Loading...
Projekti / Programi vir: ARRS

Določanje parametrov krvi in zunajceličnih veziklov za optimizacijo športnih rezultatov

Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
5.10.02  Družboslovje  Šport  Kineziologija - medicinski vidik (ortopedija, fiziatrija itn.) 

Koda Veda Področje
B000  Biomedicinske vede   

Koda Veda Področje
3.03  Medicinske in zdravstvene vede  Zdravstvene vede 
Ključne besede
Športni rezultati; Zunajcelični vezikli; Krvne preiskave, Bionanosenzor (Sport results; Extracellular vesicles; Blood tests; Bionanosensor)
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (31)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacij
1.  34541  dr. Metka Benčina  Materiali  Raziskovalec začetnik  2017  65 
2.  37417  dr. Mitja Drab  Fizika  Raziskovalec  2016 - 2018  58 
3.  33470  dr. Barbara Drašler  Biologija  Raziskovalec  2016  45 
4.  11155  dr. Damjana Drobne  Biologija  Raziskovalec  2016 - 2018  820 
5.  21314  dr. Miha Fošnarič  Fizika  Raziskovalec  2017 - 2018  150 
6.  04634  dr. Aleš Iglič  Sistemi in kibernetika  Raziskovalec  2016 - 2018  909 
7.  34488  dr. Roghayeh Imani  Sistemi in kibernetika  Raziskovalec  2016  25 
8.  24447  dr. Anita Jemec Kokalj  Biologija  Raziskovalec  2016 - 2018  263 
9.  50196  Matej Kleva    Tehnični sodelavec  2017 - 2018  20 
10.  23936  Patricia Kompara    Tehnični sodelavec  2016 - 2018 
11.  35369  dr. Veno Kononenko  Biokemija in molekularna biologija  Raziskovalec  2018  55 
12.  33307  dr. Katja Koren  Šport  Raziskovalec  2017 - 2018  41 
13.  05916  dr. Veronika Kralj Iglič  Nevrobiologija  Vodja projekta  2016 - 2018  813 
14.  37148  Judita Lea Krek  Nevrobiologija  Raziskovalec  2016 - 2017  17 
15.  39924  mag. Tomaž Lampe  Sistemi in kibernetika  Raziskovalec  2018  136 
16.  34516  dr. Uroš Marušič  Šport  Raziskovalec  2017 - 2018  285 
17.  35503  dr. Tina Mavrič  Kemijsko inženirstvo  Raziskovalec  2018  13 
18.  36461  dr. Luka Mesarec  Fizika  Raziskovalec  2017 - 2018  57 
19.  25432  dr. Nina Mohorko  Javno zdravstvo (varstvo pri delu)  Raziskovalec  2016  153 
20.  33881  dr. Shawnda Morrison  Srce in ožilje  Raziskovalec  2016  180 
21.  33175  dr. Sara Novak  Biologija  Raziskovalec  2016 - 2017  92 
22.  35614  dr. Ljubiša Pađen  Javno zdravstvo (varstvo pri delu)  Raziskovalec  2016 - 2018  183 
23.  31212  dr. Manca Pajnič  Javno zdravstvo (varstvo pri delu)  Raziskovalec  2016 - 2018  201 
24.  11612  dr. Rado Pišot  Šport  Raziskovalec  2016 - 2018  973 
25.  31634  dr. Saša Pišot  Družboslovje  Raziskovalec  2017 - 2018  154 
26.  24830  dr. Nadja Plazar  Medicina  Raziskovalec  2017 - 2018  180 
27.  21102  dr. Boštjan Šimunič  Računalniško intenzivne metode in aplikacije  Raziskovalec  2016 - 2018  547 
28.  31673  dr. Roman Štukelj  Šport  Raziskovalec  2016 - 2018  110 
29.  11539  dr. Polonca Trebše  Varstvo okolja  Raziskovalec  2016  492 
30.  34203  dr. Ekaterina Yurieva Gongadze  Nevrobiologija  Raziskovalec  2016 - 2018  70 
31.  50436  dr. Damir Zubac  Šport  Raziskovalec  2017 - 2018  58 
Organizacije (4)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacij
1.  0382  Univerza v Ljubljani, Zdravstvena fakulteta  LJUBLJANA  1627155  13.852 
2.  0481  Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta  Ljubljana  1626914  64.121 
3.  1510  Znanstveno-raziskovalno središče Koper  Koper  7187416000  11.576 
4.  1538  Univerza v Ljubljani, Fakulteta za elektrotehniko  Ljubljana  1626965  26.066 
Povzetek
