Дисертації
Постійне посилання зібрання
Переглянути
Перегляд Дисертації за Ключові слова "616.15-056.5"
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Результатів на сторінці
Налаштування сортування
Документ Роль NAD+ -залежної деацетилази SIRT1 в М1/М2 поляризації моноцитів/макрофагів у осіб із різною масою тіла(Полтавський державний медичний університет, 2021-12-28) Колінько, Людмила МихайлівнаКолінько Л.М. Роль NAD+ -залежної деацетилази SIRT1 в М1/М2 поляризації моноцитів/макрофагів у осіб із різною масою тіла. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціалізацією 03.00.13 «Фізіологія людини і тварин» (091 Біологія). - Полтавський державний медичний університет МОЗ України, Полтава, 2021. У дисертації наведено теоретичне узагальнення і розв’язання актуального наукового завдання, яке полягає у визначенні регуляторної ролі NAD+ -залежної деацетилази SIRT1 в М1/М2 поляризації моноцитів/макрофагів за фізіологічних умов та за умов підвищеного надходження поживних речовин у осіб з підвищеною масою тіла та ожирінням І ступеня. Макрофаги є центральними медіаторами індукованого ожирінням запалення у жировій тканині. Залежно від мікросередовища, макрофаги можуть набувати як класично активований фенотип M1, так і альтернативно активований M2. Аналіз новітніх даних свідчить про існування більш складного сценарію, коли спектр станів макрофагів перевищує поляризацію тільки за M1/M2 фенотипами, зокрема, при ожирінні та цукровому діабеті 2 типу, що потребує подальших досліджень. Підвищена маса тіла та ожиріння є наслідком енергетичного дисбалансу між калоріями, які споживає та витрачає людина. Серед факторів, які здатні впливати на енергетичний дисбаланс виділяють представників родини сіртуїнів SIRT1-7. Зокрема, SIRT1, впливаючи на поляризацію макрофагів, може здійснювати контроль за пригніченням субпопуляції М1, стимулюючи активацію М2 макрофагів та впливати на регуляцію запалення жирової тканини у відповідь на індуктори - жирні кислоти, гіпоксію, стрес ендоплазматичного ретикулуму. Саме тому постало питання, яким чином зміна активності NAD+ -залежної деацетилази SIRT1 опосередковує зміну напрямку поляризації моноцитів/макрофагів в бік про- або протизапального фенотипу за умов нормального та підвищеного надходження нутрієнтів. У дослідженні взяли участь 96 осіб віком від 18 до 25 років. Відповідно до дизайну на першому етапі були використані антропометричні, функціональні дослідження, методи опитування. На другому етапі в дослідах in vitro проведено виділення та культивування моноцитів периферичної крові. Стимуляцію моноцитів проводили ліпополісахаридом E. coli (LPS) і γ-інтерфероном (γIFN) для індукції поляризації за фенотипом М1 та інтерлейкіном-4 (IL-4) для індукції поляризації за фенотипом М2. Визначення експресії генів sirt1, stat1, stat6 проводили на 3 та 7 добу інкубації клітин методом полімеразної ланцюгової реакції в режимі «реального часу», концентрацію IL-6, IL-10 у супернатанті клітин, високочутливого Среактивного білка (вчСРБ) та трансформуючого фактору росту β1 (TGFβ1) у сироватці крові методом твердофазного імуноферментного аналізу. Антропометричні дослідження на першому етапі показали достовірно вищі показники маси тіла, індекса маси тіла (ІМТ), окружності талії (ОТ), окружності стегон (ОС) у осіб обох статей з підвищеною масою тіла та ожирінням I ступеня, ніж у осіб контрольної групи (р<0,05). Співвідношення окружності талії до окружності стегон (ОТ/ОС) було на 10,13% вищим у чоловіків з ожирінням I ступеня в порівнянні з особами контрольної групи (р0,05). У осіб чоловічої статі з підвищеною масою тіла відсоток жирової маси тіла (%ЖМТ) на 76,85%, із ожирінням I ступеня на 112,77% достовірно більше, ніж у групі контролю. У жінок із підвищеною масою тіла даний показник на 56,35%, з ожирінням I ступеня на 74,57% більше, ніж у групі контролю (р0,05). За даними опитувальника оцінки якості життя Medical Outcomes Study 36 Item Short Form Health Status (SF-36) визначено зниження якості життя з підвищенням маси тіла. Особливо значне зниження показників рольового фізичного та рольового