| | SLO | ENG | Cookies and privacy

Bigger font | Smaller font

Search the digital library catalog Help

Query: search in
search in
search in
search in
* old and bologna study programme

Options:
  Reset


1 - 10 / 27
First pagePrevious page123Next pageLast page
1.
Assessing different temporal scales of calcium dynamics in networks of beta cell populations
Jan Zmazek, Maša Skelin, Rene Markovič, Jurij Dolenšek, Marko Marhl, Andraž Stožer, Marko Gosak, 2021, original scientific article

Abstract: Beta cells within the pancreatic islets of Langerhans respond to stimulation with coherent oscillations of membrane potential and intracellular calcium concentration that presumably drive the pulsatile exocytosis of insulin. Their rhythmic activity is multimodal, resulting from networked feedback interactions of various oscillatory subsystems, such as the glycolytic, mitochondrial, and electrical/calcium components.How these oscillatory modules interact and affect the collective cellular activity, which is a prerequisite for proper hormone release, is incompletely understood. In the present work, we combined advanced confocal Ca2+ imaging in fresh mouse pancreas tissue slices with time series analysis and network science approaches to unveil the glucosedependent characteristics of different oscillatory components on both the intra- and inter-cellular level. Our results reveal an interrelationship between the metabolically driven low-frequency component and the electrically driven high-frequency component, with the latter exhibiting the highest bursting rates around the peaks of the slow component and the lowest around the nadirs. Moreover, the activity, as well as the average synchronicity of the fast component, considerably increased with increasing stimulatory glucose concentration, whereas the stimulation level did not affect any of these parameters in the slow component domain. Remarkably, in both dynamical components, the average correlation decreased similarly with intercellular distance, which implies that intercellular communication affects the synchronicity of both types of oscillations. To explore the intra-islet synchronization patterns in more detail, we constructed functional connectivity maps. The subsequent comparison of network characteristics of different oscillatory components showed more locally clustered and segregated networks of fast oscillatory activity, while the slow oscillations were more global, resulting in several long-range connections and a more cohesive structure. Besides the structural differences, we found a relatively weak relationship between the fast and slow network layer, which suggests that different synchronization mechanisms shape the collective cellular activity in islets, a finding which has to be kept in mind in future studies employing different oscillations for constructing networks.
Keywords: islets of Langerhans, beta cell network, calcium oscillations, multimodal activity analysis, confocal imaging, functional connectivity, multiplex network
Published in DKUM: 06.06.2024; Views: 67; Downloads: 4
.pdf Full text (9,40 MB)
This document has many files! More...

2.
The effect of forskolin and the role of Epac2A during activation, activity, and deactivation of beta cell networks
Maša Skelin, Jurij Dolenšek, Lidija Križančić Bombek, Viljem Pohorec, Marko Gosak, Marjan Rupnik, Andraž Stožer, 2023, original scientific article

Abstract: Beta cells couple stimulation by glucose with insulin secretion and impairments in this coupling play a central role in diabetes mellitus. Cyclic adenosine monophosphate (cAMP) amplifies stimulus-secretion coupling via protein kinase A and guanine nucleotide exchange protein 2 (Epac2A). With the present research, we aimed to clarify the influence of cAMP-elevating diterpene forskolin on cytoplasmic calcium dynamics and intercellular network activity, which are two of the crucial elements of normal beta cell stimulus-secretion coupling, and the role of Epac2A under normal and stimulated conditions. To this end, we performed functional multicellular calcium imaging of beta cells in mouse pancreas tissue slices after stimulation with glucose and forskolin in wild-type and Epac2A knock-out mice. Forskolin evoked calcium signals in otherwise substimulatory glucose and beta cells from Epac2A knock-out mice displayed a faster activation. During the plateau phase, beta cells from Epac2A knock-out mice displayed a slightly higher active time in response to glucose compared with wild-type littermates, and stimulation with forskolin increased the active time via an increase in oscillation frequency and a decrease in oscillation duration in both Epac2A knock-out and wild-type mice. Functional network properties during stimulation with glucose did not differ in Epac2A knock-out mice, but the presence of Epac2A was crucial for the protective effect of stimulation with forskolin in preventing a decline in beta cell functional connectivity with time. Finally, stimulation with forskolin prolonged beta cell activity during deactivation, especially in Epac2A knock-out mice.
Keywords: pancreas, tissue slices, beta cells, calcium imaging, amplifying pathway, forskolin, Epac2A KO, intercellular network
Published in DKUM: 27.05.2024; Views: 93; Downloads: 2
.pdf Full text (12,03 MB)
This document has many files! More...

