Ostra porfiria przerywana (AIP), dziedziczna choroba wątroby, jest spowodowana defektem syntazy hydroksymetylobilanu (HMBS), enzymu wady syntazy hydroksymetylobilanu (HMBS), enzymu zaangażowanego w biosyntezę hemu. biosyntezę hemu. AIP charakteryzuje się nawracającymi, zagrażającymi życiu atakami, przynajmniej częściowo przynajmniej częściowo z powodu zwiększonej produkcji wątrobowej kwasu 5-aminolewulinowego (ALA). Zarówno enzym mitochondrialny, syntaza ALA (ALAS) 1, zaangażowany w pierwszy etap biosyntezy pierwszy etap biosyntezy hemu, który jest ściśle powiązany z mitochondrialnymi szlakami bioenergetycznymi, a także obietnica terapii wątrobowej ALAS1 siRNA u doprowadziła nas do zbadania metabolizmu energetycznego wątroby u myszy Hmbs KO leczonych fenobarbitalem. Mitochondrialny łańcuch oddechowy (RC) i łańcuch cykl kwasu trikarboksylowego (TCA) zostały zbadane w modelu myszy Hmbs(-/-). RC i cykl TCA były znacząco zmienione w porównaniu do kontroli u myszy leczonych fenobarbitalem ze zmniejszoną aktywnością kompleksów RC I (-52%, (**)p<0,01), II (-50%, (**)p<0,01) i III (-55%, (*)p<0,05) oraz zmniejszoną aktywnością α-ketoglutara. aktywność dehydrogenazy α-ketoglutaranu (-64%, (*)p<0,05), syntazy cytrynianowej (-48%, (**)p<0,01) i dehydrogenazy bursztynianowej (-53%, (*)p<0,05). Kompleks II również znacząco wpłynęło na oddychanie bursztynianowe. Większość z tych zmiany metaboliczne zostały przynajmniej częściowo przywrócone po fenobarbitalu i podaniu argininianu hemu. Wyniki te sugerują kataplerozę cyklu cyklu TCA indukowanego przez fenobarbital, spowodowanego masowym wycofaniem sukcynylo-CoA przez indukcję ALAS, tak że cykl TCA nie jest w stanie dostarczyć zredukowanych kofaktorów do RC. Ten głęboki i odwracalny wpływ AIP na mitochondrialny metabolizm energetyczny oferuje nowy wgląd w korzystny efekt leczenia hemem, glukozą i siRNA ALAS1 poprzez ograniczenie kataplerozy cyklu TCA. --- TŁO I CELE: Podczas gdy badania na zwierzętach wskazują na zaburzenia globalnej homeostazy energetycznej w patogenezie ostrego alkoholowego zapalenia wątroby (AAH), znaczenie tych ustaleń dla rozwoju AAH u ludzi pozostaje niejasne. Korzystając z globalnej, bezstronnej analizy metabolomiki surowicy, staraliśmy się scharakteryzować zmiany w szlakach metabolicznych związanych z ciężkim AAH i zidentyfikować potencjalne biomarkery dla rokowania choroby. METODY: To prospektywne badanie kliniczno-kontrolne obejmowało 25 pacjentów z AAH i 25 pacjentów ambulatoryjnych z alkoholową marskością wątroby. Próbki surowicy zostały pobrane w ciągu 24 godzin od indeksowego spotkania klinicznego. Przeprowadzono globalne, bezstronne profilowanie przeprowadzono profilowanie metabolomiczne. Pacjentów obserwowano przez 180 dni po rejestracji w celu określenia przeżywalności. WYNIKI: Poziomy 234 związków biochemicznych uległy zmianie u pacjentów z ciężkim AAH. Analiza losowego lasu, analiza głównych składowych i zintegrowane hierarchiczne metody grupowania wykazały, że profile metabolomiczne oddzieliły dwie kohorty ze 100% dokładnością. Ciężki AAH był związany z zwiększoną lipolizą trójglicerydów, upośledzonym mitochondrialnym utlenianiem kwasów tłuszczowych beta i zwiększonym utlenianiem kwasów omega. Niski poziom wielu lizolipidów i powiązanych metabolitów sugeruje zmniejszoną przebudowę błony plazmatycznej w ciężkim AAH. Podczas gdy większość mierzonych kwasów żółciowych była zwiększona w ciężkim AAH, niski poziom dezoksycholanu i glikodezoksycholanu wskazywały na dysbiozę jelitową. Zidentyfikowano kilka zmian w wykorzystaniu substratów dla homeostazy energetycznej w ciężkim AAH, w tym zwiększone zużycie glukozy przez szlak fosforanu pentozy fosforanu pentozy, zmienioną aktywność cyklu kwasów trikarboksylowych (TCA) i zwiększony katabolizm peptydów. katabolizm peptydów. Wreszcie, zmienione poziomy małych cząsteczek związanych z metabolizmem glutationu