Znanstvena izhodišča: Sestava krvi in lastnosti njenih sestavin sta pomembna dejavnika pri doseganju športnih rezultatov kot tudi pokazatelj zdravstvenih tveganj. Zunajcelični vezikli (ZV) (Slika 1 v priponki) so majhni (reda 20 nanometrov-1000 nanometrov), z membrano obdani celični fragmenti, ki nastanejo v zadnji fazi brstenja membrane ali ob celični smrti, ko se sprostijo v okolno raztopino in postanejo gibljivi s telesnimi tekočinami, predvsem krvjo. Izolacija ZV iz telesnih tekočin (predvsem krvi) in njihovo določanje (merjenje koncentracije in sestave) odraža status celega organizma, predvsem pa krvnih celic, krvne plazme in endotelija. Problem: Ni znano, kakšni so učinki specifičnih športnih aktivnosti in dejavnikov, povezanih z rezultati tekmovalnega in rekreativnega športa, na mehanizme, povezane z ZV. Zanima nas, kako različne telesne aktivnosti (aerobna, anaerobna, intenzivnost vadbe, trajanje vadbe, stopnja utrujenosti, način vadbe in tekmovalni nivo športnika), vplivi okolja (hipoksija, temperatura, onesnaženost), vnos različnih snovi v telo (voda, prehranski dodatki), in telesne lastnosti (spol, starost, indeks telesne mase, maščobne in mišične mase) vplivajo na mikrovezikulacijo in vitro in ex vivo in kako so ti procesi povezani s sestavo krvi.  Cilji: Želimo izdelati metodo za spremljanje, predvidevanje in optimizacijo športnih rezultatov,  ki temelji na določanju ZV v izolatih iz krvi. Ta metoda bo izboljšala načrtovanje priprave za športne dosežke in zmanjšala tveganje za neželjene pojave kot so preobremenitev srčno-žilnega in živčnega sistema, oksidativni stres in tromboembolije. Pri tem bomo upoštevali tudi nekatere izbrane dejavnike okolja, s posebnim poudarkom na nanodelcih, ki tudi lahko povzročajo oksidativni stres. Športne rezultate in telesni status športnikov bomo interpretirali v luči biomarkerjev ZV in sestave krvi. Na osnovi interakcij ZV z nanodelci bomo zasnovali bionanosenzor za spremljanje statusa preiskovanca. Metode: Določali bomo standardne parametre krvi (števila različnih vrst celic, njihovo prostornino in ustrezne porazdelitve), faktorje aktivacije celic, rastne hormone, holesterol, vnetne in protivnetne faktorje in faktorje strjevanja krvi), s citometrijo in z ELISA testi. Stanje holinergičnega sistema bomo merili s spektroskopskimi metodami.  Izolirali bomo ZV (s centrifugiranjem in izpiranjem vzorcev). S pretočnim citometrom bomo določali koncentracijo ZV in prisotnost markiranih specifičnih receptorjev. Vpliv učinkovin in onesnažil bomo študirali preko njihove interakcije s krvnimi celicami in fosfolipidnimi mehurčki. Indirektne učinke kot sta osmoza in interakcija z dodanimi snovmi bomo obravnavali in vitro z različnimi mikroskopskimi tehnikami in pretočno citometrijo, ter opisali s teoretičnimi modeli, ki upoštevajo zakone mehanike in termodinamike. Študirali bomo odzive tekmovalnih in rekreativnih športnikov obeh spolov na kronične in akutne aerobne in anaerobne napore med pripravami (tudi na vročem, hipoksičnem in onesnaženem zraku), pred in po reprezentativni tekmi in v procesu obnove. Študirali bomo akutne odzive na stanje hidriranosti in prehranske dodatke. Stopnjo periferne in centralne utrujenosti direktno po vadbi bomo merili s tenziomiografsko metodo.  Pričakovani rezultati: Na osnovi izboljšanja endogenih mehanizmov pri športnikih bomo izdelali protokole kot osnovo personaliziranega plana priprave športnika za doseganje najboljših rezultatov. Rezultati raziskave bodo prispevali k zmanjšanju tveganja za neželene učinke na zdravje. Izboljšali bomo metodo za določanje ZV s protokolom o vnosu vode in hrane ter z navodili o predhodni telesni aktivnosti. Zasnovali bomo bionanosenzor za določanje ZV.
