Molekulární mechanismus cirkadiánních hodin a jejich synchronizace v trávicím systému potkana

Abstract

The circadian system controls the timing of behavioral and physiological processes in most organisms with a period of about 24 h. In mammals, the circadian system consists of the central oscillator in the suprachiasmatic nuclei (SCN) and peripheral oscillators located in numerous organs such as the liver, heart, lung, muscles, intestines etc. Peripheral oscillators are cell-autonomous, they could also work independently of the SCN entrained by a feeding cycle. The misalignment of the endogenous timekeeping system, due to e.g. irregular daily schedule or shiftwork, may lead to the development of severe diseases including sleep disorders, gastrointestinal (GI) problems and various types of cancer. Therefore, understanding the molecular mechanism of the circadian clock may facilitate the treatment of diseases caused by malfunction of the circadian system. In my PhD thesis, I focused on the determination and synchronization of circadian clocks within the rat digestive system and on their development during ontogenesis. Moreover, the circadian system of a rat strain with pathology, i.e., spontaneously hypertensive rat (SHR) was also studied. We identified the circadian clocks in the individual parts of the intestine and ascertained that these clocks are mutually synchronized with the phase-delay along...

Cirkadiánní systém řídí načasování behaviorálních a fyziologických procesů většiny organismů s periodou zhruba 24 h. U savců se cirkadiánní systém skládá z centrálního oscilátoru v suprachiasmatických jádrech hypothalamu (SCN) a z periferních oscilátorů uložených v mnoha orgánech jako jsou játra, srdce, plíce, svaly, střeva atd. Periferní oscilátory jsou autonomní, mohou fungovat nezávisle na SCN a být seřizovány změnou doby příjmu potravy. Narušení vnitřního časového systému v důsledku např. nepravidelného režimu nebo práce na směny může vést k rozvoji nejrůznějších onemocnění, např. spánkových poruch, trávicích problémů a různých druhů nádorových onemocnění. Pochopení fungování molekulárního mechanismu cirkadiánních hodin může usnadnit léčbu onemocnění způsobených poruchami cirkadiánního systému. Ve své disertační práci jsem se zaměřila na identifikaci a synchronizaci cirkadiánních hodin v trávicím systému potkana a na jejich vývoj během ontogeneze. Kromě toho byl také studován cirkadiánní systém kmene potkana vykazující patologii, tzn. spontánně hypertenzního potkana (SHR). Podařilo se nám identifikovat cirkadiánní hodiny v jednotlivých částech střeva a zjistili jsme, že tyto hodiny jsou vzájemně synchronizovány s fázovým zpožděním ve směru kranio- kaudální osy trávicího traktu. Naše data dále...