Epikatechín (Epi) je prírodný polyfenol (flavan-3-ol), ktorý sa nachádza vo vysokej koncentrácii predovšetkým v kakaových semenách. Viaceré epidemiologické a experimentálne štúdie poukázali na inverzný vzťah medzi príjmom flavan-3-olov a hypertenziou, tak u ľudí ako animálnych modelov hypertenzie.
Cieľom práce bolo sledovať účinok podávaného Epi vo vývinovo senzitívnom období u mladých samcov spontánne hypertenzných potkanov (SHR) na tlak krvi (TK), produkciu oxidu dusnatého (NO) v aorte, produkciu superoxidového aniónového radikálu (O2.-) a motorickú aktivitu.
Mladé 5-týždnové SHR potkany (n=14) sme rozdelili do kontrolnej (n=6) a experimentálnej skupiny (n=8), ktorej bol podávaný Epi v pitnej vode v dávke 100 mg/kg/deň počas 2 týždňov. V 5. a 7. týždni veku bola obom skupinám stanovená miera anxiety a motorická aktivita v behaviorálnom teste otvoreného poľa (OF). Systolický TK a pulzová frekvencia (PF) boli u všetkých potkanov merané na začiatku experimentu a po 7, 10 a 14 dňoch experimentu. Na konci experimentu boli zvieratá usmrtené a z čerstvo odobratých vzoriek tkanív sme stanovili produkciu O2.- (ľavá komora, aorta) a aktivitu NO-syntázy (NOS) v aorte.
Signafikantný účinok podávaného Epi na TK (p < 0,0001) sme pozorovali už počas prvého týždňa, pričom tento účinok zotrval do konca experimentu. Podávaný Epi znížil TK (138±2 mm Hg) oproti kontrolnej skupine (169±5 mm Hg). Antioxidačný účinok Epi sa prejavil zníženou tvorbu O2.- v ľavej komore a aorte (947±115 cpm/mg; 1070±194 cpm/mg) oproti kontrolnej skupine (1629±200 cpm/mg; 2522±706 cpm/mg). Epi zvýšil aktivitu NO-syntázy (11±0,5 pmol/min/mg) v aorte v porovnaní s kontrolnou skupinou (5,8±0,2 pmol/min/mg). Pozorovali sme pokles (p < 0,05) motorickej aktivity sledovanej v OF teste u experimentálnej skupiny oproti kontrolnej skupiny.
Podávaný Epi znížil u SHR TK, znížil produkciu O2.-, zvýšil aktivitu NOS a viedol k poklesu motorickej aktivity. Epi pravdepodobne zlepšil biodostupnosť NO priamym vychytávaním O2.- alebo inhibíciou enzýmov produkujúcich O2.-, čo potvrdili viaceré práce (1,2). V súčasnosti je známe, že zvýšená biodostupnoť NO pôsobí inhibične na aktivitu sympatikového nervového systému (3), čo by mohlo vysvetlovať paralelný pokles TK so zníženou motorickou aktivitou. Existuje tiež reálny predpoklad priamej modulácie mozgu Epi alebo jeho metabolitmi, nakoľko existujú práce potvrdzujúce jeho prechod cez hematoencefalickú bariéru (4). Vplyv EPI na aktivitu NOS v mozgu bude predmetom ďalších experimentov.
Práca vznikla za finančnej podpory grantu VEGA 2/0084/14.
diskusia
Ahoj Miso :) pekna praca, zaujimave vysledky. chcem sa ta opytat odkial ste ziskali epikatechin? bol zdroj prirodny alebo synteticky? pises, ze bol podavany vo vode po dobu 14 dni - kolko potkanov ste mali v jednej vanici? ako ste zabezpecili, ze jeden potkan prijal stanovene mnozstvo epikatechinu? neplanujete aj dlhsi experiment? dakujem za odpovede :)
reakcia na Tamaru Beňovú (za slobodna)
Ahoj Tamariška :) Epikatechín bol zakúpený o d firmy sigma-aldrich (≥90%). V jednej klietke boli vždy dva potkany (počas experimentu). Pred samotným začatím experimentu boli potkany spolu v klietke...cca. 6 potkanov/klietku. Asi týždeň pred začatím experimentu sme sledovali koľko približne ako skupina vypijú vody. Zo zostených údajv sme vyrátali koľko vody jeden potkan približne vypije za 24 hodín. Počas samotného experimentu sme potkany priebežne vážili a monitorovali pitie vody, aby sme vedeli upraviť dávkovanie a dodržať nami stanovenú dávku Epi(100mg/kg/deň). A čo sa týka dlhšieho experimentu...nebránim sa tejto myšlienke i keď rozhodnutie neleží iba na mne (.
