Víte, co jsou holotoxiny?

Jiří Patočka

     Holotoxiny jsou komplexní, převážně bakteriální toxiny, které se skládají z několika různých podjednotek, z nichž každá hraje specifickou roli v celkové toxické aktivitě toxinu (Kumar et al., 2019). Jedná se o velmi sofistikované struktury složené nejméně ze dvou podjednotek označovaných jako A a B. Po připojení k povrchu buňky pomocí B podjednotky je A podjednotka internalizována a začne narušovat buněčné procesy, což vede k toxickým projevům, jako je buněčná smrt nebo narušení buněčné membrány či narušení biologických procesů uvnitř buňky (Mao & Dirienzo, 2002). Holotoxiny hrají klíčovou roli v patogenezi mnoha závažných onemocnění. Studium těchto toxinů je proto důležité pro vývoj vakcín a léčebných postupů proti bakteriálním infekcím a proto jsou studovány v různých oblastech biologie a medicíny, zejména v souvislosti s vývojem protilátek, léčiv a metod detoxikace.

Krásnorůžek  lepkavý v našich lesích

Jiří Patočka, Milada Mičánková, Radoslav Patočka

     Krásnorůžek lepkavý (Calocera viscosa Pers.: Fr.) (Basidiomycota) je houba, která se často vyskytuje v lesích na území České republiky. Patří do čeledi Dacrymycetaceae a je typická svým jasně žlutým až oranžovým zbarvením a rozvětveným tvarem, který připomíná korál nebo malé růžky, což mu dalo české rodové jméno. Houba má výrazný, nápadný vzhled. Její plodnice jsou štíhlé, rozvětvené a dosahují výšky kolem 2-8 cm. Povrch houby je lesklý a lepkavý, odtud pochází její druhové jméno. Barva je obvykle žlutá až oranžová, ale může se lišit v závislosti na podmínkách prostředí.

Krásnorůžek lepkavý (Calocera viscosa). Foto: Milada Mičánková

Inzulínová žvýkačka a chytré hodinky s glukometrem:

Dva vynálezy zlepšující život diabetiků

 Jiří Patočka

     Cukrovka, známá také jako diabetes mellitus, je chronické onemocnění, při kterém tělo nedokáže správně regulovat hladinu cukru (glukózy) v krvi. Glukóza je hlavním zdrojem energie pro buňky v těle, a její hladina je řízena hormonem inzulinem, který produkuje slinivka břišní. Existují dva hlavní typy cukrovky: Diabetes 1. typu: Tento typ cukrovky je autoimunitní onemocnění, při kterém imunitní systém napadá a ničí buňky ve slinivce, které produkují inzulin. Lidé s tímto typem cukrovky musí denně užívat inzulin, aby udrželi hladinu glukózy v krvi pod kontrolou. Diabetes 2. typu: Tento typ cukrovky je častější a vyvíjí se, když tělo nedokáže správně využívat inzulin, což vede k inzulinové rezistenci. Na rozdíl od diabetu 1. typu může být diabetes 2. typu často kontrolován změnami životního stylu, jako je zdravá strava a cvičení, a v některých případech i léky. 

     Počet lidí trpících cukrovkou se liší podle regionu a demografických faktorů, ale celosvětově je to velmi rozšířená nemoc. Podle Mezinárodní federace pro diabetes (International Diabetes Federation, IDF) v roce 2021 žilo s cukrovkou přibližně 537 milionů dospělých (ve věku 20–79 let). Očekává se, že tento počet do roku 2030 vzroste na 643 milionů a do roku 2045 až na 783 milionů. V České republice trpí cukrovkou přibližně 10 % populace (okolo 1 milionu lidí), přičemž většina z nich má diabetes 2. typu, který je často spojován s obezitou a nezdravým životním stylem.

     Lidé s diabetem trpí řadou příznaků, mezi něž patří zvýšená únava, nadměrná žízeň a časté močení, rozmazané vidění a pomalu se hojící rány. Komplikace způsobené neléčeným nebo špatně řízeným diabetem mohou zahrnovat srdeční onemocnění, mrtvici, selhání ledvin, poškození nervů (neuropatie), problémy se zrakem a další zdravotní problémy. Léčba cukrovky zahrnuje změny životního stylu, jako je zdravá strava a pravidelná fyzická aktivita, a v případě potřeby i medikamentózní léčbu, včetně podávání inzulinu. Regulace hladiny cukru v krvi je klíčová, aby se předešlo komplikacím spojeným s cukrovkou, jako jsou problémy s ledvinami, zrakem nebo nervy.

