Sazrevanje spermatozoida do stepena potentnih, fertilno sposobnih ćelija, sama fertilizacija i razvoj embriona in vivo i tokom in vitro fertilizacije (IVF) su redoks senzitivni procesi. Reaktivne vrste kiseonika i azota (engl. reactive oxygen i nitrogen species, ROS i RNS), superoksid anjon radikal (O2•─) i azot oksid (•NO), imaju važnu regulatornu ulogu na nivou svih stupnjeva fertilizacije, inicijatori su kapacitacije i efektori fertilizacije.

Sistemi koji produkuju O 2•─ i •NO specifični su u reproduktivnim ćelijama, njihova regulacija takođe. Bez O2•─ i •NO nema novog života, ali se o mehanizmima redoks regulacije tokom fertilizacije nedovoljno zna.

Redoks regulacija je fundametalni princip kontrole ćelijskih procesa. Čvrsto je spregnuta sa energetskim metabolizmom. To zahteva orkestriranu akciju od nivoa unutarćelijskih organela do tkiva i organa: belo i mrko masno tkivo, jetra, mišići, pankreas, mozak. Redoks regulacija energetskog metabolizma uključena je u održanje homeostaze fizioloških stanja koja se karakterišu povećanim zahtevima za energijom: aklimacija na nisku temperaturu, hibernacija, kao i brojnih patoloških stanja: dijabetes, gojaznost, metabolički sindrom.

U ovom projektu, u navedenim fiziološkim i patofiziološkim stanjima, sa posebnim akcentom na belo i mrko masno tkivo, ispitivaće se odgovor adipocita na strukturnom, metaboličkom i endokrinom nivou u specifičnim animalnim modelima i humanim studijama. Istraživanja će biti usmerena ka esencijalnim ćelijskim procesima: proliferaciji i diferencijaciji adipocita, ćelijskoj smrti, mitohondriogenezi, oksidativnoj fosforilaciji i termogenezi. Integracija metaboličke kontrole između adipoznih tkiva i neadipoznih organa/tkiva i odgovor u njima, proučavaće se sa fokusom na adipocitokine i njihovo autokrino/parakrino i delovanje kao hormona.

Najnovija istraživanja pokazuju da su se evolutivno razvili različiti, nedovoljno istraženi mehanizmi kojima reaktivne vrste kiseonika (reactive oxygen species, eng: ROS skr.) osim izazivanja oksidativnih oštećenja ćelija, deluju i kao oksidaciono/redukcioni prekidači u procesima redoks signalinga pri održavanju homeosteze. Količina ROS je određena balansom stope stvaranja i aktivnošću antioksidativnog sistema i u dinamičkoj je interakciji sa metaboličkim putevima regulacije homeostaze. Stoga je cilj ovog projekta da se bliže ispitaju mehanizmi redoks signalinga posredovani sa ROS i odredi njihov značaj i povezanost sa drugim regulacionim putevima u procesima održavanja homeostaze, adaptaciji i izvesnim patološkim stanjima. Planirana istraživanja bi se vršila na dobro standardizovanim model sistemima dosad već primenjivanim od strane istraživača ovog projekta (holometabolni insekti, izolovani organi, krv ljudi). Upotrebom biohemijskih, molekularno-bioloških i farmakoloških tehnika identifikovale bi se dominantne ROS, odredio status antioksidativne odbrane, i njihov uticaj na funkcionalno stanje ćelijskih receptora i ekspresiju gena vezanih za procese metaboličke adaptacije. Na osnovu ovih istraživanja dobili bi se podaci koji bi se mogli koristiti za analizu različitih patoloških stanja, s tim da bi se na ovom projektu usredsredili na šizofreniju i kancer za koje je radovima istraživača ovog projekta pokazano da u patologiji imaju redoks poremećaj sa disbalansom ROS.

Posebnu oblast istraživanja predstavlja proučavanje regulacije zaštite od oksidacionih oštećenja aerobnih organizama u uslovima poremećene homeostaze. U okviru ovih proučavanja mogu se izdvojiti tri tematske celine:

1) Biomonitoring akvatičnih organizama. Molekularno fiziološki biomonitoring koji se zasniva na aktivnosti enzima antioksidacionog zaštitnog sistema kao biohemijskih biomarkera: superoksid-dismutaze, katalaze, glutation-peroksidaze, glutation-reduktaze, glutation-S-transferaze, koncentracije vitamina E, vitamina C, glutationa kod aerobnih organizama je pokazao prednost u odnosu na klasične metode ekološkog i toksikološkog biomonitoring.

2) Toksikologija. Ispitivaće se efekti akutnog i hroničnog tretmana prooksidanta kadmijuma i cisplatina i protektivna uloga antioksidanata: koenzima Q10, vitamina C i Е, selena i maslinovog ulja na promene biohemijskih biomarkera oksidacionog stresa u krvi i tkivima Wistar pacova.

3) Biomarkeri i patofiziološka stanja. Proučavaće se efekti estradiola i njegova uloga u preeklampsiji, procena oksidacionih oštećenja i antioksidacionog kapaciteta zdravih tkiva u odgovoru na terapijske doze zračenja u terapiji karcinoma dojke, kao i patogeneza gastrointestinalnih oboljenja.