otazka
Ahoj Miso,velmi zaujimava praca. Uvadzas, ze ste merali aktivitu NOS, preto sa chcem opytat aku izoformu NOS ste merali? Neuvazujete pouzit prirodny (prirodneho povodu) Epi? ak ano, co by bol zdroj? Dakujem :)
Re: otazka
Pri stanovaní aktivity NOS stanovujeme celkovú aktivitu všetkých NOS v danom tkanive. Nerozlišujeme jednotlivé izoformy. A čo sa týka prírodného Epi...je v pláne istá štúdia na ľuďoch, kde sa bude podávať horká čokoláda ako prírodný zdroj s vysokým obsahom Epi. Bude sa tam sledovať tlak krvi, srdcová frekvencia a rôzne biochemické parametre plazmy. Neviem zatiaľ o tom, že by sme mali v pláne použiť prírodný Epi na zvieratá. Ak by sme však mali použiť Epi prírodného pôvodu, tak by to podľa mňa bolo práve z horkej čokolády (:
Ahoj Miso
Ahoj Miso. Aj napriek tomu, ze ste stanovovali len celkovu aktivitu NOS, mas aspon nejaku hypotezu opierajucu sa o literatusu, ktoré NOSky by mohli bt zodpovedne za pozorovany vzostup NOS v Epi skupine. Co sa tyka "upokojujuceho" ucinku Epi...je zname, ze horka cokolada (ako pises prirodny zdroj Epi) podporuje tvorbu endorfinov...mohlo by to byt dovodom pozorovanych behavioralnych zmien? Dakujem :)
otazocka
Ahoj Misko, pekna praca. V zavere pises, ze vplyv epi na aktivitu NOS v mozgu planujete v dalsich experimentoch. Predpokladas korelaciu so zvysenou aktivitou NOS v l. komore a aorte? Ak ano, neuvazujete nad tym, ze zmeny v behavioralnych aktivitach mozu suvisiet s narastom NO? (kedze ako vieme, okrem vplyvu na TK, je to aj vyznamny neurotransmiter a zvysena koncetracia NOSiek bola lokalizovana v strukturach mozgu suvisiacich s regulaciou motorickej aktivity)
Okrem ineho by ma zaujimalo, ci planujete podobnu studiu robit aj u samiciek a ak aj nie, ake by si ocakaval vysledky :)
Dakujem!
Re: otazocka
Čau Domča. V literatúre je známe a popísané, že Epi stimuluje aktivitu eNOS v cievach. Nemám však spracované výsledky z ľavej komory (LK). Predpokladám však podobný výsledok ako bol v aorte, nakoľko je eNOS zastúpená v LK, i keď nie v takom silnom zastúpení ako v prípade aorty. A čo sa týka behaviorálnych zmien vo vzťahu k zmenám tvorby NO v mozgu...tieto meranie určite plánujeme (oblasť mozočeka a mozgového kmeňa, poprípade neokortex) a uvidíme ako bude EPI vplývať na aktivitu nNOS, ktorá by mala predstavovať dominantnú izoformu NOS v tkanivách mozgu. Čo sa týka plánovania pokusov na samiciach... bude to závisieť od vedenia a tiež od súčasných výsledkov na samcoch. Ak budú priaznivé tak by to mohlo viesť k porovnaniu účinkov EPI v rámci pohlaví. Ale výsledky si netrúfam predikovať (:
otazka
Cau Michal, velmi fajn studia s peknymi vysledkami.. ak by si mal chut pozri sa na otazku, ktoru som dal Petovi .. mierne sa dotyka tvojej studii, tak by ma zaujimal aj tvoj nazor.. tak sa tesim co vymyslite .. vidime sa 11. juna .. zatial vsetko dobre!!
Re: otazka
Čauko Miro(: Odpoviem ti (dúfam) na Petrovu otázku. Zo stresových SHR potkanov išla časť z nich po skončený 2 týždňového stresu do kontrolných podmienok po dobu 2 týždňov (post-stres). Časť kontrolných SHR potkanov bolo chované ešte ďalšie 2 týždne v tých istých podmienkach, aby boli vekovo rovnaké s post-stresovými SHR.
Ukázalo sa, že aj keď SHR významne stúpol krvný tlak po 1 týždni crowdingu (v porovnaní s kontrolami), tak krvný tlak sa už potom ustálil a mal približne rovnakú úroveň v 2 stresovom týždni a aj počas post-stresu. Zdá sa, že nastala adaptácia na patologickú situáciu (crowding), ktorá pretrvala aj po odstránení stresu. Ak by sme podali napr. Epicatechín niekedy po prvom týždní (kedy pravdepodobne prebehla adaptácia), tak by mal nastať (podľa mňa) aditívny účinok na zníženie krvného tlaku. Nadruhej strane, kontrolným SHR stúpal krvný tlak a to pri každom meraní počas trvania experimentu, pričom hodnoty krvného tlaku boli vyššie ako u post-stresových SHR na konci experimentu.