Pomen za razvoj znanosti
V strokovni literaturi pogosto ugotavljajo, da so metode, ki temeljijo na ZV, obetavne, ker naslavljajo temeljne fiziološke in patofiziološke mehanizme. Vendar pa nam ni znano, da bi bile na enak način obravnavane različne skupine preiskovancev, kar je nujno za celostno razumevanje vloge ZV. Predlagana študija je obsežna in vključuje različne skupine preiskovancev ter različne dejavnike v okviru fizioloških pogojev. Zato bo pomembno prispevala k boljšemu razumevanju fiziološke vloge ZV v povezavi s telesno aktivnostjo. Rezultati bodo omogočili določanje povezav med parametri ZV in standardnimi parametri krvi. Pridobili bomo podatke o vplivu telesne aktivnosti in vnosu nekaterih snovi (vode in prehranskih dodatkov) na vezikulabilnost celic v krvi, ter o tem, kaj to pomeni za športne rezultate in zdravstvena tveganja. Nove metode in tehnologije za določanje ZV, ki jih bomo razvili, bodo uporabne za sledenje statusa športnikov. Prispevale bodo tudi k preboju diagnostičnih in terapevtskih metod, ki temeljijo na ZV, v klinično prakso. S financiranjem nadaljevanja našega dela bi lahko ostali v stiku z vodilnimi skupinami na področju EV (project COST, združenje ISEV) in prispevali k izpolnitvi velikih pričakovanj glede ZV. Rezultati bodo prispevali k razumevanju temeljnih mehanizmov kot so oksidativni stres, imunski odziv, vnetje, presnova beljakovin, ogljikovih hidratov in maščob in hidriranost. Problematika nanodelcev (membranskih nanostruktur kot so ZV in nanotube in industrijskih nanodelcev) zahteva tudi razvoj novih teoretičnih opisov, prilagojenih za nano območje. Rezultati projekta bodo teoretični modeli, ki bodo obravnavali nespecifične biofizikalne lastnosti nanostruktur, kot so oblika molekul, njihova velikost in električne lastnosti. S tem bodo rezultati projekta prispevali k razvoju teoretične fizike. Izboljšano razumevanje procesov in mehanizmov, povezanih s telesno aktivnostjo bo športnikom omogočilo doseganje boljših rezultatov ter prispevalo k preprečevanju preobremenitve zaradi telesnih in duševnih naporov in k regeneraciji organizma. Rezultati projekta bodo prispevali k zmanjšanju uživanja nedovoljenih substanc, saj se bo optimizacija učinkovitosti organizma izkazala kot bolj pomembna.
Pomen za razvoj Slovenije
Sodelujemo s podjetjem Domel d.o.o., Železniki, Slovenija in Exosomics, Siena, Italija. Strokovnjaki iz Domela d.o.o. so za namen izolacije ZV v okviru evropskega projekta IMIPEB (EUREKA) izdelali swinging rotor za velike pospeške, ki ga uporabljamo pri izolaciji. Vendar pa preboj na globalno tržišče pričakujemo predvsem z izboljšavo protokola za izolacijo ZV, ki je tudi predmet predlaganega projekta. Tržišče za nove tehnologije za testiranje in diagnostiko (pripomočki kot so centrifuge z dodatki, termobloki in  biosenzorji, protokoli za testiranje), ki temeljijo na ZV, je neomejeno. Nove tehnologije bodo omogočile odpiranje novih delovnih mest. Metode za analizo krvi, ki temeljijo na ZV, še niso standardizirane. S prispevkom k razumevanju mehanizmov ZV bomo lahko sodelovali pri standardiziranju metod in bomo tudi lahko udeleženi pri določanju tehnologij, ki bodo zavezujoče pri oceni kvalitete storitev. Rezultati bodo pomembno vplivali na razvoj minimalno invazivne diagnostike z biosenzorji. Mehanizmi, ki jih bomo obravnavali, so temeljni za oceno fiziološkega stanja kot tudi za diagnostiko različnih bolezni. Projekt bo podprl partnerje (UL in PU) pri mednarodnem sodelovanju, s tem povečal ugled Slovenije v mednarodnem znanstvenem prostoru in k zmanjšanju razlik med visoko razvitimi državami in Slovenijo.
Najpomembnejši znanstveni rezultati Vmesno poročilo, zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati Vmesno poročilo, zaključno poročilo
Zgodovina ogledov
Priljubljeno