емоційного функціонування, психічного здоров’я спостерігалось у осіб жіночої статі, рольового фізичного функціонування, життєздатності та рольового емоційного функціонування у осіб чоловічої статі (р<0,05). Отримані дані підтверджуються формуванням достовірних кореляційних зв’язків середньої сили між показниками якості життя та антропометричними показниками. Показники серцево-судинної системи: частота серцевих скорочень (ЧСС), систолічний артеріальний тиск (САТ), діастолічний артеріальний тиск (ДАТ) та середній гемодинамічний тиск (СГТ) у осіб з ожирінням І ступеня обох статей в стані спокою були достовірно вищими у порівнянні з особами контрольної групи. Після проби з навантаженням визначено достовірне підвищення рівня ЧСС, САТ та СГТ у осіб чоловічої статі та ЧСС у осіб жіночої статі із підвищеною масою тіла. У осіб з ожирінням обох статей спостерігалось підвищення показників ЧСС, САТ та СГТ, ДАТ у осіб жіночої статі та пульсовий тиск (ПТ) у осіб чоловічої статі (р0,05). Індекс Робінсона був достовірно вищим у осіб чоловічої статі з підвищеною масою тіла на 13,88%, у осіб з ожирінням I ступеня на 19,17%, жіночої статі з ожирінням вищим на 16,90% у порівнянні з особами контрольної групи, що свідчить про недостатність функціональних можливостей серцево-судинної системи. Визначено, що у осіб з підвищеною масою тіла та ожирінням I ступеня фактичне споживання енергії перевищувало добові потреби відповідно до рівня основного обміну та коефіцієнта фізичної активності. У осіб чоловічої статі з підвищеною масою енергетична цінність харчового раціону у робочий день на 16,02%, у вихідний день на 26,47%, у осіб з ожирінням у робочий день на 20,09%, у вихідний на 33,92% достовірно перевищувала показник рекомендованого добового споживання енергії. У жінок з підвищеною масою тіла енергетична цінність харчового раціону у вихідний день достовірно перевищувала показник добового споживання енергії на 24,46%, у осіб з ожирінням I ступеня у робочий день на 10,48%, у вихідний на 37,28%. За опитувальниками Dutch Eating Behavior Questionnaire (DEBQ) та Three factor eating questionnaire-R18 (TFEQ-R18) порушення харчової поведінки спостерігалось у осіб обох статей усіх груп. За DEBQ показник обмежувального типу переважав у осіб чоловічої та жіночої статі з ожирінням I ступеня. Показник емоціогенного типу у осіб з ожирінням I ступеня чоловічої статі був на 26,03% меншим від даних контрольної групи. Зміни харчової поведінки подібного спрямування отримані за опитувальником TFEQ-R18. На другому етапі проведено дослідження експресії SIRT1, транскрипційних факторів перетворювачів сигналів та активаторів транскрипції 1 та 6 (STAT1, STAT6) в моноцитах/макрофагах периферичної крові досліджуваних осіб. Рівень експресії гена sirt1 у клітинах, стимульованих IL-4 був вищим у осіб усіх досліджуваних груп. Максимальне значення рівня експресії гена sirt1 визначені у осіб з ожирінням І ступеня у клітинах, стимульованих IL-4 1,084 (0,574 - 5,650) 2 -ΔСt та 0,877 (0,819 - 1,650) 2 -ΔСt відповідно при інкубації 3 та 7 діб. Продемонстровано формування позитивних кореляційних зв’язків рівня експресії гена sirt1 при інкубації 3 та 7 діб у осіб з нормальною масою тіла у клітинах, стимульованих IL-4, у осіб з підвищеною масою та ожирінням І ступеня у клітинах, стимульованих LPS і γIFN та IL-4. Рівень експресії гена stat6 був максимально виражений у клітинах осіб з нормальною масою при стимуляції LPS та γIFN, у осіб з підвищеною масою та ожирінням – при стимуляції IL-4. При порівнянні між групами достовірно вищий рівень експресії stat6 визначений у осіб з ожирінням у нестимульованих клітинах і в макрофагах, стимульованих за профілем М1 та М2 3 доби та М2 7 діб. Найбільший рівень зростання експресії stat6, як і sirt1 відбувався за умов стимуляції IL-4. Між експресією sirt1 та stat6 визначені позитивні високої та середньої сили зв’язки для клітин, стимульованих IL-4, що підтверджує регуляторний вплив SIRT1 та сприяння поляризації в напрямку формування М2 фенотипу моноцитами периферичної крові осіб з підвищеною масою тіла та ожирінням І