Oddělení se zabývá výzkumem fyziologických regulací metabolismu a jejich poruch při obezitě a doprovodných onemocněních (tj. Metabolický syndrom). S cílem napomoci léčbě těchto onemocnění zkoumáme vliv farmak, diety a přírodních látek, zejména n-3 polynenasycených mastných kyselin z mořských zdrojů (Omega-3). Naše výsledky prokazují význam metabolismu tukové tkáně pro akumulaci tuku v těle a odhalují nové možnosti v prevenci a léčbě metabolických poruch vázaných na obezitu pomocí modulace metabolismu tukové tkáně. Kombinací pokusů na myších a buněčných modelech s klinickými studiemi zkoumáme mechanismy regulace metabolismu ve zdraví a nemoci a snažíme se aplikovat nové poznatky v medicíně. Zkoumáme možné využití omega-3 pro posílení účinku farmak a dalších látek při léčbě vybraných onemocnění, přičemž spolupracujeme s výrobci testovaných látek v ČR a Norsku. Výzkumné projekty oddělení reflektují stávající grantovou podporu a existenci výzkumných podskupin (Research units) ustavených v průběhu roku 2015. „Energy metabolism unit“ (PI: J. Kopecký) zkoumá význam „jalového“ cyklu, který zahrnuje hydrolýzu triglyceridů a re-esterifikaci mastných kyselin v adipocytech bílé tukové tkáně, pro rezistenci k obezitě a doprovodným metabolickým poruchám, zejména v kontextu kalorické restrikce, působení omega-3 nebo chladu. Je charakterizován vliv výše uvedených manipulací na tvorbu lipidových mediátorů, mitochondriální metabolismus a proliferaci buněk v tukové tkáni. Skupina „Metabolomics unit“ (PI: O. Kuda) se zaměřuje na analýzu lipidových mediatorů (eikosanoidů) v tukové tkáni pomocí metody UPLC-MS/MS, především na identifikaci zdroje produkce jednotlivých mediátorů a jejich vliv na metabolismus a zánětlivé vlastnosti buněk tukové tkáně (adipocyty vs. makrofágy). Dále jsou rozvíjeny nové metabolomické metody. Skupina „Glucose homeostasis unit“ (PI: M. Rossmeisl) analyzuje inzulín-senzitizující účinky omega-3 v závislosti na lipidové formě jejich podání do organismu (tj. triacylglyceroly vs. fosfolipidy) pomocí metody hyperinzulinemického-euglykemického zámku, a dále zapojení endokanabinoidního systému do těchto účinků. Jsou zkoumány účinky omega-3 na střevní tkáň a jejich zapojení v diferenciálních účincích různých lipidových forem omega-3 na celotělový metabolismus. Klinický potenciál z hlediska benefičních účinků omega-3 na metabolismus bude testován také s pomocí transgenních myší s expresí lidské verze transkripčního faktoru PPARalfa. Všechny výše zmíněné výzkumné podskupiny úzce spolupracují a jsou zapojeny do translačního výzkumu prováděného ve spolupráci s klinickými pracovišti a firemním sektorem.
Oddělení je rozděleno do tří výzkumných skupin s komplementárním zaměřením, které úzce spolupracují a jsou zapojeny do translačního výzkumu spolu s klinickými pracovišti nebo firemním sektorem.
Aktuální projekty
Bílá tuková tkáň (WAT) je komplexní endokrinní orgán a subklinický zánět této tkáně během obezity přispívá s rozvoji metabolických onemocnění. Omega-3 vícenenasycené mastné kyseliny (PUFA) hrají důležitou roli v rezoluci zánětu a vykazují benefiční vlivy na metabolismus. V roce 2014 byla objevena nová třída lipidových mediátorů pocházejících z WAT – větvené estery oxidovaných mastných kyselin (FAHFA) odvozené od palmitové a stearové kyseliny, které mají protizánětlivé a antidiabetické vlastnosti [link]. Dle naší hypotézy existují u myší i lidí nové FAHFA s protizánětlivými účinky odvozené od omega-3 PUFA , které mohou pozitivně ovlivnit metabolismus WAT při obezitě, obzvláště subklinický zánět. Díky experimentům na buněčných kulturách, myších a lidech budeme zkoumat struktury, efekty na zánět WAT, glukozovou toleranci WAT a molekulární mechanismu signalizace těchto nových lipidů. Naše výsledky přispějí k poznání mechanismů propojujících zánět, metabolismus a typ lipidů ve výživě.
