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

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

Celkové hodnotenie

Vedecká práca
90%
Prevedenie (dizajn)
73%
Diskusná interakcia
PoužívateľVedecká prácaDizajnDiskusná interakcia
PharmDr. Štefan Husár PhD.80%60%-
RNDr. Monika Kvaková100%100%-
Ing. Zuzana Brnoliaková PhD.80%60%-
Bc. Kristína Macáková100%--
ISBN: 978-80-972360-4-5

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

Magdaléna Jašová1 , Ivana Kancirová , Natália Andelová , Iveta Waczulíková2 , Jitka Kuncová3 , Michaela Marková , Barbara Szeiffová Bačová , Veronika Farkašová , Táňa Ravingerová , Miroslav Ferko ,
1 Centrum experimentálnej medicíny SAV, Ústav pre výskum srdca
2 Katedra jadrovej fyziky a biofyziky, FMFI UK
3 Biomedicínske centrum, Lékařská fakulta v Plzni
jasovam@gmail.com

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.

Poďakovanie: 

Práca bola podporená grantami: APVV-15-0119; VEGA 2/0121/18, 2/0141/18, 2/0151/17; ITMS 26230120009.

Zdroje: 

Diskusia

Thank you for the nice contribution. My inquisitive question regards the energy expenses (investment into the mentioned expession) and energy gain (enabling other processes leading to adaptation to hypoxia. Can we conceive that "measures" taken by cardiac cells and their mitochondria would take place with favourable benefit-to-cost energy ratio? Thank you.
iwa

Thank you for a nice presentation. I would like to ask about streptozotocin induced MPC. How and whether you determined the metabolic status of animals. If yeah, it were observed changes between DM and DM+DCA groups?

Why did you use two differences doses of DCA?

And i have one more question. You could describe the preoteomic profile, what is important of it and what it showed about the change / improvement (I mean profile) of the mitochondrial membranes?
Thanks