dc.contributor.advisor |
Lewandowski, Marian [SAP11009721] |
pl |
dc.contributor.author |
Klich, Jasmin |
pl |
dc.date.accessioned |
2020-10-20T19:54:00Z |
|
dc.date.available |
2020-10-20T19:54:00Z |
|
dc.date.submitted |
2020-09-25 |
pl |
dc.identifier.uri |
https://ruj.uj.edu.pl/xmlui/handle/item/249460 |
|
dc.language |
eng |
pl |
dc.title |
Impact of the high-fat diet upon circadian activity of selected physiological parameters of the rat dorsal motor nucleus of the vagus |
pl |
dc.title.alternative |
Wpływ diety wysokotłuszczowej na okołodobową aktywność wybranych parametrów fizjologicznych grzbietowo-ruchowego jądra nerwu błędnego szczura |
pl |
dc.type |
master |
pl |
dc.abstract.pl |
W fizjologicznych warunkach, organizmy wykazują obecność silnych rytmów okołodobowych; cyklicznych zmian o okresie około 24 godzin, u podłoża których leżą rytmiczne procesy molekularne. Zegary okołodobowe wyewoluowały w odpowiedzi na przewidywalne wahania środowiska, a ich działanie może być obserwowane w większości funkcji homeostatycznych, takich jak cykl sen-czuwanie, aktywność lokomotoryczna, pobieranie pokarmu czy synteza hormonów. Dzięki wewnętrznemu odmierzaniu czasu, organizmy są w stanie nie tylko odpowiadać na wyzwania otoczenia, ale również wcześniej przygotowywać się do nadchodzących zmian.Większość wahań ma swój początek w aktywności centralnych i obwodowych zegarów okołodobowych. W mózgach ssaków oprócz głównego zegara zlokalizowanego w podwzgórzowych jądrach nadskrzyżowaniowych (ang. suprachiasmatic nuclei; SCN), istnieje wiele innych oscylatorów kontrolujący różnorodne funkcje wykazujące rytmikę okołodobową. Przykładowo, znajdujący się w pniu mózgu grzbietowy kompleks nerwu błędnego (ang. dorsal vagal complex; DVC) związany z pobieraniem pokarmu i kontrolą metabolizmu, niedawno został opisany jako autonomiczny oscylator okołodobowy.Głównym bodźcem modulującym funkcjonowanie zegara okołodobowego jest światło, które wpływa na SCN poprzez wejście z siatkówki. Pozostałe oscylatory są jednak często bardziej wrażliwe na inne sygnały, takie jak wzorzec pobierania pokarmu czy jego skład. W niniejszej pracy pragnę opisać rytmiczne procesy zachodzące w jądrze pasma samotnego (ang. nucleus of the solitary tract; NTS) oraz grzbietowym ruchowym jądrze nerwu błędnego (ang. dorsal motor nucleus of the vagus; DMV), strukturach w obrębie DVC, a także wpływ diety wysokotłuszczowej (ang. high-fat diet; HFD) na powyższe procesy.Aby odpowiedzieć na zadane pytania, użyliśmy technik elektrofizjologicznych ex vivo; patch-clamp oraz macierzy wieloelektrodowych wraz z barwieniem immunohistochemicznym, wykonywanymi w cyklu 24 godzin na skrawkach pnia mózgu uzyskanych ze zwierząt karmionych dietą kontrolną lub HFD.Wyniki pokazują silne właściwości zegarowe DVC, obecne w rytmicznych właściwościach elektrofizjologicznych komórek nerwowych: ich spontanicznej aktywności elektrycznej, wejściu synaptycznym, wrażliwości na substancje metaboliczne, a także we wzorcu unerwienia przez układy peptydergiczne i ekspresji c-Fos. Pokazuję również, że dieta ma wpływ na okołodobowe funkcjonowanie struktur zaangażowanych w utrzymywanie homeostazy. Wprowadzenie HFD spowodowało upośledzenie zegarowych właściwości DVC, wyraźnie widocznych w warunkach kontrolnych. Wskazuje to na zaburzenia ujawniające się w warunkach nieprawidłowego żywienia, objawiających się w zmienionym funkcjonowaniu układu nerwowego. Zaburzenia wywołane HFD w dalszej kolejności mogą skutkować pojawieniem się otyłości oraz wielu powiązanych chorób współistniejących, istotnie obniżających standard życia. |
pl |
dc.abstract.en |
In physiological conditions organisms display robust circadian rhythms; cyclic changes of about 24h period, governed by molecular mechanisms and seen in a plethora of homeostatic functions such as the sleep-wake cycle, locomotor activity, food intake or hormone synthesis. The circadian clock evolved as an autonomous timekeeping system that aligns organisms’ functioning with environmental conditions not only to adjust to them but also anticipate repetitive changes.Most of these fluctuations have their origin in the activity of central and peripheral circadian clocks. In the mammalian brain, beside the master clock in the hypothalamic suprachiasmatic nuclei (SCN), there are many extra-SCN oscillators controlling various aspects of the circadian rhythmicity. The dorsal vagal complex (DVC) is a recently proposed brainstem oscillator related to food intake and metabolic control.The major cue modulating circadian clock functioning is the ambient lighting, entaining SCN via the retinal input. However, extra-SCN clocks frequently are more sensitive to different cues, such as food intake patterns or nutrient composition. In the present study I aimed to describe rhythmic processes in the nucleus of the solitary tract and the dorsal motor nucleus of the vagus, structures within the rat DVC and their response to challenges of high-fat diet (HFD).To address these issues, we used ex vivo electrophysiology; patch-clamp and multi-electrode array (MEA) together with immunohistochemical staining across 24h on the brainstem tissue collected from rats fed either control diet or HFD.The present study demonstrates a robust timekeeping properties of the rat DVC seen in electrophysiological properties of its neurons: their spontaneous electrical activity, synaptic input, responsiveness to metabolic cues as well as metabolic innervation patterns and c-Fos expression. I also show that diet has an impact on the circadian functioning of structures involved in homeostatic regulation. Introduction of HFD resulted in the decline of DVC timekeeping properties seen in control conditions. Presented results strengthen previous reports demonstrating that improper dietary habits can lead to anomalies, clearly observed in the nervous system functioning as an impaired neuronal rhythmicity. In consequence, these disturbances are prone to lead to obesity and many related comorbidities which impair the standard of living. |
pl |
dc.subject.pl |
grzbietowy kompleks nerwu błędnego, dieta wysokotłuszczowa, rytmy okołodobowe, grzbietowo-ruchowe jądro nerwu błędnego, jądro pasma samotnego, oreksyny, czynniki metaboliczne, c-Fos, elektrofizjologia |
pl |
dc.subject.en |
dorsal vagal complex, high-fat diet, circadian rhythms, dorsal motor nucleus of the vagus, nucleus of the solitary tract, orexins, metabolic cues, c-Fos, electrophysiology |
pl |
dc.contributor.reviewer |
Lewandowski, Marian [SAP11009721] |
pl |
dc.contributor.reviewer |
Tabarowski, Zbigniew [SAP11011896] |
pl |
dc.affiliation |
Wydział Biologii |
pl |
dc.identifier.project |
APD / O |
pl |
dc.identifier.apd |
diploma-143613-213026 |
pl |
dc.contributor.departmentbycode |
UJK/WBNOZ |
pl |
dc.area |
obszar nauk przyrodniczych |
pl |
dc.fieldofstudy |
neurobiologia |
pl |