ВЛИЯНИЕ ИНСУЛИНОРЕЗИСТЕНТНОСТИ НА СУТОЧНЫЕ РИТМЫ (ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ)
|
Аннотация 3
Введение 3
1 Обзор литературы 6
1.1 Циркадные ритмы 6
1.2 Clock - один из генов биоритмов клетки 12
1.3 Понятие гипергликемических условий 15
1.4 Механизм поглощения глюкозы 20
1.5 Характеристика клеточной культуры С2С12 24
2 Организация и методы исследования 26
2.1 Культура миобластов С2С12 26
2.2 Подготовка клеточных культур и растворов 27
2.2.1 Подготовка питательных сред 27
2.2.2 Разморозка клеток и посев в матрас Т25 28
2.2.3 Пересаживание клеток в шестилуночные планшеты 31
2.2.4 Дифференцировка клеток 33
2.3 Моделирование гипергликемических условий для клеточной культуры33
2.4 Методика Serum Starvation 34
2.5 Выведение клеток из эксперимента 34
2.6 Электрофорез в полиакриламидном геле и иммуноблоттинг 35
2.7 Метод Вестерн-Блот 35
2.8 Статистическая обработка результатов 39
3 Результаты исследования 40
3.1 Содержание CLOCK в клеточной культуре С2С12 в физиологических
условиях 40
3.2 Содержание CLOCK в клеточной культуре С2С12 с повышенным
содержанием глюкозы 42
Заключение 45
Список использованных источников и литературы 47
Введение 3
1 Обзор литературы 6
1.1 Циркадные ритмы 6
1.2 Clock - один из генов биоритмов клетки 12
1.3 Понятие гипергликемических условий 15
1.4 Механизм поглощения глюкозы 20
1.5 Характеристика клеточной культуры С2С12 24
2 Организация и методы исследования 26
2.1 Культура миобластов С2С12 26
2.2 Подготовка клеточных культур и растворов 27
2.2.1 Подготовка питательных сред 27
2.2.2 Разморозка клеток и посев в матрас Т25 28
2.2.3 Пересаживание клеток в шестилуночные планшеты 31
2.2.4 Дифференцировка клеток 33
2.3 Моделирование гипергликемических условий для клеточной культуры33
2.4 Методика Serum Starvation 34
2.5 Выведение клеток из эксперимента 34
2.6 Электрофорез в полиакриламидном геле и иммуноблоттинг 35
2.7 Метод Вестерн-Блот 35
2.8 Статистическая обработка результатов 39
3 Результаты исследования 40
3.1 Содержание CLOCK в клеточной культуре С2С12 в физиологических
условиях 40
3.2 Содержание CLOCK в клеточной культуре С2С12 с повышенным
содержанием глюкозы 42
Заключение 45
Список использованных источников и литературы 47
Биологический ритм - часто используется как синоним циркадного ритма.
Циркадные ритмы являются основной частью физиологии. Нарушение циркадной системы поведенческими (нарушение биоритмов или сменная работа, фактическая или смоделированная в лаборатории), либо генетическими (нарушение или изменение молекулярных часов) изменениями, ставит под угрозу здоровье и продолжительность жизни организмов [47].
Наше тело поддерживает свои биологические ритмы с помощью различных химических веществ на молекулярном уровне в ответ на окружающую среду. Наши привычки в еде и другие сигналы окружающей среды могут поддерживать или нарушать наши биологические ритмы. Нарушения биологических ритмов могут привести к серьезным проблемам со здоровьем [71].
Биологические ритмы и их временная организация представляют собой приспособительные явления к периодическим изменениям факторов среды, связанных с вращением Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца. Экспериментальные данные растений и животных привели к появлению множества моделей и концепций, связанных с биологическими часами, которые помогают описать и понять механизмы этих изменений [3].
Клеточные циркадные часы присутствуют в каждой из наших клеток, а гены, белки и метаболиты изменяются каждые 24 часа. Он действует как биологический хронометрист, и многие физиологические процессы регулируются циркадными часами. Циклы сна-бодрствования, основная температура тела, метаболизм и нейроэндокринная секреция контролируются различными суточными часами, специфичными для клеток или органов.
В последние годы накоплен большой объем информации о
генетической, молекулярной, физиологической и средовой индукции
биологических ритмов и о том, как они функционируют у различных родов и
3
видов. Из-за разнообразия и изменчивости этой обширной информации обзор концепций биологических ритмов человека уже не является легкой задачей.
У людей, циркадные ритмы нарушаются из-за сменной работы или хронической смены часовых поясов. Повторяющееся нарушение биологических ритмов из-за сменной работы и нарушения сна может привести к повышенному риску широкого спектра заболеваний, включая болезни сердца, рак, ожирение, депрессию, нарушения сна, в том числе появлению инсулинорезистентности.
