Manowiecka Anna
Zakład Chemii Nieorganicznej i Analitycznej
Pracownia Teorii i Zastosowań Elektrod
Badania wpływu insuliny i jonów cynku na modelowe błony biologiczne
Anna Manowiecka
Promotor: dr hab. Sławomir Sęk, prof. UW
Opiekun: dr Joanna Juhaniewicz-Dębińska
Cukrzyca typu II jest chorobą metaboliczną o podłożu genetycznym. Osoby cierpiące na tę odmianę cukrzycy zmagają się z hiperglikemią spowodowaną niewłaściwym działaniem insuliny w tkankach, czyli insulinoopornością[2]. Insulina jest hormonem peptydowym wytwarzanym w komórkach beta trzustki, w których zmagazynowana jest w kompleksie z jonami cynku[3]. Znany jest związek niedoborów cynku z obniżeniem aktywności i wydzielania insuliny, a o za tym idzie mniejszym wychwytem glukozy skutkującym hiperglikemią[1].
Celem przeprowadzonych badań było zbadanie wpływu insuliny oraz jonów cynku na biomimetyczne błony lipidowe, a także zbadanie jak na strukturę warstw lipidowych wpływa dodatek insuliny do układu i dodatek jonów cynku do subfazy. A w końcowym etapie połączenie tych dwóch zmiennych i sprawdzenie jak na błony biomimetyczne działa insulina w obecności jonów cynku.
Badania zostały wykonane z wykorzystaniem wanny Langmuira. Pierwszy etap eksperymentów miał charakter eliminacyjny – decydował o wyborze układu do dalszych pomiarów. Przeprowadzono badania na dwóch układach zawierających lipidy wchodzące w skład błony komórki beta trzustki: DMPC:DMPS w stosunku molowym 7:3 oraz POPC:DPPS w takim samym stosunku. Jako subfazę zastosowano wodę lub bufor HEPES o pH=7,4 do których dodawano jony cynku w pięciu różnych stężeniach badając tym samym ich wpływ na warstwy lipidowe Ze względu na brak różnic w zachowaniu badanych układów lipidowych, w drugim etapie eksperymenty wykonano już tylko na mieszaninie DMPC:DMPS. Do układu lipidowego dodawano insulinę, aby sprawdzić mechanizm jej działań na błony biomimetyczne. W efekcie otrzymano cztery mieszaniny lipidy:insulina o stosunkach molowych 9:1, 7:3, 1:1 i 3:7, następnie z każdej z tych mieszanin jak również samej insuliny wytwarzano monowarstwy na czterech subfazach: H2O, H2O + 5mM Zn2+, HEPES, HEPES + 5mM Zn2+ . W ostatnim etapie pomiarowym zmierzono zmiany potencjału powierzchniowego dla układów: DMPC:DMPS 7:3, (DMPC:DMPS):insulina 1:1 oraz insuliny na czterech subfazach wykorzystywanych w poprzednim etapie.
Literatura:
[1] Gapys B., Raszeja-Specht A., Bielarczyk H., Journal of Laboratory Diagnostics, 2014, 50(1), 45-52.
[2] Caillon L., Hoffmann A.R.F., Botz A., Khemtemourian L., Journal of Diabetes Research, 2016, Article ID 5639875, 13 pages.
[3] Yang V. Li, Endocrine, 2014, 45, 178-189.