Podrobno

Meritve laktata v nevronih in astrocitih v možganih vinske mušice po draženju z agonisti z G-proteini sklopljenih receptorjev
ID Sintič, Petra (Avtor), ID Vardjan, Nina (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (2,87 MB)
MD5: D0D77DEF0D4E938008284AFDA6646C87

Izvleček
Energijske potrebe možganov se med povišano nevronsko aktivnostjo znatno povišajo. Poleg D-glukoze postane pomemben energijski substrat za možgane tudi L-laktat. Astrociti so celice glije, ki podpirajo nevrone z energijskimi substrati, vključno z L-laktatom. V astrocitih nastaja L-laktat iz D-glukoze v procesu aerobne glikolize, ki poteka kljub zadostni razpoložljivosti kisika. L-laktat se nato preko specifičnih prenašalcev prenese iz astrocitov v nevrone, kjer se oksidativno presnovi, pri čemer nastaja energija. Presnova možganov se lahko uravnava preko aktivacije z G-proteini sklopljenih receptorjev (GPCR) na možganskih celicah. Noradrenalin je nevromodulator, ki se veže na adrenergične GPCR in igra ključno vlogo pri uravnavanju možganske presnove. Aktivacija adrenergičnih receptorjev v astrocitih sproži znotrajcelične signalne poti in presnovne odzive, kot sta pospešitev aerobne glikolize ter nastanek in sproščanje L-laktata. L-laktat lahko nato vstopi v nevrone, kjer se porabi kot vir energije, ali deluje zunajcelično kot signalna molekula, ki preko interakcije za laktat občutljivih GPCR v astrocitih (morda tudi v nevronih) pospeši aerobno glikolizo. Ali aktivacija drugih tipov GPCR lahko prav tako sproži aerobno glikolizo v astrocitih, ni znano. Prav tako je neznano, ali se lahko tudi v nevronih sproži aerobna glikoliza preko GPCR-signalizacije. Da bi proučili, ali aktivacija GPCR lahko vpliva na aerobno glikolizo v nevronih in/ali astrocitih v kontekstu celotnih možganov, smo kot modelni organizem uporabili vinsko mušico (Drosophila melanogaster). Vinska mušica je dragocen živalski model za raziskovanje možganske presnove, saj so osnovni mehanizmi delovanja živčnega sistema med vinsko mušico in sesalci evolucijsko ohranjeni. V možganih vinske mušice smo v nevronih in astrocitih selektivno izrazili genetsko kodirajoč laktatni FRET-senzor Laconic in nato spremljali znotrajcelično dinamiko L-laktata v optičnih režnjih, v realnem času, z uporabo konfokalne mikroskopije po dodatku različnih agonistov GPCR, vključno z oktopaminom (homolog noradrenalina v sesalcih), dopaminom, acetilholinom in Smart 009. Da bi ocenili, ali L-laktat lahko vstopa v možganske celice, smo izpostavili možgane vinske mušice povišani zunajcelični koncentraciji L-laktata. Draženje možganov vinske mušice z agonisti GPCR, oktopaminom, dopaminom in acetilholinom je povzročilo statistično značilno povišanje citosolne ravni L-laktata v nevronih, kar nakazuje na pospešeno aerobno glikolizo. Smart 009 ni povzročil statistično značilnih sprememb v ravni L-laktata v nevronih. V astrocitih je statistično značilen porast v znotrajceličnem L-laktatu sprožil le oktopamin. Tako nevroni kot astrociti so učinkovito sprejemali zunajcelični L-laktat, pri čemer so bili astrociti učinkovitejši. Sklepamo, da so v optičnih režnjih možganov vinske mušice primarno mesto GPCR-posredovane aerobne glikolize nevroni in ne astrociti.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:nevroni, astrociti, laktat, osrednji živčni sistem, vinska mušica
Vrsta gradiva:Magistrsko delo/naloga
Tipologija:2.09 - Magistrsko delo
Organizacija:FKKT - Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo
Leto izida:2025
PID:20.500.12556/RUL-176926 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:265046019 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:15.12.2025
Število ogledov:89
Število prenosov:16
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Lactate measurements in neurons and astrocytes in the fruit fly brain after stimulation with G protein-coupled receptor agonists
Izvleček:
During periods of increased neuronal activity, the brain's energy demand rises substantially. In addition to D-glucose, L-lactate is an important energy substrate for the brain. Astrocytes, a type of glial cell, support neurons with energy substrates, including L-lactate. In astrocytes, L-lactate is produced from D-glucose through aerobic glycolysis, a process that occurs despite sufficient oxygen availability. The resulting L-lactate is then transported from astrocytes to neurons via specific transporters, where L-lactate is further metabolized through oxidative phosphorylation for energy production. Brain metabolism can be regulated through activation of G protein-coupled receptors (GPCRs) on brain cells. Noradrenaline, a neuromodulator that binds to adrenergic receptors, which are GPCRs, plays an important role in regulating brain metabolism. Activation of adrenergic receptors in astrocytes triggers intracellular signalling pathways and metabolic responses such as facilitation of aerobic glycolysis, production and release of L-lactate. L-lactate can then enter neurons for energy production or acts extracellularly as a signalling molecule, enhancing aerobic glycolysis through its interaction with lactate sensitive GPCRs in astrocytes and perhaps also neurons. It is not yet clear whether activation of other GPCR types can also lead to aerobic glycolysis in astrocytes. Moreover, it remains unknown whether aerobic glycolysis can also be triggered in neurons through GPCR signaling. To study how GPCR activation affects neuronal and astrocytic aerobic glycolysis in the context of the whole brain, we used the fruit fly Drosophila melanogaster as a model organism. The fruit fly is a valuable model for investigating brain metabolism, as the fundamental mechanisms of nervous system function are evolutionarily conserved between fruit flies and mammals. We selectively expressed the genetically encoded FRET-based lactate sensor Laconic in fruit fly neurons and astrocytes. Intracellular L-lactate dynamics were then monitored in the optic lobes of fruit fly brain using real-time confocal microscopy upon application of different GPCR agonists, including octopamine (homologue of mammalian noradrenaline), dopamine, acetylcholine, and Smart 009. By exposing brains to elevated extracellular L-lactate levels we also assessed whether L-lactate can enter brain cells. Stimulation of fruit fly brains with GPCR agonists octopamine, dopamine, and acetylcholine led to a statistically significant increase in cytosolic L-lactate levels in neurons, indicating facilitation of aerobic glycolysis. Smart 009 did not induce significant changes in L-lactate levels in neurons. In astrocytes only octopamine triggered a significant increase in cytosolic L-lactate. Both neurons and astrocytes effectively took up extracellular L-lactate, with astrocytes being more effective. We conclude that in the optic lobes of the fruit fly brain, neurons, rather than astrocytes, are the primary site of GPCR-mediated aerobic glycolysis.

Ključne besede:neurons, astrocytes, lactate, central nervous system, fruit fly

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj