SESJA 12

SESJA 12
BIOCHEMIA KLINICZNA ORAZ
METABOLIZM WYSIŁKOWY
WYKŁADY
296
SESJA 12 WYKŁADY
W12-01
KIDNEY FUNCTIONS AND EXERCISE
Jacques R. Poortmans
Chimie Physiologique, Institut Supérieur d’Education Physique et de Kinésithérapie, Université Libre de Bruxelles,
Brussels (Belgium)
Exercise induces profound changes in the renal hemodynamics and protein excretion. The rate of ultrafiltration
across the glomerular capillary is determined by the imbalance between the transcapillary hydraulic and colloid
osmotic pressure gradients. Despite a major fall of the renal plasma flow, the filtration fraction could double at
maximal exercise preserving the transfer of metabolites or substances through the glomerulus.
Tubular processes and excretion rates are modified by exercise. Despite large increases in plasma lactate during
strenuous exercise, the renal excretion plays a limited role in the lactate metabolism. Apparently the mechanism
of transcellular transport of lactate must be satured during severe exercise. Urea reabsorption is enhanced during
prolonged exercise and this process may act to limit the dehydration of the subject. As the uric acid transport is
also carrier-mediated, it appears that there is no saturation of the carrier system during prolonged exercise.
Postexercise proteinuria is directly related to the intensity of exercise, rather than to its duration. This excretion of
excess proteins is a transient state with a half-time decay of about one hour. The increased clearance of plasma
proteins suggests an increased glomerular permeability and a partial inhibition of tubular reabsorption. Experimental results suggest that exercise decreases the glomerular electrostatic barrier and facilitates transfert of
macromolecules. Postexercise proteinuria appears to be age-dependent.
We have been able to investigate the effects of short-term (5 days), medium-term (nine weeks) and long-term
(up to 5 years) oral creatine monohydrate supplements in small cohorts of athletes. Their kidney functions were
estimated by clearance methods and urine protein excretion rate. We did not find any side effects on renal function in those healthy subjects.
BIOCHEMIA KLINICZNA ORAZ METABOLIZM WYSIŁKOWY
W12-02
HUMAN SKELETAL MUSCLE: EFFECT OF TRAINING ON ENERGETICS MITOCHONDRIAL
FUNCTION AND ANTIOXIDATIVE DEFENCE
Kent Sahlin
Karolinska Instytute, Department of Physiology, Stockholm, Sweden
297
298
SESJA 12 WYKŁADY
W12-03
ZABURZENIA METABOLIZMU ACETYLO-CoA I ICH ROLA W PATOMECHANIZMACH
DEGENERACJI NEURONÓW CHOLINERGICZNYCH W CHOROBACH
NEURODEGENERACYJNYCH
Andrzej Szutowicz
Katedra Biochemii Klinicznej, Zakład Medycyny Laboratoryjnej, Akademia Medyczna w Gdańsku, Gdańsk
Glukoza jest głównym substratem energetycznym i prekursorem acetylo-CoA w mózgu. W chorobach neurodegeneracyjnych obserwuje się preferencyjne uszkodzenie neuronów cholinergicznych przy jednoczesnym spadku
zużycia glukozy i pirogronianu przez zmienione chorobowo regiony mózgu. Szczególna wrażliwość neuronów
cholinergicznych na degenerację może wynikać z faktu zużywania przez nie acetylo-CoA nie tylko do produkcji
energii lecz również do syntezy acetylocholiny (ACh). Patologiczna depolaryzacja neuronów przez czynniki neurotoksyczne powoduje, z jednej strony zahamowanie syntezy acetylo-CoA z drugiej zaś wzrost wydzielania ACh.
Równocześnie dochodzi do zwiększenia zużycia acetylo-CoA do syntezy ACh utrzymującej jej wewnątrzkomórkową zawartość na stałym poziomie. Wzrost cytoplazmatycznego Ca zwiększa przepuszczalność błon mitochondrialnych dla acetylo-CoA. Wykazano, że neurotoksyny takie jak Al, -amyloid, tlenek azotu czy też niedobór pirofosforanu tiaminy aktywują zależne od Ca uwalnianie acetylo-CoA z mitochondriów do cytoplazmy neuronów.