3.
Human beta cell functional adaptation and dysfunction in insulin resistance and its reversibility
Maša Skelin, Jan Kopecky, Jurij Dolenšek, Andraž Stožer, 2023, other scientific articles

Abstract: Background: Beta cells play a key role in the pathophysiology of diabetes since their functional adaptation is able to maintain euglycemia in the face of insulin resistance, and beta cell decompensation or dysfunction is a necessary condition for full-blown type 2 diabetes (T2D). The mechanisms behind compensation and decompensation are incompletely understood, especially for human beta cells, and even less is known about influences of chronic kidney disease (CKD) or immunosupressive therapy after transplantation on these processes and the development of posttransplant diabetes. Summary: During compensation, beta cell sensitivity to glucose becomes left-shifted, i.e., their sensitivity to stimulation increases, and this is accompanied by enhanced signals along the stimulus-secretion coupling cascade from membrane depolarization to intracellular calcium and the most distal insulin secretion dynamics. There is currently no clear evidence regarding changes in intercellular coupling during this stage of disease progression. During decompensation, intracellular stimulus-secretion coupling remains enhanced to some extent at low or basal glucose concentrations but seems to become unable to generate effective signals to stimulate insulin secretion at high or otherwise stimulatory glucose concentrations. Additionally, intercellular coupling becomes disrupted, lowering the number of cells that contribute to secretion. During progression of CKD, beta cells also seem to drift from a compensatory left-shift to failure, and immunosupressants can further impair beta cell function following kidney transplantation. Key Messages: Beta cell stimulus-secretion coupling is enhanced in compensated insulin resistance. With worsening insulin resistance, both intra- and intercellular coupling become disrupted. CKD can progressively disrupt beta cell function, but further studies are needed, especially regarding changes in intercellular coupling.
Keywords: human beta cell, functional adaptation, dysfunction, insulin resistance
Published in DKUM: 15.04.2024; Views: 121; Downloads: 10
.pdf Full text (387,53 KB)
This document has many files! More...

4.
Vpliv inkretinov in njihovih analogov na dinamiko kalcija v celicah beta v svežih rezinah trebušne slinavke
Eva Paradiž Leitgeb, 2024, doctoral dissertation

Abstract: Natančno uravnavanje sklopitve stimulacije in izločanja v celicah beta je ključnega pomena za vzdrževanje normoglikemije. Čeprav glukoza v tem procesu predstavlja primarni dražljaj, inkretini ključno prispevajo k povečanemu izločanju inzulina, delno tudi preko ojačitve znotrajcelične dinamike [Ca2+] ([Ca2+]IC). Podrobnosti o tem, kako inkretini vplivajo na rekrutacijo celic beta v fazi aktivacije, na aktivni čas in funkcionalno povezanost v fazi platoja in kako na njihovo deaktivacijo, še niso pojasnjene. S pomočjo konfokalne mikroskopije smo v svežih tkivnih rezinah trebušne slinavke z visoko resolucijo istočasno zajemali [Ca2+]IC signale v številnih celicah in tako sistematično proučili vpliv agonistov receptorjev GLP-1 (GLP-1RA), eksendina-4 (Ex-4) in GLP-1, na aktivnost sklopljenih celic beta. V nestimulativni koncentraciji glukoze (6 mM) je Ex-4 aktiviral približno četrtino celic beta v otočku. Kostimulacija z Ex-4 in glukozo (10 mM) je skrajšala zamik do aktivacije celic beta in pospešila dinamiko njihove aktivacije. Tako se je čas, ki je bil potreben, da so celice dosegle polovično vrednost maksimalnega aktivnega časa, v prisotnosti Ex-4 prepolovil. Aktivni čas in regularnost oscilacij [Ca2+]IC sta se povečala, zlasti v začetnem delu odziva celic beta. Kasnejše dodajanje Ex-4, ko so bile celice že aktivne, ni privedel do tako izrazitega porasta aktivnosti. Mrežne analize so potrdile povečano povezanost celic med fazo aktivacije in fazo platoja, pri čemer je vloga centralnih celic ostala stabilna tako v kontrolnih poskusih kot ob stimulaciji z Ex-4. Zanimivo je, da smo pri Ex-4 opazili dvojen učinek na deaktivacijo celic beta, tako da se je celična aktivnost pri nizkih koncentracijah podaljšala, pri visokih pa skrajšala. Naši poskusi so dosledno pokazali, da je GLP-1 šibkejši agonist. Kostimulacija z GLP-1RA in glukozo tako povzroči porast [Ca2+]IC med aktivacijo in aktivnostjo celic beta, kar kaže, da je učinek inkretinov v veliki meri mogoče pojasniti z ojačano dinamiko [Ca2+]IC. Predhodna stimulacija z inkretini ne privede do kritičnega podaljšanja aktivnosti celic beta, kar potrjuje njihovo nizko tveganje za razvoj hipoglikemije.
Keywords: celice beta, tkivna rezina, agonisti receptorjev GLP-1, konfokalna mikroskopija, kalcijeve oscilacije
Published in DKUM: 26.03.2024; Views: 126; Downloads: 19
.pdf Full text (4,19 MB)

