NR 54 2011ANTROPOMOTORYKARODZINY BIAŁEK SZOKU TERMICZNEGO I ICH ROLAW ODPOWIEDZI NA WYSIŁEK FIZYCZNYFAMILIES OF HEAT SHOCK PROTEINSAND THEIR ROLE IN RESPONSE TO EXERCISEWanda Pilch*, Anna Piotrowska*****dr hab. prof. nadzw. Instytut Fizjologii Człowieka, Zakład Fizjologii i Biochemii, AWF w <strong>Krakowie</strong>***mgr Pracownia Badań Receptorowych, Katedra Farmakobiologii Wydział Farmaceutyczny, Studia doktoranckie CMUJSłowa kluczowe: wysiłek fizyczny, białka szoku termicznego (HSP)Key words: exercise, heat shock proteins (HSP)STRESZCZENIE • SUMMARYBiałka szoku termicznego (HSP – heat shock proteins) są ważnymi efektorami odpowiedzi stresowejwe wszystkich organizmach. Są niezwykle konserwatywne filogenetycznie, ponieważ nie zmieniły swojejstruktury w czasie trzech miliardów lat ewolucji. Białka te nie tylko tworzą nowy, uniwersalny system ochronykomórek przed wpływem czynników zewnętrznych, lecz również modulują w warunkach bezstresowych wielekluczowych reakcji, takich jak replikacja i transkrypcja DNA oraz proteoliza białek. Na ogół dzieli się je na siedemrodzin, których nazwy pochodzą od ich średniej masy cząsteczkowej. Poza stresorami charakterystycznymidla stresu środowiskowego, czynnikami indukującym syntezę HPS w komórce są także stany patofizjologiczneoraz wysiłek fizyczny. Zwiększony metabolizm tlenowy w warunkach pracy fizycznej może prowadzić do stresuoksydacyjnego w komórkach mięśni i innych narządów. W obronie tkanek przed szkodliwym działaniem reaktywnychform tlenu i azotu biorą udział endogenne mechanizmy obronne organizmu, w których uczestnicząenzymy antyoksydacyjne, antyoksydanty nieenzymatyczne oraz białka szoku cieplnego, należące głównie dorodzin HSP27 oraz HSP70 (HSP72 i HSP73). Nasilenie syntezy białek szoku cieplnego, obserwowane po wysiłkufizycznym, zależy głównie od jego intensywności oraz od typu aktywowanych w czasie pracy włókien mięśniowych.Poznanie mechanizmu wzmożonej syntezy tych białek stworzy nowe i niezwykle interesujące przestrzeniebadawcze, których eksploracja przyniesie lepsze zrozumienie procesów fizjologicznych i biochemicznych napoziomie molekularnym w warunkach wysiłku fizycznego.Heat shock proteins (HSP) are important effectors of stress response in all living bodies. They are extraordinarilyphylogenetically conservative since they have not changed their structure for three billion years of evolution.These proteins do not only constitute a new universal system of protecting cells from external effects but theyalso modulate a number of reactions under non-stress conditions, such as DNA replication and transcription andproteolysis. They are typically divided into 7 families, whose names refer to their average molecular mass. Apartfrom the stressors such as environmental stress or pathophysiological conditions, physical exercise is anotherfactor which induces HSP synthesis in cells. Elevated aerobic metabolism, which is typical of physical exercise,leads to oxidative stress in muscle cells and other cells in body organs. In order to protect tissues from harmfuleffects of reactive forms of oxygen and nitrogen, endogenous protective mechanisms are initiated, which activateantioxidative enzymes, non-enzymatic antioxidants and heat shock proteins which belong to the familiesof HSP27 and HSP70 (HSP72 and HSP73). Intensification of synthesis of heat shock proteins observed afterphysical exercise depends mainly on its intensity and the type of muscle tissues activated during the exercise.Finding the mechanism of intensified synthesis of these proteins will allow for creation of new very interestingresearch areas. Exploration of these areas will improve understanding of sport physiology and biochemistry atthe molecular level.– 121 –
Wanda Pilch, Anna PiotrowskaWstępBiałka szoku termicznego (HSP – heat shock proteins)zwane są również cząsteczkami opiekuńczymi (molecularchaperones), chroniącymi inne białka organizmuprzed nieprawidłowymi zmianami. Swoją nazwę (HSP)zawdzięczają włoskiemu genetykowi Ferrucio Ritosso,który wykrył je u muszki owocowej Drosophila melanogasterpodczas hodowli w inkubatorze o podwyższonejtemperaturze [1]. Analiza gruczołów ślinowychbadanych owadów pozwoliła na obserwację zgrubieńna tzw. chromosomach olbrzymich (giant), które zidentyfikowanojako loci genów szoku cieplnego.Wiele lat później produkty ekspresji genów białekszoku termicznego okazały się powszechnym zjawiskiemu wszystkich organizmów, ulegając biosynteziew wyniku działania wzrostu temperatury, a także innychstresorów fizycznych, chemicznych oraz biologicznych.Transkrypcja genów białek szoku termicznego jest indukowanaprzez wiele czynników, które według Morimotomogą być czynnikami