Polyetylénglykolom obalené ultramalé superparamagnetické nanočastice magnetitu modifikujú reguláciu krvného tlaku v podmienkach akútneho stresu
Authors: |
Pavol Valovič 1,2
Peter Bališ 2
Štefánia Galandová 1,2
Angelika Púzserová 2
Michal Kluknavský 2
Iveta Bernatova 2
1 Fakulta matematiky, fyziky a informatiky, Univerzita Komenského, Bratislava, 2 Centrum experimentálnej medicíny, Slovenská akadémia vied, Ústav normálnej a patologickej fyziológie, Bratislava, Slovensko |
---|---|
Year: | 2019 |
Section: | Cellular metabolism, physiology, molecular biology and genetics |
Abstract No.: | 1865 |
ISBN: | 978-80-972360-4-5 |
Ultramalé superparamagnetické nanočastice oxidov železa (USPIONs) majú vďaka magnetickým vlastnostiam potenciál byť využité v klinickej a biomedicínskej praxi. Možný rozpad obalu nanočastíc predstavuje riziko mechanického poškodenia cievneho systému a narušenie regulácie krvného tlaku (KT). Podobne, stres ovplyvňuje reguláciu KT. V súčasnosti však existuje len málo poznatkov o vplyve USPIONs na kardiovaskulárny systém v podmienkach stresu. V našej práci sme sa zamerali na zmeny stredného artériového tlaku (MAP) po podaní USPIONs u bdelých normotenzných 12-16 týždňových Wistar-Kyoto samčích potkanov v podmienkach akútneho stresu. Tie boli vystavené opakovanému krátkodobému stresovému podnetu vo forme 5 sekundového prúdu vzduchu do hornej časti hlavy – „air-jet“ stres.
Použili sme komerčne dostupné Fe3O4 nanočastice (Sigma-Aldrich, Nemecko, veľkosť jadra ~ 30 nm; hydrodynamický priemer 51 ± 16 nm, koncentrácia 1 mg Fe/ml), ktoré boli obalené polyetylénglykolom (PEG). Nanočastice boli potkanom podávané intravenózne injekčnou pumpou cez v. jugularis v koncentrácii 1 mg/kg hmotnosti potkana počas desiatich minút. Kontrolnej skupine bol identickým spôsobom podávaný fyziologický roztok. KT bol meraný kontinuálne (vzorkovacia frekvencia 1 kHz) cez katéter zavedený v a. carotis, pomocou prístroja PowerLab (AD Instruments, Nový Zéland) a použitím programu LabChart (AD Instruments, Nový Zéland), v ktorom sme vypočítali MAP ako 1/3 systolického tlaku + 2/3 diastolického tlaku krvi. Skupine vystavenej stresu bol aplikovaný air-jet stres 3-krát: prvýkrát 10 minút pred podaním látok, druhýkrát 10 min po podaní látok (USPIONs alebo fyziologický roztok) a tretíkrát po uplynutí 90 minút od druhého stresu.
Rozdiel ΔMAP medzi začiatkom (v čase cca 10-15 min od začatia merania) a koncom merania (v čase cca 2,5 hodiny od začiatku merania) bol v kontrolnej skupine 1,675 ± 1,797 mm Hg (ns) (aritmetický priemer ± SEM) a v skupine so stresom -8,473 ± 1,749 mm Hg (ns). V USPIONs skupine bol pozorovaný pokles ΔMAP (-2,936 ± 2,149 mm Hg; ns) a v skupine USPIONs so stresom (-21,3 ± 3,139 mm Hg; p < 0,05). Rozsah tlakovej odpovede na stresor sme hodnotili ako plochu pod tlakovou krivkou (AUC) počas 10 sekúnd od začiatku air-jet stresu. Zistili sme, že AUC počas druhého stresu bola po podaní USPIONs o 25,85 % vyššia a počas tretieho stresu bola o 48,85 % vyššia v porovnaní s prvým stresom.
Z našich výsledkov vyplýva, že intravenózne podávanie USPIONs znižuje MAP iba v prítomnosti stresu a dochádza k zvýšeniu tlakovej odpovede na stresový air-jet podnet po podaní USPIONs, ktorá po opätovnom impulze pretrváva aj po 90 minútach (3. stresový podnet).