Development and optimization of an in vitro blood lactate determination method to assess the regulation of bioenergetic pathways in cells.

Praca przedstawia problem patomechanizmów neuropsychiatrycznych z udziałem zmienionego metabolizmu bioenergetycznego, w którym pośredniczą mleczany, ze szczególnym uwzględnieniem cyklu kwasów trójkarboksylowych, jego udziału, rozwoju i tworzenia występujących w komórkach organizmu adaptacji do stresu, biologicznych reakcjach na stres i złożonych psychopatologiach związanych ze stresem. Komórki naszego ciała, w tym neurony wykorzystują glukozę, aminokwasy i różne metabolity pośrednie jako podstawowe źródło energii. W warunkach tlenowych glukoza jest całkowicie spalana przez tkanki na drodze cyklu kwasu trójkarboksylowego (cykl TCA) do dwutlenku węgla. Alternatywnie, glukoza może być katabolizowana beztlenowo poprzez glikolizę do mleczanu, który stanowi potencjalny składnik odżywczy dla tkanek i zmienionych chorobowo neuronów. Zmieniony metabolizm energetyczny mózgu w schizofrenii może być przyczyną gromadzenia się mleczanu i obniżonego pH nie tylko w mózgu, ale także na obwodzie.Praca badawcza polegała na określeniu stężenia mleczanów we krwi chorych na schizofrenię w trakcie dekompensacji psychotycznej (zaostrzenia objawów psychotycznych), w dwóch punktach czasowych – po przyjęciu na oddział (F20 n=1) oraz po 12 tygodniach leczenia, w trakcie remisji objawów (F20 n=2), w porównaniu z grupą osób zdrowych. Oznaczenie stężenia mleczanów przeprowadzono metodą kinetyczną z wykorzystaniem spektrofotometrii. Wyniki: Stężenie mleczanów różniło się istotnie statystycznie w grupie F20 n=1 w porównaniu do grupy kontrolnej, jednak obserwowane różnice nie pojawiły się w grupie F20 n=2.Wnioski: Zmieniony metabolizm energetyczny związany ze zmianą stężenia mleczanów we krwi osób chorych na schizofrenię może służyć jako skuteczny cel w ocenie progresji i skuteczności leczenia tej choroby.

The paper presents the problem of neuropsychiatric pathomechanisms involving altered bioenergetic metabolism mediated by lactate, with particular emphasis on the tricarboxylic acid cycle, its participation, development and formation of adaptations to stress occurring in the body's cells, biological stress responses and complex stress-related psychopathologies. Our body's cells, including neurons, use glucose, amino acids and various intermediate metabolites as their primary source of energy. Under aerobic conditions, glucose is completely burned by tissues via the tricarboxylic acid cycle (TCA cycle) to carbon dioxide. Alternatively, glucose can be catabolized anaerobically via glycolysis to lactate, which is a potential nutrient for tissues and diseased neurons. The altered energy metabolism of the brain in schizophrenia can cause lactate accumulation and lowered pH not only in the brain but also in the periphery.The research work consisted in determining the concentration of lactate in the blood of patients with schizophrenia during psychotic decompensation, at two time points - after admission to the ward (F20 n = 1) and after 12 weeks of treatment (F20 n = 2), compared to the group of healthy people. Determination of lactate concentration was performed by the kinetic method with the use of spectrophotometry.Results: Lactate concentration differed significantly in the F20 n = 1 group compared to the control group, but the observed differences did not appear in the F20 n = 2 group.Conclusions: The altered energy metabolism associated with the change in blood lactate concentration in patients with schizophrenia may serve as an effective target in assessing the progression and effectiveness of the treatment of this disease.