Laboratorium Zdrowia Mięśni
Klinika Rehabilitacji
Wydział Nauk o Zdrowiu z Instytutem Medycyny Morskiej i Tropikalnej
O NAS
Laboratorium Zdrowia Miesni (LZM) to nowoczesna jednostka badawcza, której działalność skupia się na badaniu zjawisk towarzyszących prewencji, uszkodzeniu i regeneracji mięśni zarówno szkieletowych, jak i mięśnia sercowego. W centrum badań Zespołu jest analiza funkcji mitochondriów, jako centr energetycznych komórek mięśniowych, których dysfunkcja prowadzi do zmian patologicznych i towarzyszy wielu chorobom, w tym nieuleczalnym u ludzi. Członkowie Zespołu mają wieloletnie doświadczenie zdobyte podczas realizacji grantów naukowych oraz współpracy z ośrodkami z kraju i zza granicy.
Jednostka dysponuje wyposażeniem pozwalającym na prowadzenie analiz na materiale pochodzącym od ludzi i zwierząt oraz eksperymentów in vitro. Doświadczenie Zespołu pozwala także na realizację badań na modelach zwierzęcych ludzkich chorób w tym stwardnienia zanikowego bocznego (ALS) czy modelu niewydolności serca z zachowaną frakcją wyrzutową serca (HFpEF).
Działalność naukowa
Zespół przeprowadza następujące analizy:
I. Izolacja i pomiar funkcji mitochondriów w tym:
1. Izolacja mitochondriów z różnych tkanek zwierzęcych. Rozdział mitochondriów na mitochondria zawierające fragmenty retikulum sarkoplazmatyczne -„crude” oraz frakcję „czystych” mitochondriów – „pure”. Identyfikacja jakości czystości izolowanych mitochondriów, w tym struktur MAMs (błon retikulum sarkoplazmatycznego związanych z zewnętrzną błoną mitochondrialną).
2. Pomiar aktywności markerowych enzymów mitochondrialnych (Cyklu Krebsa, Beta-oksydacji i innych enzymów metabolizmu energetycznego komórek).
3. Pomiar aktywności kompleksów łańcucha oddechowego.
4. Pomiar aktywności mitochondrialnych enzymów antyoksydacyjnych.
5. Pomiar bioenergetyki mitochondriów, przy użyciu elektrody tlenowej o wysokiej czułości, z izolowanych z tkanek, w homogenatach tkanek lub w komórkach z hodowli komórkowych:
- określanie funkcji mitochondriów (OCE: OXPHOS couplingefficiency)
- szybkości zużycia tlenu dla różnych substratów energetycznych (CI i CI+CII)
- badanie wpływu różnych związków chemicznych na bioenergetykę mitochondriów w różnych modelach eksperymentalnych
- badanie wskaźników stresu oksydacyjnego w mitochondriach
- badanie indukowanego jonami wapnia zjawiska pęcznienia mitochondriów
6. Badanie stężeń mitochondrialnego cholesterolu oraz białek związanych z transportem cholesterolu w obrębie mitochondriów
7. Badanie bioenergetyki komórek jednojądrzastych krwi obwodowej (PBMC) pochodzących od pacjentów z wykorzystaniem autorskiego protokołu izolacji PBMC o wysokim stopniu czystości frakcji PBMC.
II. Ocena ryzyka kontuzji w obrębie kończyn górnych i dolnych u osób aktywnych przy użyciu testów: systemu oceny funkcjonalnej (FMS) oraz oceny równowagi i stabilności dynamicznej kończyn dolnych i górnych (Y-blance test)
III. Pośrednia ocena funkcji mięśnia sercowego oraz ograniczeń wysiłkowych:
- sercowo-płucny test wysiłkowy (ang. CPET, cardio-pulmonary exercise test) z oceną wysiłkowego EKG,
- ocena tolerancji wysiłku fizycznego oraz parametrów oddechowych i metabolicznych, takich jak: maksymalne zużycie tlenu (VO₂peak/VO₂max), produkcja dwutlenku węgla (VCO₂), wentylacja minutowa (VE), współczynnik oddechowy (respiratory exchange ratio – RER), progi wentylacyjne (VT1 i VT2), częstość rytmu serca (HR), ciśnienie tętnicze oraz saturacja krwi tętniczej tlenem (SpO₂).