     Všechny pokusy nahradit injekční aplikaci tohoto hormonu jinou cestu však dlouho selhávaly. Inzulínový inhalátor, který se objevil ve Spojených státech v roce 2006, byl o rok později z trhu zase stažen. Robert Doyle, docent chemie na Syrakuské univerzitě v New Yorku, začal s výzkumem, jak dostat inzulin do těla orální cestou, protože inzulin je normálně degradován v žaludku a střevech a není efektivně vstřebáván, když se podává orálně. Doyle se zaměřil na vývoj technologie, která by chránila inzulin před degradací a umožnila jeho absorpci v ústní dutině.

     Po řadě experimentů přišel s převratným řešením. V organismu existuje řada proteinů, které fungují jako transportéry jiných látek přes membrány. Inzulín ale takový transportér nemá. Má jej však vitamin B12. Je to protein haptocorrin, vyskytující se mimo jiné i ve slinách (Furger  et al., 2013). Doyla napadlo, že kdyby se inzulín navázal na vitamin B12, mohl by cestovat jako autostopem z úst až do sliznice tenkého střeva a odtud do krve.

Syntetický glukokortikoid ciclesonid

Jiří Patočka

      Glukokortikoidy jsou skupinou steroidních hormonů, které se přirozeně vytvářejí v nadledvinách a hrají klíčovou roli v regulaci různých fyziologických procesů. Tyto hormony jsou základní složkou tělesné reakce na stres, ale také ovlivňují metabolismus sacharidů, tuků a bílkovin, imunitní reakce a zánětlivé procesy. Glukokortikoidy působí tím, že se vážou na specifické receptory v buňkách, což ovlivňuje expresi různých genů. To vede ke snížení produkce prozánětlivých cytokinů a dalších mediátorů zánětu. Díky tomu mají glukokortikoidy silné protizánětlivé a imunosupresivní účinky (Coutinho  & Chapman, 2011).

     Syntetické glukokortikoidy, jako je prednison, hydrokortizon nebo dexamethason, se používají k léčbě řady onemocnění, zejména těch, které zahrnují zánět a autoimunitní reakce. Patří sem například astma, revmatoidní artritida, lupus erythematodes, alergické reakce a některé druhy rakoviny. Používají se také ke zvládání akutních stavů, jako je anafylaktický šok nebo těžké alergické reakce (Parente, 2001). Takovým novým syntetickým glukokortikoidem je ciclesonid, který se používá hlavně jako inhalační léčivo pro léčbu astmatu, alergické rýmy a chronické obstrukční plicní nemoci (CHOPN) (Mealy  et al., 2001; Stoeck et l., 2004). Ciclesonid byl vyvinut společností Altana Pharma AG, což je farmaceutická společnost se sídlem v Německu. Později byla Altana Pharma v roce 2007 převzata společností Nycomed, kterou následně v roce 2011 získala společnost Takeda Pharmaceutical Company Limited, japonský farmaceutický gigant. Ciclesonid byl patentován v roce 1990 a schválen pro lékařské použití v roce 2005. Pro léčebné použití byl schválen ve Spojených státech amerických FDA v roce 2006 pod obchodním názvem Alvesco pro léčbu astmatu (Deeks & Perry, 2008).

Ciclesonid

Hořec tolitovitý (Gentiana asclepiadea L.) a jeho možnosti praktického využití

Jiří Patočka, Lenka Hronová

     Hořec tolitovitý (Gentiana asclepiadea L.) je vytrvalá bylina z čeledi hořcovitých (Gentianaceae). Tento druh hořce je rozšířený především v horských oblastech střední a jižní Evropy. V České republice se s ním můžeme setkat zejména v podhorských a horských lesích, na pasekách nebo na okrajích lesů. Rostlina dorůstá do výšky 30–60 cm. Má kopinaté až vejčité, celokrajné a střídavě postavené listy. Tmavomodré květy se objevují od července do září. Květy jsou uspořádány v hroznech, často s přítomností více květů na jedné rostlině. Plodem je tobolka obsahující početná malá semena (Zaj±c & Pindel, 2011). Díky svým krásným modrým květům je hořec tolitovitý oblíbený jako okrasná rostlina v zahradách a skalkách, zejména v horských oblastech.

