Štúdium vzájomnej interakcie farmakologického diazoxidom indukovaného preconditioningu s akútnym streptozotocínovým diabetom

Úvod:

Diazoxid (DZX) je často používaný na indukciu farmakologického preconditioningu myokardu v animálnych modeloch. Táto zlúčenina bola pôvodne označovaná ako otvárač mitochondriových od ATP závislých draslíkových kanálov (K_ATP). I napriek jeho viac preskúmaným, prevažne negatívnym účinkom akými sú: inhibícia Krebsovho cyklu na úrovni sukcinátdehydrogenázy, podpora tvorby voľných radikálov a jeho prvoradé pôsobenie na aktiváciu PKC-ε ako na otváranie K_ATP- kanálov, ostáva otázka molekulárneho mechanizmu kardioprotektívneho účinku DZX naďalej málo objasnená. V ďalších štúdiach bol však potvrdený protektívny vplyv akútneho streptozotocínového diabetu na myokard vplyvom zvýšenej aktivity Mg²⁺-ATPázy, ktorá s týmto procesom úzko súvisí. Cieľom štúdie bolo objasniť úlohu mitochondriovej Mg²⁺-ATPázy a membánovej fluidity v mechanizme účinku DZX a priblížiť tak využitelnosť farmakologického preconditioningu v praxi.  

Metódy:

Experimenty boli vykonané na 9-11 týždňových potkanoch samcov kmeňa Wistar rozdelených na kontrolnú zdravú (n=16) a diabetickú (n=16) skupinu. Akútny (8-dňový) diabetes bol indukovaný jednorazovou dávkou streptozotocínu (65 mg.kg^-1, i.p.). Srdcové mitochondrie izolované diferenciálnou centrifugáciou boli vystavené účinku DZX (0-7 μmol.l^-1). Aktivita mitochondriovej ATPsyntázy, stanovená v obrátenom smere jej reakcie, (Mg²⁺-ATPáza) ako množstvo P_i  uvoneľného pri štiepení ATP. Fluidita lipidovej dvojvrstvy mitochondriovej membrány bola stanovená meraním fluorescenčnej anizotropie fluorescenčnou sondou  1,6- difenyl-1,3,5-hexatriénu.

Výsledky:

Aktivita mitochondriovej Mg²⁺-ATPázy sa počnúc koncentráciou 3,5 μmol.l^-1 DZX postupne zvyšovala a to v oboch experimentálnych skupinách, pričom štatistická významnosť (p<0,05) bola dosiahnutá len v skupine kontrolných zvierat v prítomnosti DZX 5; 6 a 7 μmol.l^-1. Stimulácia enzýmovej aktivity nebola sprevádzaná významným (p˃0,05) zvýšením membránovej fluidity mitochondrií ani v jednej z experimentálnych skupín.

Záver:

Pozitívny účinok DZX sa neprejavil v plnej miere, nakoľko v diabetických srdciach bola Mg²⁺-ATPázová aktivita aj fluidita vystimulovaná už pôsobením samotného diabetu. I napriek tomu vplyv akútneho diabetu a farmakologického DZX indukovaného preconditioningu mal aditívny účinok. Kinetické parametre ukazujú, že DZX priamo interaguje s molekulou mitochondriovej Mg²⁺-ATPázy a to spôsobom nekompetetívnej aktivácie.