Nedostatočná utilizácia kyslíka vo vzťahu k energetickej udržateľnosti srdcových mitochondrií v podmienkach patologickej záťaže

Úvod. Nedostatočná utilizácia kyslíka v srdcových mitochondriách reprezentovaná metabolickým preconditioningom navodeným experimentálnym streptozotocínom indukovaným diabetes mellitus vykazuje v skorom štádiu ochorenia účinné procesy kompenzácie a adaptácie regulujúce energetickú rovnováhu v podmienkach patologickej záťaže. Za účelom objasnenia akým spôsobom je čiastočná deprivácia kyslíka zapojená do kardioprotektívnej regulácie sme navrhli protokol s použitím aktivátora pyruvát dehydrogenázy (PDH) - dichlóracetát (DCA) a anoxie indukovanej v in vitro podmienkach.

Metodika. Metabolický preconditioning bol navodený jednorazovým podaním streptozotocínu (65 mg.kg^-1, i.p.). Proteíny srdcových mitochondrií zúčasťňujúce sa na procesoch energetického metabolizmu sme identifikovali proteomickou analýzou využitím hmotnostnej spektrometrie. K charakterizácii respiračnej funkcie srdcových mitochondrií bola použitá metóda vysokorozlišovacej respirometrie vykonanej prístrojom Oroboros Oxygraph-2k, Insbruck, Rakúsko. Mitochondriovú Mg²⁺-ATP-ázovú aktivitu sme stanovili spektrometricky.

Výsledky. V podmienkach normoxie ako aj v podmienkach experimentálnej in vitro indukovanej anoxie sme zaznamenali pozitívny efekt účinku DCA na respiračnú funkciu srdcových mitochondrií.  DCA účinne zlepšil respiračnú funkciu srdcových mitochondrií tak v kontrolnej ako aj u skupiny ovplyvnenej metabolickým preconditioningom. Je pravdepodobné, že DCA prostredníctvom potlačenia inhibície aktivity PDH pozitívne ovplyvnil ADP-stimulovanú respiráciu ako aj zvýšil aktivitu komplexov II a IV respiračného reťazca. Energetický metabolizmus bol popísaný proteomickým profilom získaným z analyzovaných vzoriek mitochondrií.

Záver. Výsledky naznačujú zapojenie hypoxie do iniciácie protektívnych endogénne navodených stimulov a potenciálnu výhodnosť myokardu v stave patologickej záťaže s využívaním okamžitej tvorby ATP prostredníctvom anaeróbnej glykolýzy. Obnovenie aktivity kľúčového enzýmu PDH však predstavuje z hľadiska zachovania endogénnej ochrany účinnejší mechanizmus. Charakterizácia membrán srdcových MIT z hľadiska biochemických a proteomických aspektov poskytuje do značnej miery cenné informácie o úlohe mitochondrií v adaptačných a funkčných procesoch myokardu.