Iskanje po katalogu digitalne knjižnice

Opis: V doktorski disertaciji smo se osredotočili na pereča vprašanja s področja fiziologije Langerhansovih otočkov, ki igrajo ključno vlogo pri uravnavanju glukozne homeostaze v telesu. Z uporabo inovativnih računalniških tehnik smo analizirali vpliv 3D citoarhitekture otočkov na večcelično dinamiko v opazovani 2D optični rezini, vpliv inhibicije NMDA receptorjev na kolektivno dinamiko celic beta, različne subpopulacije celic beta in njihov vpliv na kolektivno dinamiko ter vpliv metabolne sklopitve celic na kompleksnost funkcionalnih omrežij. Ugotovili smo, da je pri analizi medceličnih kalcijevih valov treba upoštevati 3D citoarhitekturo Langerhansovih otočkov, saj velik delež medceličnih kalcijevih valov izvira izven opazovane optične rezine, kar vpliva na opazovano hitrost širjenja valovne fronte. Nadalje je naša analiza pokazala, da inhibicija NMDA receptorjev blagodejno vpliva na delovanje posameznih celic beta kakor tudi na njihovo kolektivno dinamiko, kar se odraža v povečani stabilnosti poteka medceličnih kalcijevih valov. Podrobna analiza subpopulacij celic beta je razkrila, da centralne celice in celice, ki sprožajo valove, igrajo ključno vlogo pri širjenju medceličnih valov in sinhronosti celic, kar je izjemnega pomena za zagotavljanje normalne fiziološke funkcije. Naši izsledki kažejo, da ti dve vrsti celic predstavljata različni subpopulaciji, ki se med seboj ne prekrivata. Poleg tega s teoretičnim raziskovanjem mehanizmov sinhronizacije celic beta podrobneje prikazujemo, da je za koordinirano aktivnost celic beta dovolj samo električna sklopitev, vendar dodatna metabolna sklopitev še dodatno okrepi sinhrono delovanje in s tem vpliva na lastnosti pridobljenih funkcionalnih omrežij, zaradi česar so ta bolj podobna tistim, ki jih opazimo v eksperimentih. Z izvedenimi raziskavami smo prispevali k razumevanju, kako je vzpostavljeno koordinirano delovanje v kolektivih celic beta, kar odpira nove možnosti za razvoj zdravil za sladkorno bolezen tipa 2.
Ključne besede: celice beta, kompleksna omrežja, diabetes tipa 2, večcelični modeli, celična dinamika
Objavljeno v DKUM: 25.04.2024; Ogledov: 317; Prenosov: 37
Celotno besedilo (39,68 MB)

Opis: Akutni pankreatitis (AP) je akutno vnetje eksokrinega dela trebušne slinavke, ki resno poveča tveganje bolnikov za razvoj z akutnim pankreatitisom povzročene sladkorne bolezni. V sklopu magistrske naloge smo preučevali vpliv AP na dinamiko kalcijevih oscilacij celic beta trebušne slinavke. AP smo inducirali pri mišjih samcih linije NMRI z intraperitonealnim injiciranjem ceruleina. Indukcija AP pri miših je povzročila povečano aktivnost serumske amilaze in izboljšala glukozno toleranco na tešče 90 in 120 min po začetku glukoznega tolerančnega testa, ni pa vplivala na serumsko koncentracijo inzulina na tešče. Funkcionalno delovanje celic beta po indukciji AP smo ovrednotili s pomočjo akutnih tkivnih rezin trebušne slinavke in s konfokalnim snemanjem dinamike znotrajcelične koncentracije kalcija. Indukcija AP je vplivala na koncentracijsko odvisnost aktivnosti celic beta tako, da je krivuljo premaknila v levo. Dodatno smo razvili nov pristop vrednotenja stopnje AP po injiciranju ceruleina, ki omogoča, da lahko ocenimo stopnjo indukcije AP tudi na živih tkivnih rezinah in sočasno merimo funkcionalno aktivnost endokrinih celic otočkov.
Ključne besede: trebušna slinavka, akutni pankreatitis, kalcij, celice beta, inzulin
Objavljeno v DKUM: 15.06.2023; Ogledov: 588; Prenosov: 93
Celotno besedilo (1,92 MB)

