Regulace příjmu potravy a nutričního stavu organismu je komplexní děj, který se odehrává na úrovni několika orgánových systémů. Centrálním regulátorem je hypothalamus, který integruje nervové a hormonální signály z periferie a monitoruje sérové hladiny glukózy a lipidů. V hypothalamu se nacházejí neurony produkující jak orexigenní hormony zvyšující příjem potravy (neuropeptid Y, agouti-related protein, orexiny), tak anorexigenní hormony, které působí opačným mechanismem (proopiomelanokortin, kokainem a amfetaminem regulovaný transkript). Gastrointestinální trakt je místem produkce především anorexigenních regulačních hormonů (cholecystokinin, oxyntomodulin, bombesin), které zpětnovazebně prostřednictvím cirkulace a vagových zakončení ovlivňují hypothalamická centra. Jediným orexigenním peptidem tvořeným v trávicím traktu je ghrelin. Pankreatické hormony (inzulin, pankreatický polypeptid, amylin), které ovlivňují glukózový metabolismus, regulují také příjem potravy a nutriční stav organismu přímým působením na CNS i nepřímo prostřednictvím ovlivnění glykémie. Pohled na tukovou tkáň jako na pasivní úložiště energie je již překonán. Adipocyty produkují řadu hormonálně aktivních látek, které se podílejí jak na regulaci tělesné hmotnosti (leptin), tak insulinové senzitivity (adiponektin, rezistin). Sérové hladiny uvedených regulačních hormonů reagují dynamicky jak na příjem potravy, tak na celkový nutriční stav organismu. Jejich periferní nebo centrální aplikace působí změnu příjmu potravy a u některých z nich byla již vyvinuta syntetická analoga, u kterých se předpokládá využití v léčbě poruch výživy u člověka. Proto jsou tyto hormony vhodné ke studiu z pohledu klinické biochemie jako potencionální biomarkery., Regulation of food intake and nutritional status is a complex process which takes place in several organ systems. Hypothalamus is the central regulator that integrates signals from the nervous system and peripheral hormones and monitors serum levels of glucose and lipids. In the hypothalamus, there are neurons producing both orexigenic hormones that increase food intake (neuropeptide Y, agouti-related protein, orexins), and anorexigenic hormones, that act in antagonistic way (proopiomelanocortin, cocaine- and amphetamine-regulated transcript). Gastrointestinal tract is mainly the source of anorexigenic regulatory hormones (cholecystokinin, oxyntomodulin, bombesin), that influence hypothalamic centres by both circulation and vagal nerves. The only orexigenic peptide produced by gastrointestinal tract is ghrelin. Pancreatic hormones (insulin, pancreatic polypeptide, amylin), that influence glucose metabolism, regulate also food intake and nutritional status of the organism both by direct action on CNS and indirectly through changes of glycaemia. Adipose tissue is not considered a passive place of energy stores anymore. Adipocytes produce quite a number of hormonally active substances that participate in the regulation of body weight (leptin), and insulin sensitivity (adiponectin, resistin). Serum levels of above-mentioned regulatory hormones are dynamically influenced both by food intake, and general nutritional status of the organism. Peripheral or central administration leads to changes in food intake and for some of them synthetic analogues are being developed with potential future use in treatment of nutritional disorders. Thus, these hormones are suitable for studies in the field of clinical biochemistry as potential biomarkers., Jiří Bronský, Richard Průša, and Lit.: 35