metabolizmem glutationu i niedoborem witamin antyoksydacyjnych zaobserwowano u pacjentów z ciężkim AAH. Unikalna regresja logistyczna ujawniła 15 metabolitów związanych z z 180-dniowym przeżyciem w ciężkim AAH. WNIOSEK: Ciężki AAH charakteryzuje się odrębnym fenotypem metabolicznym obejmującym wiele szlaków. Profilowanie metabolomiczne ujawniło panel biomarkerów dla prognozy choroby, a przyszłe badania mają na celu walidację te wyniki w większych kohortach pacjentów z ciężkim AAH. --- Stan zapalny jest podstawową reakcją obronną na szkodliwe bodźce. Jednakże może jednak powodować uszkodzenia, jeśli nie ustąpi. Aby uniknąć takich uszkodzeń, organizmy rozwinęły mechanizm zwany rozwiązywaniem stanu zapalnego. Tutaj zastosowaliśmy nieukierunkowane podejście metabolomiczne do sterylnego i samorozwiązującego się zwierzęcego modelu ostrego zapalenia, a mianowicie wywołanego zymosanem zapalenia otrzewnej u myszy, aby zbadać wpływ stanu zapalnego i rozdzielczości na profile metabolomiczne. Znaczące i zależne od czasu zmiany w profilach metabolitów po podaniu zymosanu zaobserwowano zarówno w płynie do płukania otrzewnej (PWF), jak i w osoczu. Te zmiany metabolomiczne zmiany metabolomiczne dobrze korelowały z produkcją chemokin lub cytokin zapalnych. W PWF, większość metabolitów, które można było wykryć, wzrosła u myszy leczonych zymosanem, co sugeruje stan zapalny, stres oksydacyjny i zwiększone zapotrzebowanie na energię. zapotrzebowanie na energię. W osoczu większość metabolitów w centralnym szlaku metabolicznym (glikoliza i cykl TCA) była znacząco obniżona po podaniu zymosanu. podaniu zymosanu. Stężenie ciała ketonowego, kwasu 3-hydroksymasłowego (3-HB) w osoczu i PWF wzrosło u zwierząt, którym wstrzyknięto zymosan, wskazując na na regulację w górę β-oksydacji kwasów tłuszczowych. Zwiększony poziom 3-HB zaobserwowano w komórkach które infiltrowały do jamy otrzewnej i te infiltrowane komórki mogą przyczyniać się, przynajmniej częściowo, do produkcji 3-HB w jamie otrzewnej. w jamie otrzewnej. --- TŁO: Metabolomika dostarcza danych o wszystkich procesach metabolicznych komórki lub organizmu. komórek lub organizmów. Jak dotąd zmiany, które zachodzą w poziomach metabolitów podczas rozwoju zapalenia jelita grubego nie zostały w pełni wyjaśnione. Tutaj my zbadaliśmy zmiany poziomów metabolitów w surowicy i tkance okrężnicy myszy z myszy z zapaleniem jelita grubego przy użyciu spektrometrii masowej chromatografii gazowej (GC/MS) w celu osiągnięcie szczegółowego zrozumienia patogenezy nieswoistego zapalenia jelit (IBD). (IBD). METODY: W celu wywołania zapalenia jelita grubego, myszom C57BL/6J podawano 3,0% siarczanu dekstranu sodu (DSS) w wodzie pitnej przez 5 dni, a następnie podawano im samą wodę pitną. samą wodę pitną. WYNIKI: W surowicy i tkance okrężnicy wykryto odpowiednio 77 i 92 metabolitów. w surowicy i tkance okrężnicy, a wśród metabolitów skład produktów pośrednich cyklu TCA i aminokwasów zmieniał się w zależności od stopnia zapalenia jelita grubego. Następnie, częściowa analiza dyskryminacyjna najmniejszych kwadratów (PLS-DA), wielokrotna klasyfikacja wykazała wyraźne grupowanie i wyraźne oddzielenie grup w zależności od stopnia zapalenia jelita grubego. w zależności od stopnia zapalenia jelita grubego. Ponadto, wykresy obciążeń PLS-DA ujawniły że kwas bursztynowy, kwas indolo-3-octowy, kwas glutaminowy i glutamina były głównymi czynnikami głównymi czynnikami przyczyniającymi się do oddzielenia każdego stadium zapalenia jelita grubego. Ponadto ujawniono, że suplementacja glutaminą, której poziom był znacznie obniżony w ostrej fazie zapalenia okrężnicy, łagodziła zapalenie okrężnicy indukowane przez zapalenie jelita grubego indukowane przez DSS. WNIOSKI: Nasze wyniki sugerują, że metabolomika jest w stanie przedstawić różne stopnie zapalenia jelita grubego, a nasze odkrycia pomogą w odkryciu środków terapeutycznych dla