Dostępne urządzenia i aparatura
- Oxygraf-2K firmy Oroboros wyposażony w elektrodę tlenową o bardzo dużej czułości
- Elektroda tlenowa Clarka firmy Oxytherm
- Wirówka firmy ependorf
- Wirówka Optima XPN-80 Ultracentrifuge z prędkością maksymalną 80.000 rpm, 48300 xg
- Zestaw aparatury do analiz Western Blot
- Laboratorium przystosowane do prowadzenia hodowli komórkowej
- Zestawy do wykonania i analizy wyników w testach FMS i Y-balance
- Ergospirometr Cortex Metamax, bieżnia mechaniczna Woodway, ergoemtr rowerowy Lode, ergospirometr Schillera
- Platforma do ćwiczeń równowagi z oprogramowaniem Libra \
Publikacje
Siedzik K, Góral K, Rodziewicz-Flis E, Olek RA, Ziółkowski W. (2025) Impact of a Fish-Based Restrictive Ketogenic Diet on Body Composition and Strength Capacity: A Pre-Post Study. Nutrients. 17:1297.
Białobrodzka E, Flis DJ, Akdogan B, Borkowska A, Wieckowski MR, Antosiewicz J, Zischka H, Dzik KP, Kaczor JJ, Ziolkowski W. (2024) Amyotrophic Lateral Sclerosis and swim training affect copper metabolism in skeletal muscle in a mouse model of disease. Muscle Nerve. 70:1111-1118.
Dzik KP, Flis DJ, Kaczor-Keller KB, Bytowska ZK, Karnia MJ, Ziółkowski W, Kaczor JJ. (2024) Spinal cord abnormal autophagy and mitochondria energy metabolism are modified by swim training in SOD1-G93A mice. J Mol Med (Berl). 102:379-390.
Halon-Golabek M, Flis DJ, Zischka H, Akdogan B, Wieckowski MR, Antosiewicz J, Ziolkowski W. (2024) Amyotrophic lateral sclerosis associated disturbance of iron metabolism is blunted by swim training-role of AKT signaling pathway. BiochimBiophys Acta Mol Basis Dis. 1870:167014.
Cieminski K, Flis DJ, Dzik KP, Kaczor JJ, Wieckowski MR, Antosiewicz J, Ziolkowski W. (2022) Swim Training Affects on Muscle Lactate Metabolism, Nicotinamide Adenine Dinucleotides Concentration, and the Activity of NADH Shuttle Enzymes in a Mouse Model of Amyotrophic Lateral Sclerosis. Int J Mol Sci. 23:11504.
Flis DJ, Bialobrodzka EG, Rodziewicz-Flis EA, Jost Z, Borkowska A, Ziolkowski W, Kaczor JJ. (2022) The Effect of Long-Lasting Swimming on Rats Skeletal Muscles Energy Metabolism after Nine Days of Dexamethasone Treatment. Int J Mol Sci. 23:748
Dzik KP, Flis DJ, Bytowska ZK, Karnia MJ, Ziolkowski W, Kaczor JJ. (2021) Swim Training Ameliorates Hyperlocomotion of ALS Mice and Increases Glutathione Peroxidase Activity in the Spinal Cord. Int J Mol Sci. 22:11614.
Cieminski K, Flis DJ, Dzik K, Kaczor JJ, Czyrko E, Halon-Golabek M, Wieckowski MR, Antosiewicz J, Ziolkowski W. (2021) Swim training affects Akt signaling and ameliorates loss of skeletal muscle mass in a mouse model of amyotrophic lateral sclerosis. Sci Rep. 11:20899.
