Závěrečná zpráva grantu 154/2002/B-BIO/FaF

Název projektu:Sledování aktivity enzymů metabolismu glutamátu při experimentálních epileptických záchvatech
Hlavní řešitel:PharmDr. Miloslava Netopilová, Dr.
Spoluřešitelé: PharmDr. Jana Veselá, CSc.; Mgr. Daniela Gregorová; Mgr. Vendula Dobešová; Ruta Dagisová; Kristina Pechandová
Období řešení:2002-2003
Celková dotace:255 tis. Kč

Souhrn výsledků

Cílem řešeného projektu bylo sledovat enzymy zahrnuté v metabolismu glutamátu v mozku u lithium-pilokarpinového modelu epileptických záchvatů u potkanů. Po systémovém podání pilokarpinu hlodavcům jsou indukovány limbické záchvaty, které přecházejí ve status epilepticus. U zvířat, které se zotaví z prodělaného statu, jsou po určité klidové době pozorovány spontánní rekurentní záchvaty. Na buněčné úrovni bylo pozorováno masivní poškození buněk v mozku, především v oblasti hipokampu, které je srovnatelné s excitotoxickým působením zvýšené koncentrace excitačního neurotransmiteru glutamátu. I když pilokarpinové záchvaty jsou vyvolány nadměrnou aktivací acetylcholinového systému, na udržení záchvatové aktivity se podílejí i další neurotransmiterové systémy, např. glutamátergní, protože antagonisté acetylcholinu nejsou schopny zabránit již vyvolaným záchvatům narozdíl od antagonistů glutamátových receptorů. V rámci projektu byla sledována pomocí spektrofotometrických metod aktivita tří enzymů - fosfátem aktivované glutaminasy, která je hlavním enzymem syntetizující neurotransmiter glutamát v nervových zakončeních, glutamátdehydrogenasy a glutaminsynthetasy, enzymy, které se podílejí především na metabolické degradaci neurotransmiteru glutamátu v gliových buňkách. Na pracovišti byly nově zavedeny biochemické metody sledující aktivitu těchto enzymů. V experimentech in vitro nebyl prokázán přímý vliv lithia a pilokarpinu na sledované enzymy. U sledovaného modelu epileptických záchvatů jsme nezjistily signifikantní změny v aktivitách enzymů v žádné ze sledovaných částí mozku (mozeček, mozkový kmen, mozková kůra a část zahrnující bazální ganglia, hipokampus a diencefalon). Z našich výsledků vyplývá, že glutamátergní systém není na úrovni syntézy a odbourávání glutamátu výrazněji změněn. Excitotoxické poškození buněk u tohoto modelu může být způsobeno zvýšenou extracelulární koncentrací glutamátu, která může být vyvolána buď nadměrným uvolněním glutamátu z presynaptických neuronů nebo poruchou vysokoafinitních transportních systémů, které odstraňují uvolněný neurotransmiter ze synaptické štěrbiny především do gliových buněk. Projekt byl také důležitou součástí vědecké výchovy studentů, v rámci jeho řešení byly vypracovány tři diplomové práce a dvě rigorózní práce.

Vendula Dobešová: Glutaminsynthetasa v nervové tkáni. Diplomová práce. FaF UK Hradec Králové 2002
Daniela Gregorová: Glutamátdehydrogenasa v mozku. Diplomová práce. FaF UK Hradec Králové 2002
Pavla Hejlová: Glutaminasa v nervové tkáni. Diplomová práce. FaF UK Hradec Králové 2002

Mgr. Vendula Dobešová: Pilokarpinový model epileptických záchvatů I. Glutaminsynthetasa. Rigorózní práce. FaF UK Hradec Králové 2003
Mgr. Daniela Gregorová: Pilokarpinový model epileptických záchvatů u potkanů II. Glutamátdehydrogenasa. Rigorózní práce. FaF UK Hradec Králové 2003

Netopilová M., Veselá J.: The activity of enzymes of glutamate metabolism in rat brain during lithium-pilocarpine-induced epileptic seizures. Acta Medica – zasláno redakci