Teoria metronomu błonowego – od błon komórkowych do tempa metabolizmu podstawowego (BMR)

• Authors: Magdalena Czajkowska

Title variants

EN

The membrane pacemaker theory of metabolism – from cell membranes to basal metabolic rate (BMR)

• Languages of publication: PL EN

Abstracts

PL

Tempo metabolizmu podstawowego (BMR) jest cechą określającą minimalne, energetyczne koszty przeżycia organizmu. Zwierzęta, w tym ludzie, różnią się pod względem wartości tej cechy. W 1999 roku Hulbert i Else, opierając się na licznych badaniach porównawczych zmiennocieplnych i stałocieplnych gatunków zwierząt o różnej masie ciała, zaproponowali mechanizm tłumaczący w prosty sposób obserwowaną zmienność BMR. Tak powstała teoria metronomu błonowego (ang. membrane pacemaker theory of metabolism), zgodnie z którą BMR zależy od składu lipidowego, a w konsekwencji płynności błon komórkowych. Praca ta wyjaśnia pojęcie tempa metabolizmu podstawowego, opisuje teorię metronomu błonowego, wskazuje na rolę desaturaz, tj. ważnych enzymów szlaku przemian kwasów tłuszczowych w kształtowaniu BMR, a także przybliża problematykę związaną z zespołem metabolicznym i procesami starzenia się oraz sugeruje praktyczne wykorzystanie opisanej teorii w komponowaniu codziennej diety człowieka.

EN

Basal metabolic rate (BMR) quantifies the minimal energetic cost of life of the organism. Animals, as well as humans, differ with respect to this trait. In 1999, based on the numerous comparative researches on ecotherms and endotherms species of animals that differ in body mass, Hulbert and Else have proposed the mechanism explaining in the simple way observed differences in BMR. They have formulated the membrane pacemaker theory of metabolism, according to which BMR depend on lipid composition of biological bilayers. This paper explains the concept of basal metabolic rate, describes the membrane pacemaker theory of metabolism, points out the role of desaturases in BMR, which are the important enzymes in fatty acids metabolism, and finally addresses the problem of metabolic syndrome, as well as suggests the practical usage of the theory described in the human daily food plan.

Keywords

PL

tempo metabolizmu podstawowego; zespół metaboliczny; teoria metronomu błonowego; błona komórkowa; kwasy tłuszczowe; desaturazy; otyłość; starzenie się

basal metabolic rate; metabolic syndrome; the membrane pacemaker theory of metabolism; cell membrane; fatty acids; desaturases; obesity; aging

• Publisher: Instytut Badań Edukacyjnych
• Journal: Edukacja Biologiczna i Środowiskowa
• Year: 2015
• Issue: 2
• Pages: 11-19

Dates

published

2015-06-30

Contributors

author

Magdalena Czajkowska

• Uniwersytet w Białymstoku, Instytut Biologii

References

• Achremowicz K, Szary-Sworst K (2005). Wielonienasycone kwasy tłuszczowe czynnikiem poprawy stanu zdrowia człowieka. ŻYWNOŚĆ. Nauka. Technologia. Jakość. 3(44):23-35.
• Bawa S, Gajewska D, Myszkowska-Ryciak J (2010). Zastosowanie diety śródziemnomorskiej w prewencji i leczeniu zespołu metabolicznego. KOSMOS. 59:345-354.
• Cribier S, Morrot G, Zachowski A (1993). Dynamics of the membrane lipid phase. Prostaglandins Leucot Essent Fatty Acids. 48:27-32.
• Dobrzyń A, Ntambi JM (2005). The role of stearoyl-CoA desaturase in the control of
• metabolism. Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids. 73(1):35-41.
• Gajewski M, Kamińska E, Wysocki Ł, Szczepanik S, Sygitowicz G, Wojciechowski M,
• Pachecka J, Maśliński S (2005). Gospodarka tlenowa w organizmie. Część I. Warunki normy fizjologicznej. Życie Weterynaryjne. 80(7):380-386.
• Hardy S, Langeriel Y, Prentki M (2000). Oleate activates phosphatidylinositol 3-kinase and promotes proliferation and reduces apoptosis of MDA-MB-231 breast cancer cells, whereas palmitate has opposite effects. Cancer Res. 60:6353-6358.
• Hulbert AJ (2003). Life, death and membrane bilayers. J Exp Biol. 206:2303-2311.
• Hulbert AJ, Else PL (1999). Membranes as possible pacemakers of metabolism. J Theor Biol. 199:257-274.
• Lee AG (1991). Lipids and their effects on membrane proteins: evidence against a role for fluidity. Prog Lipid Res. 30:323-348.
• Lutz PL (2002). Rise of experimental biology: an illustrated history. Humana, Totawa, N.J.
• McNab BM (2002). The physiological ecology of vertebrates. Cornell University Press, Ithaca.
• Miyazaki M, Kim YC, Gray-Keller MP, Attie AD, Ntambi JM (2000). The biosynthesis of hepatic cholesterol esters and triglycerides is impaired in mice with a disruption of the gene for stearoyl-CoA desaturase 1. J Biol Chem. 275:30132-30138.
• Obici S, Feng Z, Morgan K, Stein D, Karkanias G, Rossetti L (2002). Central administration of oleic acid inhibits glucose production and food intake. Diabetes. 51:271-275.
• Pacholczyk M. Ferenc T, Kowalski J (2008). Zespół metaboliczny. Część I: Definicje i kryteria rozpoznawania zespołu metabolicznego. Epidemiologia oraz związek z ryzykiem chorób sercowo-naczyniowych i cukrzycy typu 2. Postępy Hig Med Dosw. 62:530-542.
• Singer SJ, Nicolson GL (1972). The fluid mosaic model of the structure of cell membranes. Science. 175:720-731.
• Stroud CK, Nara TY, Roqueta-Rivera M, Radlowski EC, Lawrence P, Zhang Y, Cho BH, Segre M, Hess RA, Brenna JT, Haschek WM, Nakamura MT (2009). Disruption of FADS2 gene in mice impairs male reproduction and causes dermal and intestinal ulceration. J Lipid Res. 50:1870-1880.
• Taylor JRE (2013). Ryjówki – życie na wysokich obrotach. In: Taylor JRE, ed. Tajemnice doliny Biebrzy. Eseje naukowe o zwierzętach i roślinach. Trans Humana, 107-115.
• Turner N, Hulbert AJ, Else PL (2005). Sodium pump molecular activity and membrane lipid composition in two disparate ectotherms, and comparison with endotherms. J Comp Physiol B. 175:77-85.
• Wcisło T, Rogowski T (2006). Rola wielonienasyconych kwasów tłuszczowych omega-3 w organizmie człowieka. Cardiovascular Forum. 11:39-43.
• Yonezawa T, Haga S, Kobayashi Y, Katoh K, Obara Y (2008). Unsaturated fatty acids promote proliferation via ERK1/2 and Akt pathway in bovine mammary epithelial cells. Biochem Biophys Res Comun. 367:729-737.
• Zheng Y, Eilertsen KJ, Ge L, Zhang L, Sundberg JP, Prouty SM, Stenn KS, Parimoo S (1999).
• Scd1 is expressed in sebaceous glands and is disrupted in the asebia mouse. Nat Genet. 23:268-270.