Opis: Sladkorna bolezen tipa 2 globalno predstavlja vse večji javnozdravstveni problem, številne raziskave pa se posledično osredotočajo na mehanizme normalnega in motenega delovanja Langerhansovih otočkov trebušne slinavke. Laboratorijske miši zaradi strukturnih in funkcionalnih podobnosti Langerhansovih otočkov s človeškimi predstavljajo pomemben model v raziskavah fizioloških procesov trebušne slinavke. Z razvojem genetskih, prehranskih, farmakoloških in kirurških mišjih modelov bolezni pa nudijo tudi vpogled v patofiziološke mehanizme od začetnih sprememb v tarčnih tkivih pri sladkorni bolezni tipa 2 do razvoja adaptacije Langerhansovih otočkov, dekompenzacije in dolgoročnih posledic sladkorne bolezni tipa 2. V zadnjem času postaja vse bolj jasno, da je pri razvoju mišjega modela sladkorne bolezni tipa 2 zelo pomembno genetsko ozadje, oziroma linija in podlinija miši, ki je osnova za model, saj lahko razlika v genetskem ozadju vodi do razlik v fenotipu, ki jih posledično napačno pripišemo učinkom proučevane intervencije raziskave. V doktorskem delu smo zato proučili z glukozo stimulirane spremembe znotrajcelične koncentracije kalcijevih ionov v celicah beta treh pogosto uporabljenih linij in podlinij miši, in sicer pri outbridirani podliniji NMRI in dveh inbridiranih podlinijah C57BL/6J in C57BL/6N. V ta namen smo uporabili metodo akutnih tkivnih rezin trebušne slinavke in fluorescenčno konfokalno mikroskopijo, ki omogoča zajemanje sprememb v kalcijevih signalih, ki nastanejo kot posledica stimulacije z glukozo, v številnih celicah beta sočasno. Tako smo neposredno primerjali vpliv koncentracijske odvisnosti glukoze na kalcijevo signalizacijo v omenjenih treh linijah miši, razlike med posameznimi linijami in variabilnost odzivov, in sicer v fazi aktivacije, kjer smo proučevali zamike od izpostavitve stimulacijski koncentraciji glukoze do odzivov, v fazi platoja, kjer smo proučevali trajanja in frekvence oscilacij kalcijevih ionov ter aktivni čas, in v fazi deaktivacije, kjer smo proučevali zamike od prenehanja izpostavitve stimulacijske koncentracije glukoze do prenehanja kalcijevih odzivov. Ugotovili smo razlike v vseh treh proučevanih fazah odziva kalcijevih ionov na stimulacijo z glukozo, pri čemer velja posebej izpostaviti desnostranski premik krivulje odnosa med odmerkom in odzivom v fazi aktivacije v primeru inbridiranih podlinij in levostranski premik te krivulje v fazi deaktivacije v primeru linije C57BL/6J. V fazi platoja smo opazili kvantitativne in kvalitativne razlike v dinamiki koncentracije kalcijevih ionov, ki so nastale med linijami in tudi znotraj posamezne linije ob stimulaciji z različnimi koncentracijami glukoze. Pomembno pa je poudariti, da se je aktivni čas, to je produkt med frekvenco in trajanjem kalcijevih oscilacij, izkazal za zelo robustno mero, ki narašča z naraščajočo koncentracijo glukoze pri vseh linijah z enako dinamiko. Opažene razlike med inbridiranimi in outbridiranimi linijami kot tudi znotraj obeh genetsko podobnih si inbridiranih podlinij govorijo v prid pomembnosti izbire in ustreznega poročanja genetskega ozadja miši v načrtovanju in pri objavljanju izsledkov raziskav nasploh, za mišje modele sladkorne bolezni tipa 2 pa pričujoče delo predstavlja pomemben referenčni okvir, ki ga doslej v tej obliki v literaturi ni bilo.
Ključne besede: celice beta, mišji model, slikanje kalcija, glukozna odvisnost, tkivna rezina
Objavljeno v DKUM: 27.10.2022; Ogledov: 826; Prenosov: 123
Celotno besedilo (3,33 MB)

Opis: V študiji smo želeli raziskati vpliv zahodne diete (WD) na strukturo tkiv trebušne slinavke, s poudarkom na (ultra)strukturi celic beta, s pomočjo svetlobne mikroskopije in presevne elektronske mikroskopije (TEM). V ta namen smo analizirali in primerjali strukturo in ultrastrukturo celic beta Langerhansovih otočkov pri kontrolnih miših in miših, hranjenih z zahodno dieto. Pri eksperimentalnem delu smo uporabili mišje samce C57BL/6J (Mus musculus domesticus), ki so jih hranili z zahodno dieto in kontrolno prehrano (CoD). Zahodna dieta je vsebovala 40 % kcal iz maščob, 43 % iz ogljikovih hidratov in 17 % iz beljakovin, kar je primerljivo z zahodno prehrano ljudi, ki vsebuje podobne deleže makrohranil. Ugotovili smo, da miši, hranjene z zahodno dieto, razvijejo patološke spremembe v strukturi in ultrastrukturi Langerhansovih otočkov, v primerjavi s kontrolno skupino miši, hranjenih s standardno kontrolno dietno prehrano, kjer strukturnih sprememb nismo opazili. Struktura Langerhansovih otočkov miši (uporaba svetlobne mikroskopije), hranjenih z zahodno dieto, je bila nehomogena in nekompaktna ter je vsebovala več zunajceličnega prostora kot pri miših, hranjenih s kontrolno prehrano. Opazili smo številne nekrotične celice v eksokrinem in endokrinem tkivu. Ugotovili smo, da je ultrastruktura celic beta otočkov miši (uporaba TEM mikroskopije), hranjenih z zahodno dieto, patološko spremenjena. V citoplazmi beta celic smo opazili lipidne kaplje in avtofagne strukture (avtofagosom, avtolizosome). Najpomembneje, miši, hranjene z zahodno dieto, imajo izrazito povečan premer cistern zrnatega endoplazmatskega retikuluma (zER) in večjo površino enega jedra v primerjavi z mišmi, hranjenimi s CoD. Okroglost ene cisterne v enem kompleksu Golgijevega aparata je večja v celicah beta pri miših, hranjenih s kontrolno dieto. S tem smo pokazali, da se ultrastruktura celic miši, hranjenih z zahodno dieto, spremeni in nakazuje patološke spremembe.
Ključne besede: sladkorna bolezen, zahodna dieta, struktura celic beta, modeli sladkorne bolezni, trebušna slinavka, celice beta, prehrana HFD, Langerhansov otoček
Objavljeno v DKUM: 02.03.2020; Ogledov: 1620; Prenosov: 318
Celotno besedilo (4,80 MB)

Opis: 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.
Ključne besede: celice beta, Langerhansov otoček, funkcionalna mreža, Rulkov model, celična heterogenost, korelacijski koeficient, pseudo-inverz kovariance.
Objavljeno v DKUM: 05.11.2019; Ogledov: 1629; Prenosov: 102
Celotno besedilo (3,34 MB)