kopecký, Jan . Omega-3 fatty acids and adipose tissue biology . Molecular Aspects of Medicine 2018, 64(Dec), 147-160 . IF = 8.313 [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. Petra Kroupová
postgraduální student
Mgr. Jiří Funda
postgraduální student
Mgr. Veronika Kalendová
postgraduální student
Mgr. Gabriela Sistilli
postgraduální student
Ing. Lucie Leňková
postgraduální student
Bc. Ilariia Irodenko
student
Bc. Blanka Špiláková
student

Mgr. Karolína Seďová

technický pracovník

Jana Jahelková
technický pracovník

Ing. Adéla Krejcárková, Ph.D.
technický pracovník

Soňa Hornová
technický pracovník

Daniela Šálková
technický pracovník