5.
6.
7.
Vpliv akutnega pankreatitisa na dinamiko znotrajceličnih kalcijevih oscilacij celic beta trebušne slinavke v mišjem modelu sladkorne bolezni tipa 2 : magistrsko delo
Polona Kovačič, 2023, master's thesis

Abstract: 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.
Keywords: trebušna slinavka, akutni pankreatitis, kalcij, celice beta, inzulin
Published in DKUM: 15.06.2023; Views: 479; Downloads: 72
.pdf Full text (1,92 MB)

8.
Spremembe znotrajcelične koncentracije kalcijevih ionov v akutnih tkivnih rezinah trebušne slinavke glodavskih modelov
Viljem Pohorec, 2022, doctoral dissertation

Abstract: 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.
Keywords: celice beta, mišji model, slikanje kalcija, glukozna odvisnost, tkivna rezina
Published in DKUM: 27.10.2022; Views: 719; Downloads: 113
.pdf Full text (3,33 MB)

9.
Vpliv presnovnega sindroma na razvoj anksioznemu in depresivnemu vedenju podobnega obnašanja pri mišjem modelu sladkorne bolezni tipa 2 : magistrsko delo
Nika Polšak, 2022, master's thesis

Abstract: V današnjem času je presnovni sindrom vse bolj pogosta presnovna motnja. Presnovni sindrom je močno povezan s sladkorno boleznijo tipa 2 (SBT2) in duševnimi motnjami. Predvsem prevalenci anksioznosti in depresivnosti naraščata na globalni ravni. Namen raziskave je bil preučiti pojav anksioznemu in depresivnemu vedenju podobnega obnašanja na mišjem modelu SBT2. Pri tem nas je zanimal tudi vpliv spola. V ta namen smo miši razdelili v tri skupine. Prva skupina je predstavljala kontrolno skupino, ki smo jo hranili s standardno prehrano (CD). Drugo skupino smo hranili z zahodno dieto (WD). Tretjo skupino smo po obdobju hranjenja z WD izpostavili kratkotrajni kalorični restrikciji (RCD), saj nas je zanimalo, ali bo kalorična restrikcija, ki povzroči remisijo SBT2, povzročila tudi zmanjšanje nagnjenosti k anskioznemu in depresivnemu vedenju podobnemu obnašanju. Vpliv prehranskega režima smo ocenjevali s pomočjo vedenjskih testov. Za ocenjevanje lokomotorike smo uporabili test odprtega polja (OFT), za ocenjevanje anskioznemu vedenju podobnega obnašanja test dvignjenega labirinta v obliki križa (EPM) in za ocenjevanje depresivnemu vedenju podobnega obnašanja test prisilnega plavanja (FST). Ugotovili smo, da indukcija SBT2 z zahodno dieto ni vplivala na pojav anskioznemu in depresivnemu vedenju podobnega obnašanja pri miših. Prav tako na pojav omenjenih motenj ni vplival spol. Ugotovili pa smo, da so bile WD samice bolj aktivne kot WD samci (bile so hitrejše, prehodile so večjo razdaljo in manj časa mirovale). V skladu s tem, da indukcija SBT2 ni vplivala na teste anskioznemu in depresivnemu podobnemu obnašanju, tudi kalorična restrikcija ni vplivala na k anskioznemu in depresivnemu vedenju podobnemu obnašanju. Opazili smo vpliv habituacije na nekatere vedenjske teste. Pri testu OFT smo opazili zmanjšanje raziskovalnega vedenja pri ponavljanju testa, pri testu EPM pa zmanjšano raziskovanje odprtih krakov pri ponavljanju testa.
Keywords: presnovni sindrom, sladkorna bolezen, anksioznost, depresivnost, zahodna dieta, kalorična restrikcija, vedenjski testi
Published in DKUM: 06.04.2022; Views: 826; Downloads: 65
.pdf Full text (2,41 MB)

10.
Vplivi kalorične restrikcije na dinamiko kalcijevih oscilacij celic beta trebušne slinavke v mišjem modelu sladkorne bolezni tipa 2
Jan Kopecky, 2021, master's thesis

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: 1274; Downloads: 98
.pdf Full text (2,79 MB)

Search done in 0.23 sec.
Back to top
Logos of partners University of Maribor University of Ljubljana University of Primorska University of Nova Gorica