Naslov ULOGA RELATIVNE HIPOGLIKEMIJE UZROKOVANE
VIRUSNOM INFEKCIJOM U POTICANJU UROĐENOGA
ANTIVIRUSNOGA IMUNOSNOG ODGOVORA
Naslov (engleski) THE ROLE OF RELATIVE HYPOGLYCEMIA CAUSED BY
VIRAL INFECTION IN PROMOTING INNATE ANTIVIRAL
IMMUNE RESPONSE
Autor Ante Benić
Mentor Bojan Polić (mentor)
Član povjerenstva Astrid Krmpotić (predsjednik povjerenstva)
Član povjerenstva Dora Višnjić (član povjerenstva)
Član povjerenstva Đurđica Cekinović Grbeša (član povjerenstva)
Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj Sveučilište u Rijeci Medicinski fakultet Rijeka
Datum i država obrane 2024-07-19, Hrvatska
Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana BIOMEDICINA I ZDRAVSTVO Temeljne medicinske znanosti
Univerzalna decimalna klasifikacija (UDC ) 61 - Medicina
Sažetak Ciljevi: Tijekom bolesti patogeni izazivaju niz promjena u sistemskom metabolizmu i ponašanju koji
zajednički nazivamo ponašanje povezano s bolešću (eng. sickness behaviour). Jedan od sustava
obuhvaćenih ovim promjenama je i endokrini sustav koji kontrolira energetsku homeostazu
organizma. Primijetio sam da jaka virusna infekcija miševa, za razliku od normalne infekcije, izaziva
pad u razini glukoze u krvi koji sam nazvao relativna hipoglikemija (RHG). Cilj istraživanja bilo je
utvrditi kako i zašto nastaje RHG. Htio sam razjasniti kojim mehanizmom pri jakoj infekciji nastaje
pad u razini glukoze i radi li se o djelovanju virusa ili odgovoru organizma na infekciju. Također, htio
sam odrediti izaziva li RHG promjene u progresiji infekcije i kojim mehanizmom se to ostvaruje.
Materijali i metode: Za proučavanje učinaka različitih razina glukoze na progresiju virusne infekcije
in vitro koristio sam metode uzgoja primarnih i imortaliziranih staničnih kultura i infekcije in vitro. Za
praćenje tijeka infekcije koristio sam test virusnih čistina ili sam koristio viruse koji izražavaju
fluorescentni protein i pratio ih koristeći protočnu citometriju i konfokalnu mikroskopiju. Za
proučavanje utjecaja niske razine glukoze na napredak infekcije koristio sam stanične medije s
različitim koncentracijama glukoze ili medije u koje su bili dodani različiti metaboliti koji sudjeluju u
energetskom metabolizmu. Za određivanje razine različitih markera i molekula koristio sam niz
metoda, od kolorimetrijskih testova, ELISA-e do Western blota.
Za praćenje učinaka infekcije in vivo koristio sam različite genetski modificirane miševe.
Miševi su bili inficirani različitim virusima (MCMV, LCMV, gripa tip A) u različitim dozama, a
potom sam mjerio razinu šećera u krvi ili provodio druge metaboličke testove. Za određivanje količine
virusa u tkivima koristio sam qPCR i metodu virusnih čistina. Za određivanje količine glikogena u
jetri koristio sam kolorimetrijsku analizu i priredio i obojao histološke preparate jetre.
Rezultati: Pokazao sam da jaka infekcija virusom izaziva pad u razini glukoze u krvi, i da takva, niska
razina glukoze tijekom virusne infekcije ima protektivan učinak. Jaka infekcija potiče
hiperinzulinemiju putem aktivacije limfocita T i zajedničkog djelovanja citokina IFN i IL-1 To
rezultira smanjenom razgradnjom glikogena u jetri što na kraju dovodi do relativne hipoglikemije (RHG). Niska razina glukoze potiče pojačano lučenje interferona tipa I zbog smanjene proizvodnje
laktata u stanicama koji inhibira ovaj signalni put.
