Adaptačné zmeny dýchacieho reťazca ako reakcia srdcových mitochondrií na remote ischemický preconditioning

Authors: Ivana Kancirová 1    Magdaléna Jašová 1    Martina Muráriková 1    Slavka Carnicka 1    Zuzana Sumbalová 2    Oľga Uličná 2    Oľga Vančová 2    Iveta Waczulíková 3    Attila Ziegelhöffer 1    Miroslav Ferko 1   
1 Ústav pre výskum srdca, SAV, Bratislava,    2 Farmakobiochemické laboratórium LF UK, III. interná klinika, Bratislava    3 Katedra jadrovej fyziky a biofyziky, Fakulta matematiky, fyziky a informatiky, Univerzita Komenského, Bratislava   
Year: 2014
Section: Cellular metabolism, physiology, molecular biology and genetics
Abstract No.: 1126
ISBN: 978-80-970712-6-4

Úvod: Činnosť myokardu je vo veľkej miere závislá od energie vytvorenej procesom oxidačnej fosforylácie, čo si vyžaduje zapojenie funkčných mitochondrií. Bolo dokázané, že tieto organely sa účinne zapájajú do procesu kardioprotekcie indukovaného ischemickým preconditioningom, čím sa myokard stáva odolnejším voči ischemickému poškodeniu. Na základe týchto poznatkov možno predpokladať, že mitochondrie a ich funkčné zmeny v dýchacom reťazci budú taktiež zapojené aj do procesu tzv. „remote ischemického preconditioningu (RIP)“, kde zvýšená odolnosť myokardu voči ischémicko-reperfúznemu poškodeniu je dosiahnutá krátkymi sériami ischémie a reperfúzie navodenými na vzdialenom orgáne - dolnej končatine. Cieľom tejto pilotnej štúdie bolo zistiť, či a akým spôsobom sa srdcové mitochondrie a dýchací reťazec podieľajú na mechanizme kardioprotekcie.

Metodika: Pre tento účel boli 13 týždňové potkany kmeňa Wistar rozdelené do 2 skupín : kontrolná skupina bez RIP ( n = 21 ) a skupina s RIP ( n = 21 ). RIP bol tvorený 3 sériami 5 min. končatinovej ischémie s následnou 5 min. reperfúziou. Izolované srdcia potkanov oboch skupín boli následne vystavené 15 min. stabilizačnej perfúzii, 30 min. globálnej ischémii so 40 min. reperfúziou podľa Langendorffa. Vzorky sŕdc kontrolnej skupiny a skupiny s RIP určených na izoláciu mitochondrií boli odoberané na konci každej fázy: stabilizačnej, ischemickej a reperfúznej. V izolovaných mitochondriách sme stanovovali parametre oxidačnej fosforylácie metódou vysokorozlišovacej respirometrie pomocou Oxygrafu-2k (Oroboros Instruments, Rakúsko).

Výsledky: ADP stimulovaná respirácia (stav S3) mitochondrií bola testovaná pri použití substrátov glutamát + malát, ako aj malát + oktanoyl karnitín. Mitochondrie z izolovaných sŕdc po ischemickej fáze kontrolnej skupiny vykazovali 26%-ný pokles rýchlosti spotreby kyslíka v porovnaní so stabilizačnou fázou. RIP zvýšil rýchlosť spotreby kyslíka mitochondrií izolovaných sŕdc po ischemickej fáze o 40,4% v porovnaní so skupinou po stabilizačnej fáze. Po reperfúznej fáze sme v sledovanom parametri ADP stimulovanej respirácie pozorovali pokles v porovnaní s fázou stabilizácie o 65,9% u kontrolnej skupiny a o 35,6% u skupiny s RIP. Je zaujímavé, že toto zníženie bolo menej výrazné pri použití substrátov malát+oktanoyl karnitín namiesto glutamát+malát.

Záver: Naše výsledky ukázali, že pozitívny účinok RIP sa prejavuje iba u skupín izolovaných sŕdc po ischemickej a reperfúznej fáze. Predpokladáme, že do mechanizmu protekcie RIP voči patologickej záťaži reprezentovanej I/R poškodením môže byť zapojený aj proces oxidácie mastných kyselín.

Granty: VEGA 2/0101/12, 2/0054/11, 2/027/11, KEGA 003 UK-4/2012.