Циркадная система синхронизации состоит из центральных мозговых часов в супрахиазматическом ядре гипоталамуса и различных часов периферических тканей. Система циркадного ритма отвечает за координацию многих повседневных процессов, включая суточный ритм метаболизма глюкозы у человека. Центральные часы регулируют потребление пищи, расход энергии и чувствительность всего организма к инсулину, и эти действия дополнительно настраиваются локальными периферическими часами [22]. Например, периферические часы в кишечнике регулируют всасывание глюкозы, периферические часы в мышцах, жировой ткани и печени регулируют локальную чувствительность к инсулину, а периферические часы в поджелудочной железе регулируют секрецию инсулина. Несоответствие между различными компонентами системы циркадного ритма и суточными ритмами поведения сна и бодрствования или приема пищи в результате генетических, экологических или поведенческих факторов может быть важным фактором развития резистентности к инсулину [34].
Инсулинорезистентность является основной причиной развития сахарного диабета 2 типа и основной причиной заболеваемости и смертности. На сегодняшний день представляет собой одну из важнейших проблем для здоровья во всем мире, поражающая как детей, так и взрослых. Занимает третье место по распространенности хронических заболеваний, после сердечно-сосудистых и онкологических.
инсулинорезистентности на циркадные ритмы клеточной культуры С2С12.
Задачи данной работы:
1) Выяснить роль белка CLOCK в реализации биоритмов по данным литературных источников.
2) Определить содержание белка CLOCK в клеточной культуре С2С12 при физиологических условиях.
3) Оценить уровень белка CLOCK в клеточной культуре С2С12 в условиях моделирования инсулинорезистентности.
Объект исследования: клеточная культура С2С12.
Предмет исследования: суточные ритмы клеточной культуры С2С12 при инсулинорезистентности.
Гипотеза исследования: такое метаболическое нарушение как
инсулинорезистентность может иметь с нарушениями биоритмов взаимообратную связь. Другими словами, инсулинорезистентность может влиять на биоритмы клеточной культуры.
Циркадные ритмы являются основной частью физиологии. Нарушение циркадной системы поведенческими (нарушение биоритмов или сменная работа, фактическая или смоделированная в лаборатории), либо генетическими (нарушение или изменение молекулярных часов) изменениями, ставит под угрозу здоровье и продолжительность жизни организмов [47].
Наше тело поддерживает свои биологические ритмы с помощью различных химических веществ на молекулярном уровне в ответ на окружающую среду. Наши привычки в еде и другие сигналы окружающей среды могут поддерживать или нарушать наши биологические ритмы. Нарушения биологических ритмов могут привести к серьезным проблемам со здоровьем [71].
Биологические ритмы и их временная организация представляют собой приспособительные явления к периодическим изменениям факторов среды, связанных с вращением Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца. Экспериментальные данные растений и животных привели к появлению множества моделей и концепций, связанных с биологическими часами, которые помогают описать и понять механизмы этих изменений [3].
Клеточные циркадные часы присутствуют в каждой из наших клеток, а гены, белки и метаболиты изменяются каждые 24 часа. Он действует как биологический хронометрист, и многие физиологические процессы регулируются циркадными часами. Циклы сна-бодрствования, основная температура тела, метаболизм и нейроэндокринная секреция контролируются различными суточными часами, специфичными для клеток или органов.
В последние годы накоплен большой объем информации о
генетической, молекулярной, физиологической и средовой индукции
биологических ритмов и о том, как они функционируют у различных родов и
3
видов. Из-за разнообразия и изменчивости этой обширной информации обзор концепций биологических ритмов человека уже не является легкой задачей.
У людей, циркадные ритмы нарушаются из-за сменной работы или хронической смены часовых поясов. Повторяющееся нарушение биологических ритмов из-за сменной работы и нарушения сна может привести к повышенному риску широкого спектра заболеваний, включая болезни сердца, рак, ожирение, депрессию, нарушения сна, в том числе появлению инсулинорезистентности.
Циркадная система синхронизации состоит из центральных мозговых часов в супрахиазматическом ядре гипоталамуса и различных часов периферических тканей. Система циркадного ритма отвечает за координацию многих повседневных процессов, включая суточный ритм метаболизма глюкозы у человека. Центральные часы регулируют потребление пищи, расход энергии и чувствительность всего организма к инсулину, и эти действия дополнительно настраиваются локальными периферическими часами [22]. Например, периферические часы в кишечнике регулируют всасывание глюкозы, периферические часы в мышцах, жировой ткани и печени регулируют локальную чувствительность к инсулину, а периферические часы в поджелудочной железе регулируют секрецию инсулина. Несоответствие между различными компонентами системы циркадного ритма и суточными ритмами поведения сна и бодрствования или приема пищи в результате генетических, экологических или поведенческих факторов может быть важным фактором развития резистентности к инсулину [34].
Инсулинорезистентность является основной причиной развития сахарного диабета 2 типа и основной причиной заболеваемости и смертности. На сегодняшний день представляет собой одну из важнейших проблем для здоровья во всем мире, поражающая как детей, так и взрослых. Занимает третье место по распространенности хронических заболеваний, после сердечно-сосудистых и онкологических.
инсулинорезистентности на циркадные ритмы клеточной культуры С2С12.
Задачи данной работы:
1) Выяснить роль белка CLOCK в реализации биоритмов по данным литературных источников.