Více
Polynenasycené mastné kyseliny řady n-3 (omega-3), především EPA a DHA z mořských zdrojů, mohou bránit rozvoji obezity a mají hypolipidemické účinky. Zatímco mechanismy účinku omega-3 na metabolismus lipidů v játrech jsou relativně dobře popsány, modulace metabolismu ve střevní tkáni působením omega-3 není zcela objasněna. Dřívější studie navíc ukázaly, že metabolické účinky jsou výraznější, pokud jsou omega-3 podávány ve formě fosfolipidů (Rossmeisl et al., PlosOne 2012). Hlavním cílem projektu je odhalit podstatu rozdílných metabolických účinků omega-3 v závislosti na lipidové formě jejich podání do organismu (triacylglyceroly, fosfolipidy nebo estery vosků), a to především s ohledem na zapojení střevní tkáně do těchto účinků.
Více
Dostatečná plasticita bílé tukové tkáně je nezbytná pro optimální nastavení metabolických procesů v reakci na měnící se podmínky vnějšího prostředí. Metabolická plasticita tkáně souvisí s její buněčnou plasticitou, tzn. změnami ve velikosti a počtu buněk ve tkáni. Ověříme hypotézu, že plasticita tukové tkáně, zejména proliferační potenciál tukových buněk, je důležitým faktorem omezujícím toxické působení mastných kyselin uvolňovaných během spalování tukových zásob. Snížená schopnost organizmu aktivovat tyto procesy by mohla mít negativní vliv z hlediska náchylnosti k obezitě a dalším metabolickým onemocněním.
Více
V komplexní strategii léčby onemocnění souvisejích s obezitou mají nesporný význam i minoritní součásti diety s prokázanými biologickými účinky, o jejichž podstatě však víme relativně málo. Cílem projektu je identifikovat nové mechanizmy benefičního působení omega-3 u pacientů s diabetes mellitus 2. typu (DM), jediné dietní složky s jasně prokázaným přiznivým účinkem na dyslipidémii a kardiovaskulární mortalitu a morbiditu diabetiků.
Více
Metabolické komplikace obezity jsou spojeny s poruchou regulace endokanabinoidního (EC) systému. V pokusech na myších krmených obezogenní vysokotukovou dietou jsme prokázali silnější metabolické účinky omega-3 mastných kyselin s dlouhým řetězcem ve formě fosfolipidů (omega-3 PL) ve srovnání s triacylglyceroly (Rossmeisl et al. 2012. PloS One). Tyto účinky byly spojeny s výraznou modulací hladin hlavních EC molekul v tukové tkáni (TK).
Více
Zobrazit více
Úspěchy
Oddělení je partnerem ve dvou projektech podporovaných z prostředků 7. rámcového programu EU – BIOCLAMS (2010–2015) a DIABAT (2011–2015).
Více
Více
MUDr. Jan Kopecký, DrSc. odměněn Cenou ministra školství mládeže a tělovýchovy za soubor prací o účincích omega-3 mastných kyselin publikovaných během posledních 5 let.
Více
Soubor našich prací na téma nových možnosti pro využití lipidů z mořských ryb v prevenci a léčbě obezity a doprovodných onemocnění byl zařazen mezi nejvýznamnější výsledky AV ČR za rok 2009. V roce 2011 se pak na tentýž prestižní seznam dostal náš článek věnující se příznivým účinkům kombinovaného působení omega-3 a mírné kalorické restrikce.
Více
Mezi publikacemi Fyziologického ústavu za posledních 10 let s největším počtem citací jsou i tři práce našeho oddělení.
Více
Zobrazit více
Publikace
Slámová, Kristýna - Papoušek, František - Janovská, Petra - Kopecký, Jan - Kolář, František
.
Adverse Effects of AMP-Activated Protein Kinase alpha 2-Subunit Deletion and High-Fat Diet on Heart Function and Ischemic Tolerance in Aged Female Mice
.
Physiological Research. 2016, roč. 65, 1, p. 33-42
.
IF = 1.643
[ASEP]
Rohm, M. - Schäfer, M. - Laurent, V. - Üstünel, B. E. - Niopek, K. - Algire, C. - Hautzinger, O. - Sijmonsma, T. P. - Zota, A. - Medrikova, D. - Pellegata, N. S. - Ryden, M. - Kulyte, A. - Dahlman, I. - Arner, P. - Petrovic, N. - Cannon, B. - Amri, E. Z. - Kemp, B. E. - Steinberg, G. R. - Janovská, Petra - Kopecký, Jan - Wolfrun, Ch. - Blüher, M. - Diaz, M. B. - Herzig, S.