Stwierdzono korelację między poziomem cytoplazmatycznego acetylo-CoA a szybkością syntezy i wydzielania
ACh. Natomiast w mitochondriach stwierdzano spadek poziomu acetylo-CoA. Komórki cholinergiczne z wysoką
aktywnością acetylotransferazy cholinowej i zawartością ACh okazują się bardziej wrażliwe na różne czynniki
neurotoksyczne niż neurony nisko zróżnicowane, prawdopodobnie wskutek wywoływania przez nie w tych
pierwszych większego spadku poziomu acetylo-CoA. Wydaje się, że wzajemny stosunek między zdolnością do
syntezy acetylo-CoA i poziomem metabolizmu ACh w neuronach cholinergicznych może odgrywać istotną rolę w
ich podatności na bodźce neurotoksyczne związane z patomechanizmami różnych encefalopatii cholinergicznych.
BIOCHEMIA KLINICZNA ORAZ METABOLIZM WYSIŁKOWY
299
W12-04
METABOLIZM ADENOZYNY W CUKRZYCY
Tadeusz Pawełczyk
Zakład Medycyny Molekularnej, Katedry Biochemii Klinicznej AMG oraz Zespół Molekularnej i Komórkowej
Nefrologii, Instytutu Centrum Medycyny Doświadczalnej i Klinicznej PAN i AMG, Gdańsk
Insulina posiada bardzo szerokie spektrum działania, które nie ogranicza się do regulacji metabolizmu glukozy.
Stąd też obszar zmian patologicznych obserwowany w cukrzycy zarówno typu I jak i II jest bardzo rozległy i dotyczy tak przemian biochemicznych jak i funkcjonalnych szeregu narządów. Wiadomo, że wiele substancji endogennych zmienia wrażliwość tkanek na insulinę. Do czynników modulujących działanie insuliny należy również
adenozyna. O znacznym wpływie adenozyny na zmiany zachodzące w cukrzycy zdaje się świadczyć również fakt,
że w cukrzycy insulinozależnej obserwuje się wzrost wrażliwości szeregu tkanek (nerki, serce, mózg) na działanie
adenozyny. Dlatego można przypuszczać, że zmiana (nawet lokalna) stężenia adenozyny może mieć bardzo
istotne konsekwencje fizjologiczne, zwłaszcza we wczesnym etapie cukrzycy.
W komórce w warunkach normalnych większość adenozyny powstaje w wyniku działania hydrolazy S adenozylohomocysteiny. Jednak podczas zwiększonego zapotrzebowania na tlen lub obciążenia pracą wzrost stężenia
adenozyny wynika głównie ze zwiększonej hydrolizy AMP przez cytozolową 5’ nukleotydazę. W komórce powstająca adenozyna w wyniku działania deaminazy adenozyny może ulec deaminacji do inozyny, zostać fosforylowana do AMP w wyniku działania kinazy adenozyny (AK) lub przemieścić się przez błony plazmatyczne na drodze dyfuzji ułatwionej, za pośrednictwem specyficznego transportera nukleozydowego. Zewnątrzkomórkowa
adenozyna wpływa na szereg przemian w komórce poprzez wiązanie ze swoistymi receptorami (A1, A2, A3). Stężenie adenozyny w płynie poza komórkowym zależy od szybkości powstawania np. poprzez hydrolizę zewnątrzkomórkowego AMP, transportu adenozyny przez błony plazmatyczne oraz aktywności deaminazy adenozyny.
Badania przeprowadzone ma szczurach z indukowaną podaniem streptozotocyny cukrzycą pokazały, że w komórkach w stanie tym dochodzi do blisko 50% spadku aktywności kinazy adenozyny wynikającego z obniżenia
ekspresji genu dla tego enzymu. Aktywności pozostałych enzymów mających wpływ na metabolizm adenozyny
tj. hydrolazy S-adenozylohomocysteiny, deaminazy adenozyny oraz 5’-nukleotydazy nie ulegają zmianie w tych
warunkach. Towarzyszy temu wzrost stężenia adenozyny w takich tkankach jak wątroba i serce. Natomiast w
nerce pomimo spadku aktywności AK nie obserwuje się wzrostu stężenia adenozyny. Z kolei doświadczenia na
ludzkich komórkach endotelialnych z żyły pępowinowej wykazały, że w cukrzycy dochodzi do obniżenia transportu adenozyny do komórki wynikającego z obniżenia ilości transportera nukleozydowego. Podanie szczurom
cukrzycowym insuliny prowadzi do wzrostu ekspresji genu dla kinazy adenozyny i przywraca normalną aktywność enzymu oraz prowadzi do normalizacji stężenia adenozyny w tkankach. W odniesieniu do naczyń można
przypuszczać, że wzrost poziomu adenozyny w cukrzycy może być mechanizmem kompensującym brak insuliny,
która poprzez tlenek azotu działa relaksacyjnie. Adenozyna działając na receptory A2 również rozszerza naczynia.