ступеня, що опосередковано підсиленням експресії гена stat6. Найнижчі значення співвідношення показників stat1/stat6 визначені у клітинах осіб з ожирінням І ступеня, стимульованих LPS і γIFN та IL-4 протягом 3 діб. Величина stat1/stat6 у клітинах осіб з ожирінням, стимульованих IL-4 протягом 7 діб була достовірно нижче, ніж у осіб з нормальною масою. За нашими даними у супернатантах клітин, стимульованих LPS та γIFN осіб з ожирінням рівень IL-6 був достовірно вищим за показники осіб з нормальною масою. Кореляційним аналізом показаний негативний зв’язок секреції IL-6 та експресії SIRT1 у клітинах, стимульованих LPS та γIFN (r = -0,838, p=0,013). Виявлено достовірне збільшення продукції IL-10 клітинами, стимульованими LPS та γIFN у осіб з ожирінням I ступеня у порівнянні з групою з нормальною масою та зниження клітинами, стимульованими IL-4 у осіб з підвищеною масою у порівнянні з особами з нормальною масою тіла. Рівень вчСРБ в сироватці осіб з ожирінням I ступеня достовірно перевищував даний показник у осіб з нормальною та підвищеною масою тіла. У осіб з ожирінням рівень TGFβ1 був достовірно вищим на 82,19% у порівнянні із особами з нормальною масою тіла та на 46,36% у порівнянні з особами з підвищеною масою тіла. Кореляційний аналіз показав формування позитивного зв’язку експресії stat1 у клітинах, стимульованих LPS і γIFN та вчСРБ у сироватці (r = 0,673, p = 0,039) у осіб з підвищеною масою тіла; позитивного зв’язку експресії stat6 у клітинах, стимульованих LPS і γIFN 7 діб та TGFβ1 у сироватці (r = 0,685, p = 0,035) у осіб з ожирінням на противагу негативному зв’язку stat1 у клітинах, стимульованих LPS і γIFN 7 діб та TGFβ1 у сироватці (r = -0,640, p = 0,026) у осіб з нормальною масою тіла. Отримані результати свідчать, що в моноцитах периферичної крові осіб з підвищеною масою тіла та ожирінням І ступеня SIRT1 реалізує регуляторну роль, опосередковану сигнальним каскадом фактора транскрипції STAT6 зі спрямуванням формування поляризації у бік протизапального фенотипу. Достовірно вищий рівень експресії гена sirt1 у нестимульованих клітинах, за умов стимуляції та її приріст за термін інкубації свідчить про можливе прекондиціювання моноцитів периферичної крові, яке забезпечує протидію формуванню прозапального фенотипу до рекрутування моноцитів у жирову тканину. Даний вплив відбувається у осіб з підвищеною масою тіла та легким ожирінням, без ознак метаболічної патології за наявності незначних достовірних змін маркерів системного запалення. Визначення елементів, які беруть участь і впливають на результати сигнальної трансдукції, має важливе значення не тільки для розуміння основних принципів діяльності макрофагів, а також для розробки засобів терапії, опосередкованої моделюванням поляризаційного статуса макрофагів. Наукова новизна отриманих результатів. Вперше визначена регуляторна роль NAD+ -залежної деацетилази SIRT1 у поляризації М1/М2 моноцитів/макрофагів у осіб з нормальною, підвищеною масою тіла та ожирінням I ступеня. Вперше досліджений рівень експресії SIRT1, STAT1 та STAT6 в моноцитах/макрофагах периферичної крові на різних етапах активації в залежності від маси тіла. Вперше визначений достовірно вищий рівень експресії гена sirt1 у клітинах, стимульованих IL-4, ніж у клітинах, стимульованих LPS та γIFN осіб усіх досліджуваних груп. Вперше визначено зростання рівня експресії гена sirt1 відповідно до підвищення маси тіла. Найбільші значення експресії гена sirt1 визначені у осіб з ожирінням І ступеня у клітинах, стимульованих IL-4. Отримані новітні дані стосовно зростання рівня експресії гена sirt1 в динаміці інкубації клітин з формуванням позитивних кореляційних зв’язків рівня експресії при інкубації 3 та 7 діб у осіб з нормальною масою тіла у клітинах, стимульованих IL-4, у осіб з підвищеною масою та ожирінням І ступеня, також і у клітинах, стимульованих LPS та γIFN. Вперше показано, що рівень експресії гена stat6 максимально виражений у клітинах осіб з нормальною масою при стимуляції LPS та γIFN, у осіб з підвищеною масою та ожирінням – при стимуляції IL-4. При порівнянні між групами достовірно