Energetski metabolizem
Metabolne povezave med jetri in mišicami
Corijev ciklus Glukoza-alaninski ciklus
Možgani potrebe po glukozi: 120 g/dan (t.j. ca 60% ob počitku) za vzdrževanje membranskih potencialov pri prenosu impulzov pri stradanju lahko porabljajo tudi ketonska telesca
Mišice ¾ vsega glikogena v telesu je v mišicah (1% mase, ko je napolnjena ) glikogen se pretvarja v glu-6-p samo za lastne potrebe zelo aktivne mišice: glikoliza bolj aktivna od cikla citronske kisline => redukcija piruvata do laktata (delno prehaja v jetra) in transaminacija do Ala mirujoča mišica porablja predvsem maščobne kisline srčna mišica nima glikogena in ne more delati v anaerobnih pogojih: porablja maščobne kisline, ketonska telesca in laktat
Maščobno tkivo sinteza maščobnih kislin in triacilglicerola v jetrih lipoproteinski delci potujejo do adipocitov lipaza odcepi maščobne kisline, ki vstopijo v celico in ponovno tvorijo triacilgliceride ko nastopi potreba, lipaze triacilgliceride razcepijo (regulacija preko adrenalina in fosforilacije)
Ledvica tvorba urina velike potrebe po energiji za reabsorbiranje snovi => velike potrebe po kisiku med stradanjem glukoneogeneza zagotavlja ½ potreb po glukozi v krvi
Jetra zagotavljanje goriv za druge organe odstranjevanje snovi iz prebavil pretvorba glukoze v glikogen in nazaj glu-6-p za acetil-coa in cikel pentoza-fosfata glukoneogeneza (laktat & alanin (mišica), glicerol (adipociti), glukogene a.k. (prehrana)) sinteza m.k. (VLDL) in sinteza ketonskih telesc v pogojih stradanja regulacija preko karnitin-aciltransferaze razgradnja aminokislin z odcepom NH 2 (α-keto kisline so primarni energijski vir) in nastankom uree
Povzročitelji endokrinih motenj ( endocrine disruptors ) - Estrogeni - Androgeni - Antiandrogeni - Antitiroidni -... Ravni delovanja: (1) Posnemajo delovanje endogenih hormonov (2) So antagonisti delovanja endogenih hormonov, (3) Motijo sintezo in metablizem endogenih hormonov, (4) Motijo sintezo in metablizem receptorjev hormonov.
Ekstremofilni organizmi in bioremediacija
Uporaba v bioremediaciji: Psihrofili: ogljikovodiki iz nafte; čiščenje odpadnih voda Termofili: ogljikovodiki z nizko vodotopnostjo, z nafto onesnažena puščavska tla Halofili: z nafto onesnažena slana jezera, industrijske odpadne vode z aromatskimi oziroma kloriniranimi ogljikovodiki
Toksikogenomika
Klasični pristopi v ekotoksikologiji Modelni vodni organizmi: - Zelene alge (Chlamydomonas sp.,...) - Vodne bolhe (Daphnia sp.) - Ribe (avtohtone vrste, teritorialno omejene)
koncentracija Klasični pristopi v ekotoksikologiji Biomarkerji: - Morfologija ribjih embriov, sposobnost razmnoževanja (kombinacija polutantov, prepozno zaznavanje!) - Indukcija CYP450 (PAHi,...) enc. aktivnost, izražanje genov - Vitelogenin (estrogeni oz. psevdoestrogeni) izražanje genov, količina proteina protein mrna - Metalotioneini (težke kovine) količina proteina, modifikacija proteina - AchE (organofosfati) enc. aktivnost -... t
Problemi: - Potreba po novih biomarkerjih - Zaznavanje tako posameznih novih kot kombinacij polutantov - Prenehanje uporabe živali za toksikološka testiranja (ECVAM European Centre for the Validation of Alternative Methods; del JRC) - Poznavanje mehanizmov toksičnosti polutantov - Zanesljivost in robustnost (integracija v zakonodajo) Možne rešitve: - Uporaba globalnih pristopov (transkriptomika, proteomika) - Uporaba modelnih organizmov z znanim genomom (miš, podgana; zebrafish, fugu (riba napihovalka), kvasovka S. cerevisiae) - Razvoj Sistemske toksikologije (Systems toxicology)
Uporaba transkriptomike in proteomike - Iskanje novih biomarkerjev - Za vpliv specifičen profil genskega izražanja - Določitev mehanizma delovanja toksičnega agensa
Gene expression ratio Za vpliv specifičen profil genskega izražanja Causton et al (2001) Mol Biol Cell 12:323 COX6 FTH1 GEA2 PHO89 ZMS1 YHR048W YJR097W 7 6 5 4 3 2 1 0-1 Heat Acid Alkali H2O2 Salt Sorbitol -2-3 -4 COX6 FTH1 GEA2 YHR048W PHO89 ZMS1 YJR097W
Uporaba modelnih organizmov kvasovka Saccharomyces cerevisiae
Vse, kar je naravno, je zdravo! Toksini z največjo specifično toksičnostjo (LD 50 ): - Botulinski toksin Clostridium botulinom ( Botox ) - Tetrodotoxin riba napihovalka (pain-killer) - Ricin ricinusovo zrno (testiranje protirakavega delovanja)