Zmiany metabolizmu komórek w obecności substancji aktywnych mikrobiologicznie pochodzenia roślinnego

Mitochondria are one of the most important organelles responsible for producing energy in the cell as a result of the breakdown of simple organic substances. Depending on the metabolic strategies of cells, their contribution to metabolism may vary in different cell types. Experiments aimed to determine the differences in the rate of mitochondrial metabolism between human keratinocytes and stem cells derived from dental pulp and the effect of active substances from Pelargonium sidoides on the mitochondrial functionality of the above-mentioned cells in in vitro cultures. Experimental results have shown that stem cells obtained from dental tissues have similar mitochondrial oxygen metabolism, while the mitochondrial activity of keratinocytes is definitely lower. Active substances derived from P. sidoides root extract and proanthocyanidins isolated from them reduce the mitochondrial activity of all tested cell types observed on the basis of the reduced potential of the inner mitochondrial membrane and the increased level of free radicals. However, for keratinocytes remaining in the environment of active substances, the expression of cytochrome c increases, whereas in cells of dental origin it decreases. Active substances derived from P. sidoides also increase the number of cytoplasmic vesicles in stem cells from dental tissues, which is not observed in keratinocytes. The obtained results suggest that active plant substances can indirectly, through the formation of free radicals and directly affect the mitochondria of cells, affecting their functionality. The mechanism of action is unknown, but it varies depending on the metabolic type of cells, the degree of their differentiation and the tissue niche they come from.

Mitochondria to jedne z najważniejszych organelli odpowiedzialnych za produkcję energii w komórce, w wyniku rozkładu prostych substancji organicznych. W zależności od strategii metabolicznych komórek, ich udział w przemianie materii może się różnić w poszczególnych typach komórek. Niniejsze doświadczenia miały na celu określić różnice w tempie metabolizmu mitochondrialnego pomiędzy ludzkimi keratynocytami oraz komórkami macierzystymi pochodzącymi z miazgi zębowej i wpływ substancji aktywnych z Pelargonium sidoides na funkcjonalność mitochondrialną ww. komórek w hodowlach in vitro. Wyniki doświadczeń wykazały, że komórki macierzyste pozyskiwane z tkanek zębowych cechuje zbliżony tlenowy metabolizm mitochondrialny, podczas gdy aktywność mitochondrialna keratynocytów jest zdecydowanie mniejsza. Substancje aktywne pochodzące z ekstraktu korzenia P. sidoides oraz izolowane z nich proantocyjanidyny zmniejszają aktywność mitochondrialną wszystkich badanych typów komórek obserwowaną na podstawie obniżonego potencjału wewnętrznej błony mitochondrialnej oraz zwiększonego poziomu wolnych rodników. Jednak w przypadku keratynocytów pozostających w środowisku aktywnych substancji zwiększa się ekspresja cytochromu c, podczas gdy w komórkach pochodzenia zębowego ulega ona zmniejszeniu. Substancje aktywne pochodzące z P. sidoides zwiększają również liczebność pęcherzyków cytoplazmatycznych w komórkach macierzystych z tkanek zębowych, czego nie obserwuje się w keratynocytach. Uzyskane wyniki sugeruję, iż roślinne substancje aktywne mogą pośrednio, poprzez tworzenie wolnych rodników oraz bezpośrednio oddziaływać na mitochondria komórek wpływając na ich funkcjonalność. Mechanizm działania nie jest znany, ale odmienny w zależności od typu metabolicznego komórek, stopnia ich zróżnicowania oraz niszy tkankowej z jakiej pochodzą.