Závěrečná zpráva grantu 116/1997/C/PrF

Název projektu:Protektivní vliv chronické hypoxie na profil membránových fosfolipidů v ischemickém myokardu
Hlavní řešitel:doc. RNDr. Olga Nováková, CSc.
Spoluřešitelé: Jarmila Ševčíkova; RNDr. Eva Tvrzická, CSc.; RNDr. František Novák, CSc.; RNDr. František Kolář, CSc.; Lukáš Koten; Mgr. Jan Neckář; Jana Ježková; Jarmila Ševčíková
Období řešení:1997-1999
Celková dotace:625 tis. Kč

Souhrn výsledků

Cílem projektu bylo studovat mechanizmy zvýšené odolnosti  srdečního svalu adaptovaného na chronickou hypoxii proti ischemickému poškození. Jako experimentální model byla používána intermitentní  vyšková (IHA) hypoxie v barokomoře. Odolnost vůči ischemii byla zjišťována jak na izolovaných perfundovaných srdcích, tak na srdcích operovaných zvířat “in situ”. Regionální ischemie byla indukována okluzí levé přední sestupné koronární arterie jak na izolovaných srdcích, tak na srdcích operovaných zvířat. Ukázali jsme, že adaptace potkanů na IHA hypoxii chrání srdce proti všem hlavním důsledkům ischemického poškození: snižuje rozsah infarktu myokardu, zlepšuje obnovu funkce kontraktilního aparátu po ischemii a snižuje výskyt a závažnost ischemických a reperfuzních komorových arytmií. Pomocí selektivních farmak jsme zjistili, že nejpravděpodobnějším efektorem kardioprotekce na našem modelu jsou ATP-senzitivní draslíkové kanály (KATP), lokalizované na mitochondriálních membránách. Zdá se pravděpodobné, že zásadní význam pro protekci myokardu adaptovaného na chronické hypoxii   má zvýšená aktivace těchto kanálů. Ačkoliv lze předpokládat účast několika regulačních metabolických drah,  přesný mechanizmus tohoto efektu není znám. Jelikož je známo, že aktivita KATP kanálů může být modulována membránovými fosfolipidy,  zaměřili jsme se na analýzu změn fosfolipidového složení myokardu po  adaptaci na chronickou hypoxii a po následné lokální ischemii. Z lipidových extraktů srdeční tkáně byly chromatografií na tenké vrstvě separovány  triacylglyceroly (TG), celkové fosfolipidy (TPL), fosfatidylcholin (PC), fosfatidylethanolamin (PE), difosfatidylglycerol (DPG), fosfatidylinositol (PI), fosfatidylserin (PS) a sfingomyelin (SM) a stanovena jejich koncentrace. Složení mastných kyselin (FA) v jednotlivých fosfolipidových třídách bylo analyzováno plynovou chromatografií. Vlivem adaptace na IHA hypoxii se snížila pouze koncentrace DPG, fosfolipidu vnitřní mitochondriálníní membrány. Pokud jde o profil mastných kyselin, podíl  saturovaných FA se po adaptaci zvýšil v PC, mononenasycených FA v DPG a zvýšený podíl n-3 polynenasycených FA (PUFA) byl nalezen v TPL, PC, PE, DPG a PI. Naproti tomu byl v TPL, PC, PE, DPG a PI zjištěn snížený podíl n-6 PUFA. Celkové změny ve složení mastných kyselin fosfolipidů vyvolané IHA hypoxií způsobily růst indexu nenasycenosti v celkových fosfolipidech a zejména v PE, což naznačuje, že tato změna by mohla vést ke zvýšení fluidity membrán kardiomyocytů. Sama akutní ischemie neovlivňila koncentraci ani profil FA žádného ze sledovaných fosfolipidů v kontrolní srdeční tkáni, avšak prohloubila vzestup  koncentrace  kys. dokosahaxaenové (22:6 n-3), ke kterému došlo v adaptovaném srdci.  Předpokládáme, že tento posun v zastoupení 22:6 n-3, hlavní   n-3 PUFA v srdci, by  mohl mít blahodárný vliv na  odolnost vůči ischemickému poškození. Naše výsledky naznačují, že zvýšený poměr n-3/n-6 hraje  úlohu při mechanizmu protektivního účinku působení dlouhodobé IHA hypoxie na srdce. Tento názor podporuje celá řada studií ukazujících, že i krátkodobé podávání diety obohacené rybími oleji  zvyšuje zastoupení n-3 PUFA v srdečních fosfolipidech.  Navíc, suplementace  touto dietou také snižuje výskyt maligních srdečních arytmií vyvolaných ischemií a potlačuje další poruchy srdeční funkce vyvolané ischemií  a reperfuzí. Naše studie přinesla prioritní doklady, že vlivem adaptace na chronickou hypoxii dochází k zásadním změnám ve složení lipidové dvojvrstvy srdečních membrán. K  objasnění mechanismu, jakým se  pozorované změny ve složení membránových fosfolipidů uplatňují  při ochraně adaptovaného srdce na dlouhodobou hypoxii, zejména na funkci KATP kanálů, je třeba dalšího studia.