Zinkové proteiny jsou nejpočetnější skupinou metaloproteinů lidského genomu. Jejich struktura je tak rozličná, jak pestré jsou funkce, které v organismu plní – od biokatalyzátorů, přes transportéry, detoxikanty až po transkripční faktory. Proteiny spojené se zinkem je možno formálně rozdělit na zinkové enzymy a zinkové neenzymové proteiny. Mezi nejpočetnější skupinu zinkových enzymů patří zinek dependentní metaloproteinázy. Zástupci této skupiny enzymů se účastní procesů, jako je embryonální vývoj, formace kostí, reprodukce, artritida nebo nádorové procesy. Pro přehlednost a zařazování proteináz byly vytvořeny různé klasifi kační systémy. V této práci je použit systém MEROPS, který rozděluje proteinázy na základě strukturních podobností. V přehledu biologických funkcí vybraných zinkových metaloproteináz u člověka jsou uvedeny významné skupiny enzymů, jakými jsou aminopeptidáza N, neprilysin, karboxypeptidázy, ADAM enzymy a zvláště matrixiny. Mezi zinkové neenzymové proteiny patří proteiny pro distribuci zinku, proteiny se zinkovými prsty a metalothioneiny. V současnosti jsou známy dvě rodiny proteinů zodpovědných za transport zinku, ZnT proteiny a Zip proteiny. Jakákoliv porucha regulace transportu zinku prostřednictvím jejich specifi ckých transportérů je většinou spojena se specifi ckým onemocněním. Také ve skupině proteinů se zinkovými prsty, které většinou fungují jako transkripční faktory, byla prokázána přímá souvislost mezi proteinem a určitým onemocněním. Příkladem je Wilmsův nádor nebo některé neurodegenerativní poruchy. Metalothioneiny, superrodina neenzymatických peptidů s malou molekulovou hmotností a s unikátní aminokyselinovou sekvencí, mají mnoho biologických funkcí. Mezi hlavní patří funkce imunoregulační, neuroprotektivní, metaloregulační a detoxikační. Zájem o tyto molekuly vzrůstá díky tomu, že jsou to nadějné tumorové markery a že jsou příčinou chemorezistence v léčbě nádorových onemocnění. Také o jiných zinkových metaloproteinech se uvažuje jako o perspektivních diagnostických markerech. V laboratorní medicíně se tak otevírají nové možnosti diagnostického využití zinkových metaloproteinů., Zinc proteins are the most numerous group of metalloproteins in the human genome. Their structure is as diverse as their function in organism, which ranges from biocatalysts, transporters, detoxicants to transcription factors. It is common to divide zinc proteins formally into group of zinc enzymes and group of zinc non-enzymatic proteins. The most abundant zinc enzymes are zinc-dependent metalloproteinases. Members of this group of enzymes are implicated in processes including embryonic development, bone formation, reproduction and arthritis or tumor growth. For lucidity and proteinases organising were created various one-term systems. In this work we used the system MEROPS, where proteinases are assigned to families on the basis of structure similarities. In this overview of biological functions of selected human zinc metalloproteinases are listed important enzyme groups such as aminopeptidase N, neprilysin, carboxypeptidases, ADAM enzymes, and especially matrixins. Proteins for zinc transport, zinc fi ngers proteins, and metallothioneins belong between zinc non-enzymatic proteins. Two protein families have now been implicated in zinc transport, ZnT proteins and Zip proteins. Any dysregulation in zinc transport via the specifi c protein transporters have been linked to specifi c diseases. Direct connection between protein and specifi c disease was proofed also in the group of zinc fi ngers proteins functioned as transcription factors. The examples are Wilm’s tumour or some neurodegenerative disorders. Metallothioneins, the superfamily of non-enzymatic peptides with low molecular mass and with unique sequence of amino acids, play many important biological roles, including immunoregulation, neuroprotection, metalloregulation, and detoxifi cation. The interest in these molecules has been increased because they were found as promising tumour markers. They are also responsible for platinum cytostatic chemoresistence in treatment of tumour diseases. Also other zinc metalloproteins are hoped to be perspective diagnostic markers. There is a new promising fi eld of their diagnostic use in laboratory medicine., Kukačka Jiří, Kizek R., Průša R., and Lit.: 40
Tomáš Zima, Jaroslav Racek, Milan Dastych, M. Kreidlová, D. Springer, Petr Kocna, Marcela Dražďáková, Jan Štěpán, Helena Marečková, Bohumil Seifert, Jaroslava Laňková, Cyril Mucha, Jana Vojtíšková, Dana Moravčíková, Richard Průša and Lit.: 4