Περιφερικά ρολόγια και ρολόι στο δωδεκαδάκτυλο Μάθημα : Βιοτεχνολογία - Μοριακές ασθένειες Εργασία : round table: sleep-clocks Υπεύθυνη μαθήματος : Φράγκου Μαρία Φοιτήτρια : Ζιώγα Αικατερίνη Α. Μ.5210 Ακαδημαϊκό έτος :

Κιρκαδιανό ρολόι Το κιρκαδιανό ρολόι μπορεί να χωριστεί σε : o Κεντρικό ρολόι  στον υπερχιασματικό πυρήνα του υποθαλάμου o Περιφερικά ρολόγια  άλλοι ιστοί και όργανα

Circadian system in mammals M Garaulet et al: International Journal of Obesity (2010) 34, 1667–1683

Συστήματα και ρολόγια Καρδιαγγειακό σύστημα : ρολόι για τον καρδιακό ρυθμό, ρολόι της αιματικής ροής Ουροποιητικό : ρολόι για σπειραματική διήθηση, μεταφορά Κ + και Να + Πεπτικό : ρολόι για κινητικότητα, έκκριση οξέος, παραγωγή πεπτικών ενζύμων Μυοσκελετικό : MyoD  clock-controlled protein Ενδοκρινικό : ρύθμιση κεντρικού και περιφερικών μέσω μελατονίνης και γλυκοκορτικοειδών

Περιφερικά ρολόγια Jacob Richards et al: FASEB J. 26, 3602–3613 (2012)

Σε κυτταρικό επίπεδο

Τα περιφερικά ρολόγια φαίνεται να μοιράζονται τους ίδιους μηχανισμούς όμως ρυθμίζουν μοναδικά και ιστοειδικά γονίδια στόχους Jacob Richards et al: FASEB J. 26, 3602–3613 (2012)

Ένα περιφερικό ρολόι στο δωδεκαδάκτυλο

Υπόθεση Ένα κιρκαδιανό ρολόι μπορεί να ελέγχει την παραγωγή της σεροτονίνης στο δωδεκαδάκτυλο και να ρυθμίζει την ποσότητά της σε αυτό και στο αίμα

Σεροτονίνη Μονοαμινεργικός Νευροδιαβιβαστής Παράγεται από το αμινοξύ τρυπτοφάνη

Σεροτονίνη Η σεροτονίνη που παράγεται στον εγκέφαλο δεν διέρχεται τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό Η περισσότερη σεροτονίνη του αίματος παράγεται από το δωδεκαδάκτυλο healthimages.asp?src=100180&typeid=3

Μπορεί … Να δράσει στο εντερικό πλέγμα επάγοντας την πέψη και κίνηση τροφής στο γαστρεντερικό σωλήνα Να μπει στην κυκλοφορία δρώντας ως ορμόνη και προσφέροντας στοιχεία για τη διατροφική κατάσταση του οργανισμού Να παράγει μελατονίνη

Υδροξυλάση της τρυπτοφάνης (Tph) Το πρώτο ένζυμο στη βιοσύνθεση της σεροτονίνης Tph1: σύνθεση σεροτονίνης στο έντερο ( εντεροχρωμαφινικά κύτταρα ) Tph2: σύνθεση σεροτονίνης σε εγκέφαλο και νευρικό ιστό

Χρησιμοποιήθηκαν … 2 ομάδες κοτόπουλων 1 η : - φωτοπερίοδος 16:8 - συλλογή δωδεκαδακτύλου σε 3, 9, 15 και 21 ώρες από τη στιγμή που άναψαν τα φώτα 2 η : - συνεχές σκοτάδι για 3 μέρες - συλλογή δωδεκαδακτύλου σε 3, 9, 15 και 21 ώρες από τη στιγμή που θα έπρεπε να είχαν ανάψει τα φώτα

Έλεγχος έκφρασης γονιδίων Εξαγωγή mRNA Σύνθεση c DNA q RT-PCR για καθορισμό της έκφρασης των Per2, Per3, Clock, Bmal1, Bmal2, Cry1, Tph1 και Tph2. Έλεγχος της συγκέντρωσης σεροτονίνης στο δωδεκαδάκτυλο και το πλάσμα HPLC

Έκφραση γονιδίων Bmal2 Bmal1 Cry1 Per2 Per3 Clock Elizabeth Ebert-Zavos et al: PLoS ONE 8(5): e58477 (2013)

Έκφραση γονιδίων Tph1 Tph2 Elizabeth Ebert-Zavos et al: PLoS ONE 8(5): e58477 (2013)

Συγκέντρωση σεροτονίνης σε κύκλο φως - σκοτάδι 16:8 Δωδεκαδάκτυλο Πλάσμα αίματος Elizabeth Ebert-Zavos et al: PLoS ONE 8(5): e58477 (2013)

Συγκέντρωση σεροτονίνης σε συνεχές σκοτάδι Δωδεκαδάκτυλο Πλάσμα αίματος Elizabeth Ebert-Zavos et al: PLoS ONE 8(5): e58477 (2013)

Συμπεράσματα Η έκφραση όλων των γονιδίων που ελέγχθηκαν εκτός από το Cry1 ήταν ρυθμική. Σε συνεχές σκοτάδι το περιεχόμενο του πλάσματος και του δωδεκαδακτύλου σε σεροτονίνη δεν εμφάνιζε ρυθμικότητα

Συμπεράσματα Τα επίπεδα σεροτονίνης πλάσματος φτάνουν σε μέγιστο νωρίτερα από τα επίπεδα του δωδεκαδακτύλου Μειωμένη απελευθέρωση σεροτονίνης στο πλάσμα κατά τη διάρκεια της νύχτας

Συμπεράσματα Τα επίπεδα σεροτονίνης του δωδεκαδακτύλου σε κύκλο φωτός - σκοταδιού ήταν χαμηλότερα τη μέρα από ότι αυτά σε συνεχές σκοτάδι Το φως επάγει την απελευθέρωση της σεροτονίνης από το δωδεκαδάκτυλο

Συμπεράσματα Ένα μοριακό ρολόι στο δωδεκαδάκτυλο ρυθμίζει την παραγωγή πεπτιδίων και ορμονών και συνεπώς την πεπτική λειτουργία σε κύκλους φωτός - σκοταδιού. Η ρύθμιση της σεροτονίνης του πλάσματος δίνει στοιχεία χρόνου από το πεπτικό σε άλλους ιστούς.

References Elizabeth Ebert-Zavos, Maria Horvat-Gordon, Alexander Taylor, Paul A. Bartell: Biological Clocks in the Duodenum and the Diurnal Regulation of Duodenal and Plasma Serotonin. PLoS ONE 8(5): e58477 (2013) Jacob Richards and Michelle L. Gumz: Advances in understanding the peripheral circadian clocks. FASEB J. 26, 3602–3613 (2012) M Garaulet, J M Ordovás and J A Madrid: The chronobiology, etiology and pathophysiology of obesity. International Journal of Obesity (2010) 34, 1667–1683 Εικόνα εισαγωγής : peid=3 peid=3 Τελευταία εικόνα :

Σας ευχαριστώ για την προσοχή σας !