Identyfikacja czynników stymulujących fototoksyczne działanie melaniny z nabłonka upigmentowanego siatkówki

thesis
dc.abstract.plGłówną funkcją komórek nabłonka upigmentowanego siatkówki jest utrzymanie w dobrym stanie komórek fotoreceptorowych, co umożliwia prawidłowy proces widzenia. Warunki fizykochemiczne panujące w siatkówce, a mianowicie duże stężenia tlenu i substancji światłoczułych przy jednoczesnej ekspozycji na światło, sprzyjają zaistnieniu reakcji fotouczulanych z udziałem reaktywnych form tlenu. Komórki RPE wyposażone są w szereg czynników obrony przed stresem oksydacyjnym, wśród których występuje melanina zawarta w melanosomach. Warstwa komórek RPE jest tkanką postmitotyczną, więc nie ma możliwości regeneracji poprzez wymianę komórek. Melanina w komórkach RPE syntetyzowana jest w dużych ilościach jedynie w życiu płodowym, pojawiające się z wiekiem zmiany w melaninie kumulują się. W pracy badano wpływ wieku na właściwości przeciw- i proutleniające melanosomów ludzkich. Zaobserwowano wyraźny wzrost fotoreaktywności melanosomów z wiekiem dawców, objawiający się zwiększoną konsumpcją tlenu oraz produkcją anionorodnika ponadtlenkowego, obserwowanych odpowiednio za pomocą tlenometrii EPR oraz pułapkowania spinowego. Oprócz pomiaru całych ziarnistości, badano właściwości różnych części składowych melanosomu. Detekcję reaktywnych form tlenu generowanych przez rozpuszczalną w chloroformie składową melanosomów prowadzono przy użyciu HPLC z detektorem elektrochemicznym. Chloroformowe ekstrakty z melanosomów, umieszczone w peroksydowalnych liposomach wykazywały zwiększoną generację reaktywnych form tlenu, głównie tlenu singletowego. Celem przeprowadzenia dokładniejszych badań zmian właściwości melaniny posłużono się układem modelowym : postarzanymi światłem melanosomami zwierzęcymi. Badano sam proces fotodegradacji melanosomów zwierzęcych światłem niebieskim oraz zmiany właściwości melaniny temu towarzyszące. Posługując się spektroskopią EPR obserwowano zwiększenie produkcji anionorodnika ponadtlenkowego przez naświetlane mealnosomy. Badano w jaki sposób degradacja melanosomów wpływa na zdolność hamowania reakcji Fentona. Stwierdzono znacznie mniejszą zdolność kompleksowania jonów metali przejściowych, co może mieć wpływ na ogólną homeostazę oksydoredukcyjną w komórce. Aby potwierdzić zmiany właściwości przeprowadzono doświadczenia na hodowlach komórkowych, podając komórkom ARPE-19 melanosomy natywne i degradowane. Zaobserwowano znaczący wzrost fototoksyczności melanosomów poddanych fotostarzeniu w porównaniu z melanosomami natywnymi. W doświadczeniach nad molekularnym mechanizmem zaobserwowanych zjawisk badano zmiany struktur wewnętrznych melanosomów posługując się wpływem jonów Dy(III) na szybkość relaksacji spinowo-siecowej centrów paramagnetycznych melaniny. Stosując impulsową spektroskopię EPR udało się zaobserwować zwiększony wpływ jonów na czas relaksacji dla melanosomów degradowanych, co może wskazywać na rozluźnienie struktur polimeru melaniny. Stwierdzono też zwiększony potencjał fotoredukcyjny melanosomów fotodegradowanych w nieobecności tlenu. Melanosomy degradowane znacznie szybciej redukowały znacznik spinowy pod wpływem światła. Zaobserwowano także zmiany charakterystycznego sygnału EPR melaniny, mierzonego w zaawansowanym technicznie paśmie W, pod wpływem fotodegradacji. Może to sugerować zmianę geometrii wokół centrów paramagnetycznych melaniny. Uzyskane obserwacje potwierdzają znaczący wzrost fotoreaktywności melanosomów ludzkich wraz z wiekiem. Doświadczenia na postarzanych światłem melanosomach zwierzęcych potwierdzają tą hipotezę, jak również pozwalają wyciągnąć wnioski na temat zmian właściwości melaniny. Najprawdopodobniej struktura wewnętrzna w cząsteczce melaniny ulega rozluźnieniu, co skutkuje łatwiejszym dostępem zewnętrznych reagentów do wolnorodnikowych centrów melaniny i mniejszą zdolnością do przechwytywania jonów metali przejściowych. Natywne melanosomy w zależności od warunków doświadczalnych mogą wykazywać właściwości zarówno pro- jak i antyutleniające. Wraz z postępującym procesem fotodegradacji zaczyna dominować aktywność proutleniająca przy jednoczesnym spadku wydajności procesów przeciwutleniajacych. Efekty te mogą sprzyjać występowaniu zaburzeń procesu widzenia, prowadząc do patologii siatkówki takich jak starcze zwyrodnienie plamki żółtej (AMD).pl
