Energy metabolism of inbred mouse strains and its modulation by diet

Abstract

Obezita a metabolická onemocnění zvaná "metabolický syndrom" představují v současnosti závažný socio-ekonomický problém veřejného zdravotnictví. Z hlediska energetické rovnováhy vede dlouhotrvající energetický nadbytek k masivní akumulaci energie ve formě triacylglycerolů v různých tkáních. Zvýšené ukládání lipidů v organizmu má za následek negativní účinky na metabolizmus a zdravotní stav. Hlavním cílem práce bylo studovat tato metoblická počkození vznikající z energetického nadbytku na buněčné a celotělové úrovni s využitím myších modelů. Se zaměřením na metabolicky nejvíce aktivní tkáně, jmenovitě kosterní sval, játra a tukovou tkáň, a na regulační úlohu AMP-aktivované kinázy a leptinu v řízení energetického metabolizmu. Práce je založena na čtyřech publikacích. Dvě studie byly zaměřeny na metabolizmus kosterního svalu. V první práci jsme prokázali zahrnutí leptinu a AMPK v metabolické odpovědi na příjem diety s vysokým obsahem tuku. Byl popsán mechanizmus netřesové termogeneze v kosterním svalu založený na zvýšeném katabolizmus lipidů, který významně přispěl k fenotypu myší linie A/J, jejichž charkateristikou je geneticky podmíněná rezistence ke vzniku obezity. Tento mechanizmus ovšem nefungoval u myší linie C57BL/6J, které jsou k rozvoji obezity citlivé. V druhé studii, založené na pokusech na...

Obesity and associated metabolic disorders, called as "metabolic syndrome", currently represent a major social and economical problem of public health. From the energy balance point of view, long-lasting energy surplus leads eventually to massive accumulation of energy stores resulting in various adverse effects on metabolism and health. General goal of the thesis was to examine these metabolic disorders at cellular and whole-body level using suitable mouse models. The main focus was on the most metabolically active tissue, namely skeletal muscle, liver and adipose tissue and on the regulatory roles of AMP-activated protein kinase (AMPK) and leptin in the energy metabolism. The whole thesis is based on four published studies. Two studies were focused on skeletal muscle. In the first study, we proved the involvement of leptin and AMPK in the metabolic response to high-fat diet-feeding. We described a mechanism of muscle non- shivering thermogenesis based on enhanced lipid catabolism, which contributes to the genetically-determined resistance of inbred A/J mice to obesity. Such mechanism was not operating in obesity-prone C57BL/6 mice. In the second study, performed using C57BL/6 mice, we have described beneficial effect of combination treatment using n-3 polyunsaturated fatty acids (n-3 PUFA) of...