jazyk / language:
INTERAKTÍVNA KONFERENCIA
MLADÝCH VEDCOV
Späť do sekcie

Srdcové mitochondrie v podmienkach kyslíkovej deprivácie: význam mPTP a membránového potenciálu v bioenergetike myokardu


Prejsť do diskusie

Srdcové mitochondrie v podmienkach kyslíkovej deprivácie: význam mPTP a membránového potenciálu v bioenergetike myokardu

Lukáš Kunštek 1 Natália Andelová 1 Iveta Waczulíková 2 Šimon Šutý 2 Miroslav Ferko 1

1Slovenská akadémia vied, Centrum experimentálnej medicíny, Ústav pre výskum srdca, Bratislava, Slovenská republika
2Univerzita Komenského v Bratislave, Fakulta matematiky, fyziky a informatiky, Katedra jadrovej fyziky a biofyziky, Oddelenie biomedicínskej fyziky, Bratislava, Slovenská republika
lukas.kunstek@gmail.com

Patologická záťaž myokardu asociovaná depriváciou kyslíka analyzovaná v podmienkach experimentálneho akútneho diabetes mellitus (D) je sprevádzaná zníženou produkciou ATP (1). Zabezpečenie bioenergetických požiadaviek myokardu je do značnej miery závislé od funkčnej mitochondriálnej respirácie a potenciálu mitochondriálnej membrány (Δψm), ktorý spolu s impermeabilitou vnútornej mitochondriálnej membrány (IMM) predstavuje esenciálny parameter fungujúcich mitochondrií. Významnú súčasť týchto procesov tvorí regulácia otvárania mitochondriálnych pórov prechodnej permeability (mPTP). Krátkodobé prechodné otvorenie mPTP pozorované za fyziologických podmienok, vedie za patologických podmienok s nedostatkom kyslíka k celkovému otvoreniu mPTP, čo spôsobuje depolarizáciu Δψm, odpojenie dýchacieho reťazca a iniciuje signálne dráhy smerujúce k bunkovej smrti, dôsledkom čoho nastáva nezvratné poškodenie srdca (1, 2).

Cieľom tejto štúdie bolo prispieť k charakterizácii adaptačných mechanizmov smerujúcich ku kardioprotekcii z hľadiska bioenergetiky srdcových mitochondrií v podmienkach kyslíkovej deprivácie na úrovni regulačných procesov otvárania mPTP a Δψm.

Na experimenty boli použité samce potkanov kmeňa Wistar. Experimentálny model D bol indukovaný jednorazovou dávkou streptozotocínu (65 mg/kg, i.p.). Model D bol vystavený účinku dichlóroacetátu (DCA), ktorý prostredníctvom inhibície pyruvátdehydrogenázovej kinázy (PDK) aktivuje pyruvátdehydrogenázu (PDH). DCA sa zvieratám podával v dvoch dávkach (150 mg/kg a 75 mg/kg, i.p.) 60 minút a 15 minút pred excíziou srdca. Regulácia otvárania mPTP bola charakterizovaná stanovením mitochondriálnej retenčnej kapacity pre vápnik (CRC) metódou fluorescenčnej spektrometrie, pomocou fluorescenčnej farbičky Calcium Green™-5N: (λexc = 500 nm, λem = 530 nm). Zmena Δψm bola stanovená fluorescenčnou spektrometriou, pomocou fluorescenčnej farbičky JC-1: (λexc = 490 nm, λem = 530 nm a 590 nm).

Namerané hodnoty CRC predstavujú celkové množstvo exogénneho Ca2+ (nmol CaCl2 / mg mitochondriálneho proteínu) akumulovaného v matrixe mitochondrií, ktoré má za následok indukciu otvorenia mPTP. Fluorescenčné analýzy preukázali, že u zdravej kontrolnej skupiny (K) bolo potrebné na otvorenie mPTP akumulovať 74,61 ± 3,179 nmol CaCl/ mg proteínu. Oproti K skupine bol pozorovaný signifikantný pokles absorpcie Ca2+ o 30% u diabetickej skupiny po expozícii DCA (D + DCA) (p = 0,0001). Signifikantný pokles absorpcie Ca2+ o 26% bol u skupiny D + DCA (p = 0,0006) pozorovaný taktiež v porovnaní s diabetickou skupinou (D). Fluorescenčné analýzy zamerané na zmenu Δψm preukázali signifikantný pokles Δψm u skupiny D (p = 0,016) a kontrolnej nediabetickej skupiny po expozícii DCA (K + DCA) (p = 0,068).

Na základe výsledkov možno konštatovať, že patologická záťaž sprevádzaná depriváciou kyslíka do značnej miery vplýva na polaritu Δψm o čom svedčí pokles Δψm v skupine D, pravdepodobne v dôsledku stavu pseudohypoxie a s tým spojeným spomaleným tokom elektrónov. V prípade CRC bola u skupiny D + DCA pozorovaná výrazne vyššia citlivosť mPTP na preťaženie Ca2+, pravdepodobne v dôsledku výlučne glukózového metabolizmu čo môže mať za následok zníženie metabolizmu mastných kyselín β-oxidáciou.

Tento výskum bol financovaný prostredníctvom finančných prostriedkov VEGA 2/0121/18, APVV 15-0119, VEGA 2/0141/18, APVV-19-0540 a ITMS 26230120009.
Ferko M, Andelová N, Szeiffová Bačová B, Jašová M. Myocardial Adaptation in Pseudohypoxia: Signaling and Regulation of mPTP via Mitochondrial Connexin 43 and Cardiolipin. Cells. 2019 Nov 17;8(11):1449.
Andelová N, Waczulíková I, Talian I, Sýkora M, Ferko M. mPTP Proteins Regulated by Streptozotocin-Induced Diabetes Mellitus Are Effectively Involved in the Processes of Maintaining Myocardial Metabolic Adaptation. Int J Mol Sci. 2020 Apr 9;21(7):2622.
Zdá sa, že Váš internetový prehliadač nepodporuje prehliadanie PDF dokumentov.
Pre zobrazenie súboru je potrebné maš nainštalovaný Adobe Reader.

Diskusia

Diskusia je zatiaľ prázdna, buďte prvý komentujúci
Naši partneri
Generálny partner

Partneri
Špeciálne poďakovanie
Mediálni partneri
Inzercia zadarmo
Usporiadateľ