вищий рівень експресії stat6 визначений у осіб з ожирінням у нестимульованих клітинах і в макрофагах, стимульованих LPS і γIFN та IL-4 3 доби, та IL-4 7 діб. Вперше показаний найбільший рівень зростання експресії stat6, як і sirt1 у макрофагах, стимульованих IL-4. Між експресією sirt1 та stat6 визначені позитивні високої та середньої сили зв’язки для клітин, стимульованих IL-4. Вперше визначені достовірно нижчі значення співвідношення показників stat1/stat6 у клітинах осіб з ожирінням І ступеня, стимульованих LPS та γIFN та IL-4 протягом 3 діб та стимульованих IL-4 протягом 7 діб порівняно з особами з нормальною масою. Вперше показано, що у осіб з підвищеною масою тіла та ожирінням зміна рівня експресії SIRT1 опосередковує зміну балансу експресії ядерних факторів транскрипції STAT1 і STAT6 у моноцитах та макрофагах із формуванням протизапального М2 фенотипу. Отримані новітні дані стосовно достовірно вищої продукції IL-6 макрофагами, стимульованими LPS та γIFN осіб з ожирінням порівняно з особами з нормальною масою та формування негативного зв’язку секреції IL-6 та експресії SIRT1 у клітинах, стимульованих LPS та γIFN (r = -0,838, p = 0,013). Вперше показано достовірне збільшення рівня IL-10 у супернатантах клітин, стимульованих LPS та γIFN у осіб з ожирінням I ступеня у порівнянні з групою з нормальною масою та зниження в супернатантах клітин, стимульованих IL-4 у осіб з підвищеною масою у порівнянні з особами з нормальною масою тіла. Вперше продемонстровано формування зв’язків між експресією stat1 і stat6 у клітинах, стимульованих LPS та γIFN та рівнем вчСРБ та TGFβ1у сироватці у осіб із різною масою тіла. Доповнені дані стосовно розвитку недостатності функціональних можливостей серцево-судинної системи із збільшенням маси тіла на основі достовірного підвищення показника індексу Робінсона у осіб чоловічої статі з підвищеною масою тіла та у осіб з ожирінням I ступеня обох статей. Отримані додаткові дані стосовно зниження якості життя зі збільшенням маси тіла з особливо значним зниженням показників рольового фізичного функціонування, рольового емоційного функціонування та психічного здоров’я у осіб жіночої статі, показників рольового фізичного функціонування, життєздатності та рольового емоційного функціонування у осіб чоловічої статі. Отримали подальшого розвитку дані про наявність порушень харчової поведінки у осіб з нормальною, підвищеною масою тіла та ожирінням I ступеня обох статей та формування взаємозв’язків між показниками типів порушень харчової поведінки та антропометричними показниками у осіб з нормальною, підвищеною масою та ожирінням I ступеня обох статей. Отримані додаткові дані, які свідчать що енергетична цінність харчового раціону осіб із підвищеною масою тіла та ожирінням І ступеня обох статей достовірно перевищує енергетичну цінність раціону осіб контрольної групи та сприяє формуванню позитивного енергетичного балансу між рекомендованим добовим споживанням енергії та енергетичною цінністю харчового раціону. Практичне значення отриманих результатів. Результати роботи поглиблюють знання та обґрунтовують розуміння регуляторної ролі NAD+ -залежної деацетилази SIRT1 у поляризації М1/М2 моноцитів/макрофагів у осіб з нормальною, підвищеною масою тіла та ожирінням I ступеня. Отримані новітні дані стосовно залежності рівня експресії SIRT1, STAT1 та STAT6 в моноцитах/макрофагах периферичної крові, які знаходяться на різних етапах активації від маси тіла доповнюють знання стосовно механізмів поляризації та розвитку низькоінтенсивного системного запалення при підвищенні маси тіла та ожирінні. Визначення даних показників є можливим раннім діагностичним критерієм виявлення процесів прекондиціювання моноцитів з формуванням про- або протизапального фенотипу. Визначення рівня експресії NAD+ -залежної деацетилази SIRT1 дозволить визначити групи ризику розвитку підвищеної маси тіла та ожиріння у молодих осіб та прогнозувати схильність до формування підвищеної маси тіла та ожиріння, та може бути основою розробки засобів терапії, опосередкованої моделюванням поляризаційного статусу макрофагів.