IBD i innych zaburzeń zapalnych za pomocą podejść metabolomicznych. podejścia. --- Astrocyty odgrywają ważną rolę w homeostazie układu nerwowego. W szczególności, przyczyniają się do regulacji lokalnego metabolizmu energetycznego i obrony przed stresem oksydacyjnym. obrony przed stresem oksydacyjnym. W poprzednich eksperymentach wykazaliśmy, że długotrwałe leczenie interleukiną 1alfa (IL-1alfa) lub samym czynnikiem martwicy nowotworów alfa (TNFalfa) zwiększa wykorzystanie glukozy w pierwotnej hodowli mysich astrocytów. W naszym badaniu donosimy, że połączenie IL-1beta i TNFalfa wywiera synergistyczny wpływ na wykorzystanie glukozy i znacząco modyfikuje fenotyp metaboliczny astrocytów. fenotyp astrocytów. Tak więc, astrocyty poddane działaniu IL-1beta + TNFalfa wykazują znaczny spadek poziomu glikogenu, niewielki, ale nie znaczący spadek uwalniania uwalniania mleczanu, a także ogromny wzrost aktywności szlaku fosforanu pentozy i cyklu TCA. i aktywności cyklu TCA. Stymulowane glutaminianem wykorzystanie glukozy i uwalnianie mleczanu, typowa cecha metabolizmu energetycznego astrocytów, są zmienione po wstępnym leczeniu IL-1beta+TNFalfa. Jeśli chodzi o mechanizmy obrony przed stresem oksydacyjnym stresu oksydacyjnego, zaobserwowaliśmy, że leczenie IL-1beta+TNFalfa zmniejsza zawartość glutationu w komórkach i zwiększa uwalnianie glutationu do przestrzeni do przestrzeni zewnątrzkomórkowej, jednocześnie stymulując anion ponadtlenkowy i tlenek azotu jak również uwalnianie H(2)O(2). Co ciekawe, stymulacja utylizacji glukozy przez IL-1beta + TNFalfa nie ma wpływu na przeciwutleniacz N-acetylo-L-cysteina, co sugeruje, że stres komórkowy nie odpowiada za ten efekt. efekt. Wreszcie, wydaje się, że wpływ cytokin na wykorzystanie glukozy obejmują wiele kaskad sygnalizacyjnych, w tym 3-kinazę fosfoinozytydu i kinazy białkowe aktywowane mitogenami. Podsumowując, wyniki te wskazują, że środowisko prozapalne, takie jak obserwowane w kilku stanach neuropatologicznych, w tym stanach neuropatologicznych, w tym w chorobie Alzheimera, znacząco modyfikuje fenotyp metaboliczny astrocytów. fenotyp metaboliczny astrocytów. --- CEL: Role, jakie aminokwasy odgrywają w odporności i zapaleniu są dobrze zdefiniowane. a związkiem między nieswoistym zapaleniem jelit (IBD) a niektórymi aminokwasami a niektórymi aminokwasami przyciągnął ostatnio uwagę. W tym badaniu poziomy aminokwasów i cząsteczek związanych z cyklem kwasu trójchlorooctowego (TCA) w tkankach okrężnicy i surowicy pacjentów. tkankach okrężnicy i surowicy pacjentów z wrzodziejącym zapaleniem jelita grubego (UC) były profilowane za pomocą chromatografii gazowej / spektrometrii mas (GC / MS), w celu oceny czy stan kliniczny wywołany przez UC prowadzi do zmian w profilu aminokwasów aminokwasów. MATERIAŁY I METODY: Wykorzystano próbki biopsji okrężnicy od 22 pacjentów z WZJG, a także próbki surowicy od pacjentów z WZJG. a także próbki surowicy od pacjentów z UC (n = 13), pacjentów z chorobą Leśniowskiego-Crohna (CD) (n = 21) i zdrowych ochotników (n = 17). WYNIKI: W opartym na GC/MS profilowaniu aminokwasów i cząsteczek związanych z cyklem TCA zaobserwowano niższe poziomy 16 aminokwasów i 5 cząsteczek związanych z cyklem TCA zaobserwowano w tkankach zmiany okrężnicy pacjentów z UC, a surowica profile aminokwasów i cząsteczek związanych z cyklem TCA pacjentów z UC były różniły się od tych u pacjentów z CD i zdrowych ochotników. WNIOSKI: Nasze badanie wskazuje na możliwość, że profilowanie oparte na GC/MS aminokwasów i cząsteczek związanych z cyklem TCA jest użytecznym wczesnym narzędziem diagnostycznym diagnostycznym dla UC.
Czy cykl kwasów trikarboksylowych (TCA) jest zaburzony w stanach zapalnych?
Przeprogramowanie metaboliczne jest związane z aktywacją makrofagów. W wielu przypadkach produkty pośrednie cyklu TCA są zaangażowane w odpowiedź na warunki niedotlenienia wywołane stanem zapalnym.