zde - 1. lékařská fakulta - Univerzita Karlova

1. MÍSTO
SEKCE PREGRADUÁLNÍ TEORETICKÁ – VÍTĚZNÉ PRÁCE
VLIV METABOLITŮ GLYKOLÝZY NA MITOCHONDRIÁLNÍ
ENERGETIKU
Autor: Jan Škrha jr., 5. roč., Juraj Gáll, Eva Sedláčková, Richard Buchal, Jan Pláteník
Školitel: MUDr. Jan Pláteník, PhD., Ústav lékařské biochemie 1. LF UK
Úvod: Významnou úlohu v patogenezi dlouhodobých komplikací diabetes mellitus hraje mitochondriální
produkce kyslíkových radikálů v důsledku zvýšené oxidace glukózy. V této práci se zabýváme
efektem metabolitů glykolýzy na energetiku a otvírání megakanálu ve vnitřní mitochondriální
membráně (MPT, mitochondrial permeability transition).
Metodika: Mitochondrie byly izolovány z potkaních jater klasickým postupem subcelulární frakcionace. Změny potenciálu
vnitřní mitochondriální membrány byly měřeny pomocí fluorescenční sondy JC-1, paralelně bylo detekováno bobtnání mitochondrií
(MPT) jako pokles rozptylu světla při 504 nm. Mitochondrie byly energizovány sukcinátem s přídavkem rotenonu (inhibitor
komplexu I), příp. malátem + pyruvátem. Následně byl studován efekt dvou koncentrací (5 mmol/l a 30 mmol/l) glukózy,
glukóza-6-fosfátu (nebo glukózy + ATP + Mg), fruktóza-6-fosfátu a glukóza-1-fosfátu. K indukci MPT bylo použito CaCl 2 . Mitochondrie
byly také preinkubovány 5 hodin s glukózou (5 mmol/l a 30 mmol/l) a poté zpracovány stejným způsobem. K ověření
vlivu Glut1 transportéru v mitochondriální membráně na sledované proměnné byl použit Cytochalasin B (inhibitor Glut1).
Výsledky: Mitochondrie energizované oběma substráty udržovaly stabilní membránový potenciál po celou dobu měření.
Glukóza, glukóza-6-fosfát a fruktóza-6-fosfát neměly žádný vliv na kalciem indukované MPT, glukóza-1-fosfát možná působí
jako slabý inhibitor MPT. Metabolity glukózy byly použity jako draselné soli. Sodná sůl glukóza-6-fosfátu působila dramatické
bobtnání a depolarizaci. Preinkubace mitochondrií s glukózou také nevedla ke změnám energetiky ani indukce MPT. Kombinace
glukózy s ATP a Mg, které umožňuje tvorbu glukóza-6-fosfátu v reakční směsi, ani inhibice Glut1 cytochalasinem B nezpůsobily
odchylky membránového potenciálu ani bobtnání.
Závěr: Získané výsledky nesvědčí pro přímý vliv glukózy a fosforylovaných hexóz z glykolýzy na bazální bioenergetiku nebo
kalciem indukované otvírání megakanálu v izolovaných jaterních mitochondriích. Dramatický efekt sodných iontů je zřejmě
způsoben aktivací Na/Ca výměnného systému. V dalších pokusech chceme spektrum testovaných metabolitů glykolýzy rozšířit
o krátké aldehydy (glyceraldehyd-3-fosfát a metylglyoxal).
Jan Škrha přebírá cenu za 1. místo v sekci pregraduální teoretické.
63