Lee M, Goral K, Flis D, Skrobot W, Cieminski K, Olek R, Akimoto T, Ziolkowski W. (2021) Changes in Urinary Titin Fragment in Response to Different Types of Dynamic Eccentric Exercises. Int J Sports Med. 42:432-440.
Borkowska A, Ziolkowski W, Kaczor K, Herman-Antosiewicz A, Knap N, Wronska A, Antosiewicz J. (2021) Homocysteine-induced decrease in HUVEC cells’ resistance to oxidative stress is mediated by Akt-dependent changes in iron metabolism. Eur J Nutr. 60:1619-1631.
Stegemann A, Flis D, Ziolkowski W, Distler JHW, Steinbrink K, Böhm M. (2020) The α7 Nicotinic Acetylcholine Receptor: A Promising Target for the Treatment of Fibrotic Skin Disorders. J Invest Dermatol. 140:2371-2379.
Flis DJ, Dzik K, Kaczor JJ, Cieminski K, Halon-Golabek M, Antosiewicz J, Wieckowski MR, Ziolkowski W. (2019) Swim Training Modulates Mouse Skeletal Muscle Energy Metabolism and Ameliorates Reduction in Grip Strength in a Mouse Model of Amyotrophic Lateral Sclerosis. Int J Mol Sci. 20:233.
Flis, D.J., Dzik, K., Kaczor, J.J., Halon-Golabek, M., Antosiewicz, J., Wieckowski, M.R., Ziolkowski, W. (2018) Swim training modulates skeletal muscle energy metabolism, oxidative stress and the mitochondrial cholesterol content in Amyotrophic Lateral Sclerosis mice. Oxid. Med. Cell Longev. 2018:5940748.
Kleszczyński K, Bilska B, Stegemann A, Flis DJ, Ziolkowski W, Pyza E, Luger TA, Reiter RJ, Böhm M, Slominski AT. (2018)Melatonin and Its Metabolites Ameliorate UVR-Induced Mitochondrial Oxidative Stress in Human MNT-1 Melanoma Cells. Int J Mol Sci. 19:3786.
Flis DJ, Dzik K, Kaczor JJ, Halon-Golabek M, Antosiewicz J, Wieckowski MR, Ziolkowski W. (2018) Swim Training Modulates Skeletal Muscle Energy Metabolism, Oxidative Stress, and Mitochondrial Cholesterol Content in Amyotrophic Lateral Sclerosis Mice. Oxid Med Cell Longev. 2018:5940748.
Olek RA, Kujach S, Ziemann E, Ziolkowski W, Waz P, Laskowski R. (2018) Adaptive Changes After 2 Weeks of 10-s Sprint Interval Training With Various Recovery Times. Front Physiol. 9:392.
Zajączkowski S, Ziółkowski W, Badtke P, Zajączkowski MA, Flis DJ, Figarski A, Smolińska-Bylańska M, Wierzba TH. (2018) Promising effects of xanthine oxidase inhibition by allopurinol on autonomic heart regulation estimated by heart rate variability (HRV) analysis in rats exposed to hypoxia and hyperoxia. PLoS One. 13:e0192781.
Halon-Golabek M, Borkowska A, Kaczor JJ, Ziolkowski W, Flis DJ, Knap N, Kasperuk K, Antosiewicz J. (2018) hmSOD1 gene mutation-induced disturbance in iron metabolism is mediated by impairment of Akt signalling pathway. J Cachexia Sarcopenia Muscle. 9:557-569.
Szymański J, Janikiewicz J, Michalska B, Patalas-Krawczyk P, Perrone M, Ziółkowski W, Duszyński J, Pinton P, Dobrzyń A, Więckowski MR. (2017) Interaction of Mitochondria with the Endoplasmic Reticulum and Plasma Membrane in Calcium Homeostasis, Lipid Trafficking and Mitochondrial Structure. Int J Mol Sci. 18:1576.