An AMP-activated protein kinase–stabilizing peptide ameliorates adipose tissue wasting in cancer cachexia in mice
.
Nature Medicine. 2016, roč. 22, 10, p. 1120-1130
.
IF = 30.357
[ASEP]
[
doi
]
Pavlišová, Jana - Bardová, Kristina - Staňková, B. - Tvrzická, E. - Kopecký, Jan - Rossmeisl, Martin
.
Corn oil versus lard: Metabolic effects of omega-3 fatty acids in mice fed obesogenic diets with different fatty acid composition
.
Biochimie. 2016, roč. 124, May, p. 150-162
.
IF = 3.017
[ASEP]
[
doi
]
Liisberg, U. - Fauske, K. R. - Kuda, Ondřej - Fjare, E. - Myrmel, L. S. - Norberg, N. - Froyland, L. - Graff, I. E. - Liaset, B. - Kristiansen, K. - Kopecký, Jan - Madsen, L.
Intake of a Western diet containing cod instead of pork alters fatty acid composition in tissue phospholipids and attenuates obesity and hepatic lipid accumulation in mice
.
Journal of Nutritional Biochemistry. 2016, roč. 33, Jul, p. 119-127
.
IF = 4.668
[ASEP]
[
doi
]
Kuda, Ondřej - Rombaldová, Martina - Janovská, Petra - Flachs, Pavel - Kopecký, Jan
.
Cell type-specific modulation of lipid mediator's formation in murine adipose tissue by omega-3 fatty acids
.
Biochemical and Biophysical Research Communications. 2016, roč. 469, 3, p. 731-736
.
IF = 2.371
[ASEP]
[
doi
]
Kuda, Ondřej - Březinová, Marie - Rombaldová, Martina - Slavíková, Barbora - Pošta, Martin - Beier, Petr - Janovská, Petra - Veleba, J. - Kopecký Jr., J. - Kudová, Eva - Pelikánová, T. - Kopecký, Jan
.
Docosahexaenoic Acid–Derived Fatty Acid Esters of Hydroxy Fatty Acids (FAHFAs) With Anti-inflammatory Properties
.
Diabetes. 2016, roč. 65, 9, p. 2580-2590
.
IF = 8.784
[ASEP]
[
doi
]
Hu, XQ. - Cifarelli, V. - Sun, SS. - Kuda, Ondřej - Abumrad, N. A. - Su, X.
Major role of adipocyte prostaglandin E2 in lipolysis-induced macrophage recruitment
.
Journal of Lipid Research. 2016, roč. 57, 4, p. 663-673
.
IF = 4.368
[ASEP]
[
doi
]
Horáková, Olga - Hansíková, Jana - Bardová, Kristina - Gardlo, Alžběta - Rombaldová, Martina - Kuda, Ondřej - Rossmeisl, Martin - Kopecký, Jan
.
\\nPlasma Acylcarnitines and Amino Acid Levels As an Early Complex Biomarker of Propensity to High-Fat Diet-Induced Obesity in Mice
.
PLoS ONE. 2016, roč. 11, 5, e0155776
.
IF = 3.057
[ASEP]
[
doi
]
Bardová, Kristina - Horáková, Olga - Janovská, Petra - Hansíková, Jana - Kůs, Vladimír - van Schothorst, E. M. - Hoevenaars, F.P.M. - Uil, M. - Hensler, Michal - Keijer, J. - Kopecký, Jan
.
Early differences in metabolic flexibility between obesity-resistant and obesity-prone mice
.
Biochimie. 2016, roč. 124, May, p. 163-170
.
IF = 3.017
[ASEP]
[
doi
]
Duivenvoorde, L. P. M. - van Schothorst, E. M. - Swarts, H. M. - Kuda, Ondřej - Steenbergh, E. - Termeulen, S. - Kopecký, Jan - Keijer, J.
A Difference in Fatty Acid Composition of Isocaloric High-Fat Diets Alters Metabolic Flexibility in Male C57BL/6JOlaHsd Mice
.
PLoS ONE. 2015, Vol. 10, 6, e0128515
.
IF = 3.057
[ASEP]
[
doi
]
Zobrazit více