2) Определить содержание белка CLOCK в клеточной культуре С2С12 при физиологических условиях.
3) Оценить уровень белка CLOCK в клеточной культуре С2С12 в условиях моделирования инсулинорезистентности.
Объект исследования: клеточная культура С2С12.
Предмет исследования: суточные ритмы клеточной культуры С2С12 при инсулинорезистентности.
Гипотеза исследования: такое метаболическое нарушение как
инсулинорезистентность может иметь с нарушениями биоритмов взаимообратную связь. Другими словами, инсулинорезистентность может влиять на биоритмы клеточной культуры.
Биологические часы играют важную роль в жизни всех живых существ, помогая им адаптироваться к сменам дня и ночи, временам года. Управление циркадными ритмами на клеточном уровне осуществляется молекулярным механизмом, который включает центральные часовые гены и играют ключевую роль в поддержании баланса в организме.
Понимание работы этих молекулярных механизмов не только помогает лучше понять физиологию организма, но и может привести к разработке новых методов лечения и профилактики различных заболеваний, связанных с нарушениями циркадных ритмов. Дальнейшие исследования в этой области помогут расширить знания о биологических процессах и развить новые подходы к улучшению здоровья и качества жизни.
Первые научные исследования, показавшими существование механизма циркадных ритмов, стали работы американских ученых, проведенные в 60 -70 -х гг. ХХ в. До настоящего времени интерес к изучению данного вопроса не угасает, свидетельством которого является огромное количество исследований. Изученные данные к настоящему времени, свидетельствуют о том, что одним из главных генов циркадных часов, которые управляют рядом функций (метаболических и физиологических) в организме, является ген CLOCK.
Инсулинорезистентность - это в первую очередь приобретенное состояние. Понимание роли инсулина физиологических процессов и влияния на его синтез и секрецию, наряду с его действием на молекулярном уровне и на уровне всего организма, имеет важное значение для многих хронических заболеваний, наблюдаемых сегодня у большинства населения.
Исходя из результатов проведенного исследования, обнаружили, что такое метаболическое нарушение как инсулинорезистентность может иметь с нарушениями биоритмов взаимообратную связь. Дальнейшие исследования в этой области могут выявить новые подходы к лечению и профилактике у пациэнтов данной категории.
На основе полученных результатов, можно сформулировать следующие выводы:
1. Изучение литературных источников, содержащих информацию о циркадных ритмах клеток, выявило, что белок CLOCK является одним из ключевых белков, регулирующих циркадные ритмы клетки.
2. Содержание белка CLOCK в клетках линии С2С12 характеризуется минимальными значениями в 12 и 48 часов и максимальными показателями в 30 часов.
3. При определении содержания белка CLOCK в клеточной культуре С2С12 в условиях формирования инсулинорезистентности выяснено, что минимальные значения регистрируются в 6, 12 и 18, а максимальные - в 36 часов. При этом содержание белка CLOCK статистически значимо отличается при формировании инсулинорезистентности.
Понимание работы этих молекулярных механизмов не только помогает лучше понять физиологию организма, но и может привести к разработке новых методов лечения и профилактики различных заболеваний, связанных с нарушениями циркадных ритмов. Дальнейшие исследования в этой области помогут расширить знания о биологических процессах и развить новые подходы к улучшению здоровья и качества жизни.
Первые научные исследования, показавшими существование механизма циркадных ритмов, стали работы американских ученых, проведенные в 60 -70 -х гг. ХХ в. До настоящего времени интерес к изучению данного вопроса не угасает, свидетельством которого является огромное количество исследований. Изученные данные к настоящему времени, свидетельствуют о том, что одним из главных генов циркадных часов, которые управляют рядом функций (метаболических и физиологических) в организме, является ген CLOCK.
Инсулинорезистентность - это в первую очередь приобретенное состояние. Понимание роли инсулина физиологических процессов и влияния на его синтез и секрецию, наряду с его действием на молекулярном уровне и на уровне всего организма, имеет важное значение для многих хронических заболеваний, наблюдаемых сегодня у большинства населения.
Исходя из результатов проведенного исследования, обнаружили, что такое метаболическое нарушение как инсулинорезистентность может иметь с нарушениями биоритмов взаимообратную связь. Дальнейшие исследования в этой области могут выявить новые подходы к лечению и профилактике у пациэнтов данной категории.
На основе полученных результатов, можно сформулировать следующие выводы:
1. Изучение литературных источников, содержащих информацию о циркадных ритмах клеток, выявило, что белок CLOCK является одним из ключевых белков, регулирующих циркадные ритмы клетки.
2. Содержание белка CLOCK в клетках линии С2С12 характеризуется минимальными значениями в 12 и 48 часов и максимальными показателями в 30 часов.
3. При определении содержания белка CLOCK в клеточной культуре С2С12 в условиях формирования инсулинорезистентности выяснено, что минимальные значения регистрируются в 6, 12 и 18, а максимальные - в 36 часов. При этом содержание белка CLOCK статистически значимо отличается при формировании инсулинорезистентности.