Flis DJ, Olek RA, Kaczor JJ, Rodziewicz E, Halon M, Antosiewicz J, Wozniak M, Gabbianelli R, Ziolkowski W.(2016) Exercise-induced changes in caveolin-1, depletion of mitochondrial cholesterol, and the inhibition of mitochondrial swelling in rat skeletal muscle but not in the liver.Oxid. Med. Cell. Longev. 2016:3620929.
Ziolkowski W, Flis DJ, Halon M, Vadhana DM, Olek RA, Carloni M, Antosiewicz J, Kaczor JJ, Gabbianelli R. (2015) Prolonged swimming promotes cellular oxidative stress and p66Shc phosphorylation, but does not induce oxidative stress in mitochondria in the rat heart. Free Radic Res. 49:7-16.
Ziolkowski W, Vadhana M S D, Kaczor JJ, Olek RA, Flis DJ, Halon M, Wozniak M, Fedeli D, Carloni M, Antosiewicz J, Gabbianelli R. (2013) Exercise-induced heart mitochondrial cholesterol depletion influences the inhibition of mitochondrial swelling. Exp Physiol. 98:1457-68.
Ziolkowski W, Szkatula M, Nurczyk A, Wakabayashi T, Kaczor JJ, Olek RA, Knap N, Antosiewicz J, Wieckowski MR, Wozniak M. (2010) Methyl-beta-cyclodextrin induces mitochondrial cholesterol depletion and alters the mitochondrial structure and bioenergetics. FEBS Lett. 584:4606-10.
Halon M, Sielicka-Dudzin A, Wozniak M, Ziolkowski W, Nyka W, Herbik M, Grieb P, Figarski A, Antosiewicz J. (2010) Up-regulation of ferritin ubiquitination in skeletal muscle of transgenic rats bearing the G93A hmSOD1 gene mutation. NeuromusculDisord. 20:29-33.
Loch T, Vakhrusheva O, Piotrowska I, Ziolkowski W, Ebelt H, Braun T, Bober E. (2009) Different extent of cardiac malfunction and resistance to oxidative stress in heterozygous and homozygous manganese-dependent superoxide dismutase-mutant mice. Cardiovasc Res.82:448-57.
Kaczor JJ, Ziolkowski W, Antosiewicz J, Hac S, Tarnopolsky MA, Popinigis J. (2006) The effect of aging on anaerobic and aerobic enzyme activities in human skeletal muscle. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 61:339-44.
Kaczor JJ, Ziolkowski W, Popinigis J, Tarnopolsky MA. (2005) Anaerobic and aerobic enzyme activities in human skeletal muscle from children and adults. Pediatr Res. 57:331-5.
KONTAKT
Klinka Rehabilitacji
Gdański Uniwersytet Medyczny
al. Zwycięstwa 30
80-219 Gdańsk
tel: 58 347 16 40
Laboratorium Zdrowia Mięśni
przy Klinice Rehabilitacji
Gdański Uniwersytet Medyczny
al. Zwycięstwa 30
80-219 Gdańsk
tel: 58 347 16 40
Kierownik Pracowni Regeneracji Mięśni
Prof. Wiesław Ziółkowski
e-mail: wieslaw.ziolkowski@gumed.edu.pl
Kierownik/Orydnator Kliniki Rehabilitacji
prof. Dominika Szalewska
e-mail: dominika.szalewska@gumed.edu.pl
Badacze
dr Marzena Olszewska-Karaban
e-mail: marzena.olszewska-karaban@gumed.edu.pl
dr n. med. Agnieszka Sobierajska-Rek
e-mail: sobierajska@gumed.edu.pl
we współpracy z:
dr Damian Flis
e-mail: damian.flis@gumed.edu.pl
Katedra i Zakład Patofizjologii Farmaceutycznej
Wydział Farmaceutyczny
dr Andzelika Borkowska
e-mail: andzelika.borkowska@gumed.edu.pl
Zakład Bioenergetyki i Fizjologii Wysiłku Fizycznego
Wydział Nauk o Zdrowiu z Instytutem Medycyny Morskiej i Tropikalnej
fot. archiwum prywatne