Ultramalé superparamagnetické nanočastice oxidov železa (USPIONs) majú vďaka magnetickým vlastnostiam potenciál byť využité v klinickej a biomedicínskej praxi. Možný rozpad obalu nanočastíc predstavuje riziko mechanického poškodenia cievneho systému a narušenie regulácie krvného tlaku (KT). Podobne, stres ovplyvňuje reguláciu KT. V súčasnosti však existuje len málo poznatkov o vplyve USPIONs na kardiovaskulárny systém v podmienkach stresu. V našej práci sme sa zamerali na zmeny stredného artériového tlaku (MAP) po podaní USPIONs u bdelých normotenzných 12-16 týždňových Wistar-Kyoto samčích potkanov v podmienkach akútneho stresu. Tie boli vystavené opakovanému krátkodobému stresovému podnetu vo forme 5 sekundového prúdu vzduchu do hornej časti hlavy – „air-jet“ stres.
Použili sme komerčne dostupné Fe3O4 nanočastice (Sigma-Aldrich, Nemecko, veľkosť jadra ~ 30 nm; hydrodynamický priemer 51 ± 16 nm, koncentrácia 1 mg Fe/ml), ktoré boli obalené polyetylénglykolom (PEG). Nanočastice boli potkanom podávané intravenózne injekčnou pumpou cez v. jugularis v koncentrácii 1 mg/kg hmotnosti potkana počas desiatich minút. Kontrolnej skupine bol identickým spôsobom podávaný fyziologický roztok. KT bol meraný kontinuálne (vzorkovacia frekvencia 1 kHz) cez katéter zavedený v a. carotis, pomocou prístroja PowerLab (AD Instruments, Nový Zéland) a použitím programu LabChart (AD Instruments, Nový Zéland), v ktorom sme vypočítali MAP ako 1/3 systolického tlaku + 2/3 diastolického tlaku krvi. Skupine vystavenej stresu bol aplikovaný air-jet stres 3-krát: prvýkrát 10 minút pred podaním látok, druhýkrát 10 min po podaní látok (USPIONs alebo fyziologický roztok) a tretíkrát po uplynutí 90 minút od druhého stresu.
Rozdiel ΔMAP medzi začiatkom (v čase cca 10-15 min od začatia merania) a koncom merania (v čase cca 2,5 hodiny od začiatku merania) bol v kontrolnej skupine 1,675 ± 1,797 mm Hg (ns) (aritmetický priemer ± SEM) a v skupine so stresom -8,473 ± 1,749 mm Hg (ns). V USPIONs skupine bol pozorovaný pokles ΔMAP (-2,936 ± 2,149 mm Hg; ns) a v skupine USPIONs so stresom (-21,3 ± 3,139 mm Hg; p < 0,05). Rozsah tlakovej odpovede na stresor sme hodnotili ako plochu pod tlakovou krivkou (AUC) počas 10 sekúnd od začiatku air-jet stresu. Zistili sme, že AUC počas druhého stresu bola po podaní USPIONs o 25,85 % vyššia a počas tretieho stresu bola o 48,85 % vyššia v porovnaní s prvým stresom.
Z našich výsledkov vyplýva, že intravenózne podávanie USPIONs znižuje MAP iba v prítomnosti stresu a dochádza k zvýšeniu tlakovej odpovede na stresový air-jet podnet po podaní USPIONs, ktorá po opätovnom impulze pretrváva aj po 90 minútach (3. stresový podnet).
Práca bola podporená grantami APVV-16-0263, VEGA 2/0160/17.
Biologická významnosť
Dobrý deň, ďakujeme za zaujímavý a pekne spracovaný príspevok. Chcem sa opýtať na biologický význam (rozsah pozorovaných zmien) a čím si vysvetľujete, že pri podaní častíc ide o pokles KT pri akútnom strese (a nie vzrast)? Ďakujem.
iwa
Re: Biologická významnosť
Dobrý deň, ďakujem za Vaše otázky a ospravedlňujem sa za neskorú odpoveď.
V prvom rade by som chcel zdôrazniť, že ide len o čiastkový výsledok komplexnejšieho experimentu. Naše zameranie v tomto smere z hľadiska biologického významu má širší rozmer, preto sa zameriam predovšetkým na ten náš.
V tomto prípade sme sledovali účinky ultra malých superparamagnetické nanočastíc na báze
oxidov železa (USPIONs) u normotenzných WKY potkanov rozdelené do 4-och skupín ako je to
uvedené v príspevku. Cieľom nášho experimentu bolo vyšetriť vplyv USPIONs na funkciu
a štruktúru cievnej steny (ale aj srdca a iných orgánov, čo nie je súčasťou mojej predkladanej práce) u normotenzných potkanov. Zároveň sme sledovali či akútny stres môže zvýšiť prestup USPIONs do buniek cievnej steny a či USPIONs môžu modifikovať funkciu kardiovaskulárneho systému, vrátane zmien v regulácii krvného tlaku. My sme pozorovali zvýšenú odpoveď na akútny stres u potkanov, ktorým boli podávané USPIONs. Z hľadiska časového (začiatok vs. koniec) sme pozorovali pokles TK, čo dávame do súvisu so zvýšenou aktivitou/expresiou NO, čo sme pozorovali aj na cievnej reaktivite, kde bola zlepšená
od endotelu závislá relaxácia meraná na femorálnej artérii prostredníctvom Mulvanyho
drôtikového myografu.
PV
Re: Re: Biologická významnosť
Ďakujem za odpoveď a želám veľa úspechov :)
iwa