Závěrečná zpráva grantu 045/2001/C/2.LF

Název projektu:Remodelace extracelulární matrix myokardu v podmínkách chronické hypoxie
Hlavní řešitel:Ing. Jiří Kukačka
Spoluřešitelé: Prof.RNDr. Václav Pelouch, CSc.; MUDr. Jana Bíbová, PhD.; MUDr. Alena Baňasová
Období řešení:2001-2003
Celková dotace:449 tis. Kč

Souhrn výsledků

Tento projekt vycházel z mnoha experimentálních prací, které ukazují , že chronická hypoxie vede k přestavbě srdečního svalu, který se tak adaptuje na změněné tlakové a objemové podmínky v krevním oběhu. Celý proces na molekulové úrovní ovlivní produkci a utilizaci energie, kontraktilní funkce a vede nezbytně i k reorganizaci extracelulární hmoty (ECM). Naším cílem bylo zjistit, jaký vliv bude mít krátkodobá (4 denní) a dlouhodobá (14 denní) hypoxie na proteinovou  remodelaci ECM myokardu, množství a expresi některých typů kolagenů, aktivitu matrixových metaloproteinas (MMP) a expresi genů pro  natriuretické peptidy v srdeční tkáni. Náš projekt jsme navíc rozšířili o vliv hypoxicko-hyperkapnických podmínek. Skupiny laboratorního potkana kmene Wistar byly vystaveny chronické hypoxii (FiO2=10%) po dobu 4 a 14 dnů a hypoxické hyperkapnii (FiCO2 = 0,04 -0,05%) po dobu 4 dnů v isobarické komoře. Zjistili jsme, že již po 4 dnech hypoxie byla zvětšená pravá komora, po delší době hypoxie obě komory srdce stejně jako po působení hyperkapnie. 14 denní hypoxie způsobila zvýšení koncentrace rozpustných proteinů ECM v RV a snížení v LV, stejně působila i hyperkapnie. Navíc vlivem hyperkapnie došlo ke zvýšení koncentrace hydroxyprolinu, specifického markeru kolagenů, ve frakci nerozpustných proteinů ECM  pravé i levé komory.  Genová exprese majoritních srdečních kolagenů byla zcela odlišná, zatímco po 4 denní hypoxii i hyperkapnii docházelo v RV k potlačení exprese kolagenu typu I, po 14 denní hypoxii byla exprese obou typů (I a III) několikrát  zvýšená, vyšší bylo i množství mRNA pro minoritní  kolagen XV, v LV naopak nižší. Zymografií jsme prokázali přítomnost 2 forem  MMP-2, jejich relativní  aktivita byla vyšší jen po dlouhodobé hypoxii v obou komorách. Na úrovni mRNA pro tento enzym byla zjištěna koexprese s mRNA pro tkáňový inhibitor TIMP-1v pravé komoře - vlivem krátkodobé hypoxie i hypoxie-hyperkapnie došlo k současnému snížení exprese, po dlouhodobé hypoxii naopak ke zvýšení. Celková kolagenolytická aktivita měřená štěpením specifického substrátu vzrostla v RV o 35 % po 4 denní hypoxii, o 55 % po 14 denní hypoxii. Syntéza mRNA pro BNP byla vlivem krátkodobé a dlouhodobé hypoxie odlišná, zatímco v pravé i levé komoře docházelo k poklesu mRNA pro BNP, po 14 dnech hypoxie byla exprese několikanásobně zvýšená jen v RV. Exprese genu pro ANP byla v RV zvýšená po 14 dnech hypoxie, v levé komoře se nezměnila.