Search the digital library catalog

Abstract: Sladkorna bolezen tipa 2 (SB2) je zapletena presnovna bolezen, za katero je značilna izguba funkcije celic beta v Langerhansovih otočkih. Ker predstavlja SB2 vedno večji globalni problem, je potrebno poglobiti naše znanje in iskati nove metode ter terapevtske načine, kako jo zajeziti. Dinamika znotrajcelične koncentracije kalcijevih ionov v celicah beta igra ključno vlogo pri sklopitvi med stimulusom in sekrecijo ter je tesno povezana z izločanjem inzulina. Zato je razumevanje tega procesa ključno za vpogled v mehanizme, prisotne pri SB2. Kratkotrajna kalorična restrikcija vodi do remisije SB2. Da bi razjasnili naše razumevanje o vplivu kalorične restrikcije na celice beta in mehanizma remisije SB2, smo v magistrski nalogi raziskovali vpliv kalorične restrikcije na dinamiko kalcijevih oscilacij v celicah beta. Poskuse smo izvedli na samcih miši linije C57BL/6J, ki smo jih razdelili v tri skupine. Ena skupina miši je prejemala kontrolno prehrano (CD), druga zahodno prehrano (WD), tretjo pa smo po določenem času hranjenja z WD izpostavili kalorični restrikciji (RCD). Pri WD miših se je pojavila delno kompenzirana SB2, inzulinska rezistenca in hiperglikemije na tešče. Dinamiko znotrajcelične koncentracije kalcijevih ionov smo snemali s konfokalnim mikroskopom na akutnih tkivnih rezinah trebušne slinavke ob stimuliranju z različnimi koncentracijami glukoze. Zaznali smo značilen vzorec kalcijevih oscilacij celic beta. V svoji magistrski nalogi sem podrobneje preučeval plato fazo oscilacij znotrajcelične koncentracije kalcijevega iona, natančneje aktivni čas, frekvence in dolžine oscilacij. Celice beta WD miši so delno kompenzirale inzulinsko rezistenco s povečano aktivnostjo, ki se je izrazila predvsem v aktivnem času oscilacij. Ugotovili smo, da je kalorična restrikcija signifikantno znižala aktivni čas in dolžino oscilacij. Ko smo preučevali vpliv koncentracije glukoze na dinamiko kalcijevih oscilacij, smo pri vseh skupinah zasledili trend naraščanja aktivnega časa in dolžine oscilacij ob naraščanju koncentracije glukoze. Pri frekvenci oscilacij nismo zaznali jasnega vzorca ne med tretmaji in ne ob večanju koncentracije glukoze. Kratkotrajna kalorična restrikcija je izboljšala inzulinsko občutljivost, povzročila normoglikemijo in povrnila aktivnost celic beta na raven CD miši. Rezultati nam nudijo boljši vpogled v mehanizme SB2 in nudijo dobro platformo za študij SB2 na živalskih modelih.
Keywords: celice beta, kalcijev ion, kalorična restrikcija, Langerhansov otoček, zahodna dieta, inzulin
Published in DKUM: 24.12.2021; Views: 1357; Downloads: 113
Full text (2,79 MB)

Abstract: V magistrskem delu obravnavamo funkcionalno povezanost celic beta. Te celice se nahajajo v Langerhansovih otočkih v trebušni slinavki in so ključne pri uravnavanju koncentracije glukoze v krvi, saj ob povečani ravni glukoze v organizmu izločajo hormon inzulin. V prvi fazi dela dinamiko električno vzdraženih celic beta simuliramo z modelom, v drugi fazi pa se osredotočimo na analizo eksperimentalno izmerjene dinamike znotrajceličnega kalcija. Za opis dinamike posameznih celic uporabimo fenomenološki model, t.i. iterativno mapo Rulkova. Posamezne Rulkove oscilatorje med seboj povežemo v mrežo, s čimer simuliramo funkcijo presledkovnih stikov, s katerimi so povezane celice beta v realnem tkivu. Da bi naš večcelični model čimbolj približali realnemu obnašanju, vpeljemo tudi naključno in prostorsko definirano heterogenost celic. Na podlagi podatkov aktivnosti celic iz simulacij določimo funkcionalno povezanost le-teh. Predstavimo dve metodi določitve funkcionalne mreže, to je korelacijsko in metodo pseudo-inverza kovariance. Analiza simuliranih podatkov pokaže, da sta obe metodi zanesljivi, zato jih preizkusimo tudi na eksperimentalno pridobljenih podatkih, in sicer na in situ meritvah kalcijeve aktivnosti v svežih tkivnih rezinah mišje trebušne slinavke. Ugotovimo, da sta si funkcionalna mreža na podlagi simulacijskih in eksperimentalnih podatkov podobni, kar nam kaže na natančno obnašanje modela. Z analizo obeh funkcionalnih mrež ustvarjenih na podlagi eksperimentalnih podatkov lahko vsaj delno sklepamo na strukturo povezav presledkovnih stikov v opazovani plasti Langerhansovega otočka. Pomembna je tudi ugotovitev, da v funkcionalni mreži celic beta opazimo celice z nadpovprečnim številom povezav, tudi daljnosežnih, kar je v skladu z ugotovitvami preteklih raziskav.
Keywords: celice beta, Langerhansov otoček, funkcionalna mreža, Rulkov model, celična heterogenost, korelacijski koeficient, pseudo-inverz kovariance.
Published in DKUM: 05.11.2019; Views: 1629; Downloads: 103
Full text (3,34 MB)