dc.affiliationWydział Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii : Zakład Biofizykipl
dc.contributor.advisorSarna, Tadeusz - 131801 pl
dc.contributor.authorSzewczyk, Grzegorz - 145412 pl
dc.contributor.institutionUniwersytet Jagielloński. Wydział Biochemii Biofizyki i Biotechnologii. Zakład Fotobiofizykipl
dc.contributor.reviewerBartosz, Grzegorzpl
dc.contributor.reviewerMora de Korytowo-Korytowski, Witold - 129162 pl
dc.date.accessioned2017-06-08T11:16:47Z
dc.date.available2017-06-08T11:16:47Z
dc.date.openaccess0
dc.date.submitted2010-09-24pl
dc.description.accesstimew momencie opublikowania
dc.description.physical86pl
dc.description.versionostateczna wersja autorska (postprint)
dc.identifier.callnumberDokt. 2010/148pl
dc.identifier.urihttp://ruj.uj.edu.pl/xmlui/handle/item/41445
dc.languagepolpl
dc.placeKrakówpl
dc.rightsCopyright*
dc.rights.licenceInna otwarta licencja
dc.rights.simpleviewWolny dostęp
dc.rights.urihttp://ruj.uj.edu.pl/4dspace/License/copyright/licencja_copyright.pdf*
dc.share.typeotwarte repozytorium
dc.subject.plmelanosomypl
dc.subject.plRPEpl
dc.subject.plwolne rodnikipl
dc.subject.plfototoksycznośćpl
dc.titleIdentyfikacja czynników stymulujących fototoksyczne działanie melaniny z nabłonka upigmentowanego siatkówkipl
dc.typeThesispl
dspace.entity.typePublication
dc.abstract.plpl
Główną funkcją komórek nabłonka upigmentowanego siatkówki jest utrzymanie w dobrym stanie komórek fotoreceptorowych, co umożliwia prawidłowy proces widzenia. Warunki fizykochemiczne panujące w siatkówce, a mianowicie duże stężenia tlenu i substancji światłoczułych przy jednoczesnej ekspozycji na światło, sprzyjają zaistnieniu reakcji fotouczulanych z udziałem reaktywnych form tlenu. Komórki RPE wyposażone są w szereg czynników obrony przed stresem oksydacyjnym, wśród których występuje melanina zawarta w melanosomach. Warstwa komórek RPE jest tkanką postmitotyczną, więc nie ma możliwości regeneracji poprzez wymianę komórek. Melanina w komórkach RPE syntetyzowana jest w dużych ilościach jedynie w życiu płodowym, pojawiające się z wiekiem zmiany w melaninie kumulują się. W pracy badano wpływ wieku na właściwości przeciw- i proutleniające melanosomów ludzkich. Zaobserwowano wyraźny wzrost fotoreaktywności melanosomów z wiekiem dawców, objawiający się zwiększoną konsumpcją tlenu oraz produkcją anionorodnika ponadtlenkowego, obserwowanych odpowiednio za pomocą tlenometrii EPR oraz pułapkowania spinowego. Oprócz pomiaru całych ziarnistości, badano właściwości różnych części składowych melanosomu. Detekcję reaktywnych form tlenu generowanych przez rozpuszczalną w chloroformie składową melanosomów prowadzono przy użyciu HPLC z detektorem elektrochemicznym. Chloroformowe ekstrakty z melanosomów, umieszczone w peroksydowalnych liposomach wykazywały zwiększoną generację reaktywnych form tlenu, głównie tlenu singletowego. Celem przeprowadzenia dokładniejszych badań zmian właściwości melaniny posłużono się układem modelowym : postarzanymi światłem melanosomami zwierzęcymi. Badano sam proces fotodegradacji melanosomów zwierzęcych światłem niebieskim oraz zmiany właściwości melaniny temu towarzyszące. Posługując się spektroskopią EPR obserwowano zwiększenie produkcji anionorodnika ponadtlenkowego przez naświetlane mealnosomy. Badano w jaki sposób degradacja melanosomów wpływa na zdolność