stresu środowiskowego, stanówpatofizjologicznych i procesów fizjologicznych [2].Biosynteza HSP, na niskim poziomie, odbywa sięrównież w warunkach fizjologicznych, niestresowych [3].Produkowane wówczas białka szokowe biorą udziałw regulacji podstawowych życiowych funkcji komórki(housekeeping). Asystują przy replikacji i transkrypcjiDNA, prawidłowym fałdowaniu się nowych białek i ichtransporcie wewnątrz komórki do miejsc przeznaczenia,wydzielaniu białek poza komórkę oraz transporciesubstancji do jej wnętrza. Biorą udział w rozbijaniuagregatów białkowych, aktywacji receptorów i degradacjibiałek. Cząsteczki białek szoku termicznego, np.HSP70, funkcjonują jako antygeny na powierzchni komóreki są rozpoznawane przez komórki NK (naturalkiller). Polipeptydy te umożliwiają aktywność tzw. kompleksówMHC, odpowiedzialnych za prawidłowe reakcjeukładu odpornościowego [4, 5].Miejsce lokalizacji białek szoku termicznego w komórcejest zależne od ich powinowactwa do określonychorganelli lub miejsc występowania substratów.W prawidłowych warunkach białka te gromadzą sięw miejscach biosyntezy białek, tj. w siateczce śródplazmatycznej,jak również mogą występować w mitochondriachi lizosomach.Wzmożona ekspresja genów kodujących HSP indukowanajest przez wiele szkodliwych czynników pochodzeniaegzo- i endogennego. Zaliczyć do nich można Ryc. 1. Czynniki wpływające na ekspresję HSP – modyfikacja wg [8]Fig. 1. Factors affecting the expression of HSP – modified according to [8]– 122 –
- Page 1 and 2:
- I -
- Page 3 and 4:
ISSN 1731-0652COMMITTEE FOR REHABIL
- Page 5 and 6:
ANTROPOMOTORYKAISSN 1731-0652COMMIT
- Page 7 and 8:
NR 54 ANTROPOMOTORYKA20
- Page 9:
Od RedakcjiStowarzyszeniem czy też
- Page 13 and 14:
Informacje dla Autorówscripts sub
- Page 15 and 16:
Information for the AuthorsExamples
- Page 18 and 19:
NR 54 2011ANTROPOMOTORY
- Page 20 and 21:
Wpływ lokalnego wysiłku fizyczneg
- Page 22 and 23:
Wpływ lokalnego wysiłku fizyczneg
- Page 24 and 25:
Wpływ lokalnego wysiłku fizyczneg
- Page 26 and 27:
Wpływ lokalnego wysiłku fizyczneg
- Page 28 and 29:
NR 54 2011ANTROPOMOTORY
- Page 30 and 31:
Poziom siły maksymalnej i dokładn
- Page 32 and 33:
Poziom siły maksymalnej i dokładn
- Page 34 and 35:
Poziom siły maksymalnej i dokładn
- Page 36 and 37:
NR 54 2011ANTROPOMOTORY
- Page 38 and 39:
Trening w okresie mezo- i katafazy
- Page 40 and 41:
Trening w okresie mezo- i katafazy
- Page 42 and 43:
Trening w okresie mezo- i katafazy
- Page 44 and 45:
Trening w okresie mezo- i katafazy
- Page 46 and 47:
Trening w okresie mezo- i katafazy
- Page 48 and 49:
Trening w okresie mezo- i katafazy
- Page 50:
Trening w okresie mezo- i katafazy
- Page 53 and 54:
Paweł Chmura, Marek Zatońshortest
- Page 55 and 56:
Paweł Chmura, Marek ZatońTabela 1
- Page 57 and 58:
Paweł Chmura, Marek ZatońRyc. 2.
- Page 60 and 61:
NR 54 2011ANTROPOMOTORY
- Page 62 and 63:
Ocena poziomu wybranych motorycznyc
- Page 64 and 65:
Ocena poziomu wybranych motorycznyc
- Page 66 and 67:
Ocena poziomu wybranych motorycznyc
- Page 68:
Ocena poziomu wybranych motorycznyc
- Page 71 and 72: Marek Popowczak, Andrzej Rokita, Ir
- Page 73 and 74: Marek Popowczak, Andrzej Rokita, Ir
- Page 75 and 76: Marek Popowczak, Andrzej Rokita, Ir
- Page 77 and 78: Marek Popowczak, Andrzej Rokita, Ir
- Page 79 and 80: Marek Popowczak, Andrzej Rokita, Ir
- Page 81 and 82: Marek Popowczak, Andrzej Rokita, Ir
- Page 83 and 84: Edward Mleczko, Czesław SzmigielWy
- Page 85 and 86: Edward Mleczko, Czesław Szmigielu
- Page 87 and 88: Edward Mleczko, Czesław Szmigielw
- Page 89 and 90: Edward Mleczko, Czesław Szmigieldo
- Page 91 and 92: Edward Mleczko, Czesław SzmigielRy
- Page 93 and 94: Edward Mleczko, Czesław Szmigielna
- Page 95 and 96: Edward Mleczko, Czesław Szmigiel[9
- Page 97 and 98: Edward Mleczko, Czesław Szmigiel[4
- Page 99 and 100: Edward Mleczko, Czesław Szmigielko
- Page 101 and 102: Adam Haleczkosię na ogół z prób
- Page 103 and 104: Adam HaleczkoPodobny pogląd wyraż
- Page 105 and 106: Adam HaleczkoTabela 4. Związki wsk
- Page 107 and 108: Adam HaleczkoUmiarkowane negatywne
- Page 110 and 111: NR 54 2011ANTROPOMOTORY
- Page 112 and 113: Wartości centylowe wysokości i ma
- Page 114 and 115: Wartości centylowe wysokości i ma
- Page 116 and 117: Wartości centylowe wysokości i ma
- Page 118: Wartości centylowe wysokości i ma
- Page 124 and 125: Rodziny białek szoku termicznego i
- Page 126 and 127: Rodziny białek szoku termicznego i
- Page 128 and 129: Rodziny białek szoku termicznego i
- Page 130 and 131: Rodziny białek szoku termicznego i
- Page 132: INFORMACJEANNOUNCEMENTS
- Page 135 and 136: 12 th International Scientific Conf
- Page 137: 12 th International Scientific Conf