Hořec tolitovitý (Gentiana asclepiadea). Foto: Lenka Hronová

Kyselina ustalová, toxin čirůvky osmahlé (Tricholoma ustale)

Jiří Patočka, Radoslav Patočka

     Kyselina ustalová, nebo také kyselina ustilová, je toxin, který se nachází v houbě známé jako čirůvka osmahlá (Tricholoma ustale), japonsky Kakishimeji (Sano et al., 2002). Čirůvka osmahlá se v Evropě považuje za nejedlou nebo dokonce mírně jedovatou kvůli obsahu některých toxických látek jako je kyselina ustalová a její deriváty. V Japonsku je však tradičně konzumována, což může být překvapivé.

     Čirůvka osmahlá má klobouk o průměru 5–10 cm, který je zpočátku polokulovitý, později se rozprostírá a je často s mírně vlnitým okrajem. Barva klobouku je hnědá až červenohnědá. Lupeny jsou bílé až nažloutlé, husté a mírně sbíhavé. Třeň je válcovitý, pevný, stejné barvy jako klobouk nebo světlejší. Tato houba roste ve smíšených a listnatých lesích, často pod duby, buky nebo jinými listnatými stromy. Preferuje kyselé půdy a je obvykle nacházena v spadaném listí na podzim. Vyskytuje se i v lesích borových, především na písčitých půdách. Čirůvka osmahlá je mykorhizní houba (Reschke et al., 2018). 

Vlnice chlupatá (Oxytropis pilosa) a její farmakologie a toxikologie

Jiří Patočka, Zdeňka Navrátilová

     Vlnice chlupatá (Oxytropis pilosa) je rostlina patřící do čeledi bobovitých (Fabaceae). Je to vytrvalá bylina s přímou, 20–40cm vysokou lodyhou. Listy jsou lichozpeřené, celokrajné, na rubu chlupaté. Rostlina je charakteristická chlupatými listy a květy, které mohou mít různé odstíny, obvykle světle žluté. Květenství je ze začátku kompaktní kulovité, později se prodlužuje. Tento druh je známý zejména ve střední a východní Evropě a Asii, kde roste na travnatých, slunných stráních (Schlee, 2015). V ČR roste poměrně vzácně až roztroušeně v středních Čechách a na jižní Moravě (Tichý, 2015). Vlnice chlupatá patří k ohroženým druhům naší květeny (C3), ale není zákonem chráněna.

Vlnice chlupatá (Oxytropis pilosa). Foto: Mgr. Zdeňka Navrátilová

Devaterka poléhavá (Fumana procumbens) a její biologie a farmakologie

Jiří Patočka

     Devaterka poléhavá (Fumana procumbens Gr. et Godr.) je rostlina z čeledi cistovitých (Cistaceae), která je známá především svým rozšířením v suchých, kamenitých a písečných stanovištích, především ve střední a jižní Evropě. Její biologické a farmakologické vlastnosti jsou zajímavé a zasluhují si podrobnější popis. Rod Fumana zahrnuje asi 20 druhů převážně rozšířených v oblasti Středomoří (Bogdanoviæ et al., 2012).

Daptomycin - cyklické lipopeptidové antibiotikum

Jiří Patočka

     Daptomycin je cyklické lipopeptidové antibiotikum  (Heidary et al., 2018), které je účinné proti širokému spektru gram-pozitivních bakterií, včetně těch rezistentních na jiná antibiotika, jako jsou methicilin-rezistentní Staphylococcus aureus (MRSA) a vankomycin-rezistentní enterokoky (VRE) (Tran et al., 2015). Daptomycin je produktem bakterie Streptomyces roseosporus (Miao  et al., 2005) a je používán hlavně k léčbě komplikovaných infekcí kůže a měkkých tkání, infekcí krevního řečiště a endokarditid způsobených gram-pozitivními bakteriemi (Turnidge et al., 2020).