hamowania reakcji Fentona. Stwierdzono znacznie mniejszą zdolność kompleksowania jonów metali przejściowych, co może mieć wpływ na ogólną homeostazę oksydoredukcyjną w komórce. Aby potwierdzić zmiany właściwości przeprowadzono doświadczenia na hodowlach komórkowych, podając komórkom ARPE-19 melanosomy natywne i degradowane. Zaobserwowano znaczący wzrost fototoksyczności melanosomów poddanych fotostarzeniu w porównaniu z melanosomami natywnymi. W doświadczeniach nad molekularnym mechanizmem zaobserwowanych zjawisk badano zmiany struktur wewnętrznych melanosomów posługując się wpływem jonów Dy(III) na szybkość relaksacji spinowo-siecowej centrów paramagnetycznych melaniny. Stosując impulsową spektroskopię EPR udało się zaobserwować zwiększony wpływ jonów na czas relaksacji dla melanosomów degradowanych, co może wskazywać na rozluźnienie struktur polimeru melaniny. Stwierdzono też zwiększony potencjał fotoredukcyjny melanosomów fotodegradowanych w nieobecności tlenu. Melanosomy degradowane znacznie szybciej redukowały znacznik spinowy pod wpływem światła. Zaobserwowano także zmiany charakterystycznego sygnału EPR melaniny, mierzonego w zaawansowanym technicznie paśmie W, pod wpływem fotodegradacji. Może to sugerować zmianę geometrii wokół centrów paramagnetycznych melaniny. Uzyskane obserwacje potwierdzają znaczący wzrost fotoreaktywności melanosomów ludzkich wraz z wiekiem. Doświadczenia na postarzanych światłem melanosomach zwierzęcych potwierdzają tą hipotezę, jak również pozwalają wyciągnąć wnioski na temat zmian właściwości melaniny. Najprawdopodobniej struktura wewnętrzna w cząsteczce melaniny ulega rozluźnieniu, co skutkuje łatwiejszym dostępem zewnętrznych reagentów do wolnorodnikowych centrów melaniny i mniejszą zdolnością do przechwytywania jonów metali przejściowych. Natywne melanosomy w zależności od warunków doświadczalnych mogą wykazywać właściwości zarówno pro- jak i antyutleniające. Wraz z postępującym procesem fotodegradacji zaczyna dominować aktywność proutleniająca przy jednoczesnym spadku wydajności procesów przeciwutleniajacych. Efekty te mogą sprzyjać występowaniu zaburzeń procesu widzenia, prowadząc do patologii siatkówki takich jak starcze zwyrodnienie plamki żółtej (AMD).
dc.affiliationpl
Wydział Biochemii, Biofizyki i Biotechnologii : Zakład Biofizyki
dc.contributor.advisorpl
Sarna, Tadeusz - 131801
dc.contributor.authorpl
Szewczyk, Grzegorz - 145412
dc.contributor.institutionpl
Uniwersytet Jagielloński. Wydział Biochemii Biofizyki i Biotechnologii. Zakład Fotobiofizyki
dc.contributor.reviewerpl
Bartosz, Grzegorz
dc.contributor.reviewerpl
Mora de Korytowo-Korytowski, Witold - 129162
dc.date.accessioned
2017-06-08T11:16:47Z
dc.date.available
2017-06-08T11:16:47Z
dc.date.openaccess
0
dc.date.submittedpl
2010-09-24
dc.description.accesstime
w momencie opublikowania
dc.description.physicalpl
86
dc.description.version
ostateczna wersja autorska (postprint)
dc.identifier.callnumberpl
Dokt. 2010/148
dc.identifier.uri
http://ruj.uj.edu.pl/xmlui/handle/item/41445
dc.languagepl
pol
dc.placepl
Kraków
dc.rights*
Copyright
dc.rights.licence
Inna otwarta licencja
dc.rights.simpleview
Wolny dostęp
dc.rights.uri*
http://ruj.uj.edu.pl/4dspace/License/copyright/licencja_copyright.pdf
dc.share.type
otwarte repozytorium
dc.subject.plpl
melanosomy
dc.subject.plpl
RPE
dc.subject.plpl
wolne rodniki
dc.subject.plpl
fototoksyczność
dc.titlepl
Identyfikacja czynników stymulujących fototoksyczne działanie melaniny z nabłonka upigmentowanego siatkówki
dc.typepl
Thesis
dspace.entity.type
Publication
Affiliations

* The migration of download and view statistics prior to the date of April 8, 2024 is in progress.

Views
10
Views per month
Views per city
Krakow
1
Mountain View
1
Szczecin
1
Tychy
1
Warsaw
1
Downloads
szewczyk_identyfikacja_czynnikow_stymulujacych_fototoksyczne_dzialanie_melaniny.pdf
111