Zaključak: Jaka virusna infekcija izaziva pad u razini šećera u krvi (RHG) zbog privremene
hiperinzulinemije uzrokovane aktivacijom imunosnog sustava i lučenjem IFN i IL-1. RHG potiče
odgovor putem interferona tipa I što ima zaštitno antivirusno djelovanje. Ovo otkriće pruža novi uvid
u interakciju imunosnog i endokrinog sustava te daje na važnosti promjenama u energetskom
metabolizmu organizma tijekom infekcije. S obzirom na sve veći udio populacije koja boluje od
(pre)dijabetesa, odnosno ima probleme s održavanjem normalne razine glukoze u krvi i pojačanoj
sklonosti infekcijama u toj grupi, ovo istraživanje može biti od pomoći pri bolničkom tretmanu
pacijenata tijekom jakih virusnih infekcija.
Sažetak (engleski) Goals: During disease pathogens cause a series of changes in systemic metabolism and behaviour
which we call sickness behaviour. One of the systems impacted by these changes is the endocrine
system that controls energy homeostasis. I have noticed that strong viral infection, but not normal
level of infection, causes a drop in blood glucose levels that I have termed relative hypoglycaemia
(RHG). The goal of this research was to determine how and why RHG appears. I wanted to elucidate
the mechanisms by which strong infection causes a drop in glucose levels, and whether that is the
result of virus or our systemic response to infection. Furthermore, I wanted to determine whether RHG
has an impact on the progression of infection and by which mechanisms and pathways.
Materials and methods: To study the effects of the different glucose levels on the progression of
viral infection in vitro I have used the methods of cell culture using primary and immortalized cell
lines and infection in vitro. To monitor the progress of infection I have used plaque assay or viruses
that express fluorescent protein which enabled me to visualize infected cells using flow cytometry or
confocal microscopy. To study the effects of low glucose levels on infection rate I have used cell
media with varying levels of glucose or those with added key metabolites which take parti n energy
metabolism of the cell. To determine the levels of various biomarkers and molecules I have used
various methods including colorimetric assays, ELISA, and Western blot.
To track the infection in vitro I have used an array of genetically modified mice. They were infected
with different viruses (MCMV, LCMV, influenza, etc.) in varying concentrations, then I was tracking
their fasting blood glucose levels or other metabolites. To determine the viral load in tissues I have
used qPCR or plaque assay. To determine the level of liver glycogen I have used colorimetric assay
and histology slides of the liver.
Results: I have shown that strong viral infection causes a drop in blood glucose levels, and that lower
blood glucose levels during viral infection have a protective effect. Strong infection induces
hyperinsulinemia via its effect on T cells and production of cytokines IFN and IL-1. This results
in a decreased glycogen utilization in liver which leads to relative hypoglycemia (RHG). Low glucose levels then lead to an increase in type I interferon production via changes in cell lactate production
which affects signaling pathways that promote the secretion of type I interferons.
Conclusions: Strong viral infection causes a drop in blood glucose levels (RHG) due to temporary
hyperinsulinemia caused by immune system activation and secretion of IFN and IL-1. RHG
promotes immune response via type I interferons and that has a protective antiviral effect. This
discovery offers a new insight in the interactions between immune and endocrine system, giving
weight to changes in energy metabolism during infection. Considering that an increasing part of global
population suffers from (pre)diabetes which causes aberrations in blood glucose level management
and the increase in infections persistence in that group, this research can help with medicinal practices
in regard to treatment during strong viral infections.
Ključne riječi
Dijabetes tip II
y limfociti T
interferon y
interferoni tipa I
metabolizam glukoze
ponašanje povezano s bolesti
razina glukoze u krvi
virusna infekcija.
Ključne riječi (engleski)
Blood glucose levels
T cells
glucose metabolism
interferon y
sickness behaviour
type I interferons
type II diabetes
viral infection.
Jezik hrvatski
URN:NBN urn:nbn:hr:184:747120
Datum promocije 2025
Studijski program Naziv: Biomedicina Vrsta studija: sveučilišni Stupanj studija: poslijediplomski doktorski Akademski / stručni naziv: doktor/doktorica znanosti, područje biomedicine i zdravstvo (dr.sc)
Vrsta resursa Tekst
Način izrade datoteke Izvorno digitalna
Prava pristupa Pristup korisnicima matične ustanove
Uvjeti korištenja
Datum i vrijeme pohrane 2025-04-08 09:52:59