Transkripční regulace ve vývoji sympatického srdečního systému

• Název práce v češtině: Transkripční regulace ve vývoji sympatického srdečního systému
• Název v anglickém jazyce: Transcriptional regulation in the development of the cardiac sympathetic system
• Klíčová slova: myší model, neurony, transkripční faktory, sympatický systém, srdce
• Klíčová slova anglicky: myší model, neurons, transcription factors, sympathetic system, heart
• Akademický rok vypsání: 2020/2021
• Typ práce: bakalářská práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra genetiky a mikrobiologie (31-140)
• Vedoucí / školitel: RNDr. Gabriela Pavlínková, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno vedoucím/školitelem
• Datum přihlášení: 23.09.2020
• Datum zadání: 06.10.2020
• Datum odevzdání elektronické podoby: 03.05.2021
• Datum proběhlé obhajoby: 31.05.2021
• Oponenti: RNDr. Mgr. Kristýna Holzerová, Ph.D.

Předběžná náplň práce

Sympatický nervový systém hraje důležitou roli v regulaci srdečních funkcí zvyšováním srdeční frekvence, rychlosti vedení a kontraktility myokardu. Za patologických podmínek může být změněna hustota sympatických nervových vláken v srdci, což vede buď k příliš velké aktivaci (hyperinervace) nebo k příliš malé (hypoinervace). Kromě toho mohou regionální rozdíly v hustotě inervace způsobit nerovnováhu v aktivaci, která vede k srdeční dysfunkci. Kontinuální a nadměrná aktivita sympatického nervového systému má také za následek vyčerpání norepinefrinového neurotransmiteru a ztrátu sympatického neuronu. Změněný sympatický nervový systém se tedy podílí na mnoha srdečních patologických stavech, od syndromu náhlého úmrtí kojenců po běžné nemoci dospělosti, jako je hypertenze, ischémie myokardu, srdeční arytmie, infarkt myokardu, náhlá srdeční smrt a srdeční selhání.
Sympatický nervový systém se skládá z preganglionových neuronů sídlících v míše (preganglionový motorický sloupec) a postganglionových neuronů tvořících sympatický gangliový řetězec. Srdeční preganglionové sympatické neurony vznikají z cervikální a hrudní části míchy a promítají se do postganglionových sympatických neuronů sympatických řetězových ganglií. Postgangliové sympatické neurony inervující srdce jsou primárně lokalizovány ve hvězdicovém gangliu s menšími příspěvky ze středních krčních a horních hrudních paravertebrálních sympatických ganglií. Srdeční sympatická vlákna pocházejí ze sympatických ganglií, podél koronárních cév s velkým průměrem do podkladového myokardu a končí jako sympatické nervové zakončení dosahující endokardu. Diferenciace sympatických neuronů je indukována signálními molekulami rodiny genů kostního morfogenetického proteinu (BMP) produkovanými buňkami ve stěně dorzální aorty, následovanou expresí řady transkripčních faktorů, které začínají noradrenergní a neuronální diferenciaci. Přestože mechanismy odpovědné za narušení tohoto dobře organizovaného systému jsou předmětem intenzivních výzkumů, přesné procesy řízení vývoje a funkce srdečního sympatického systému stále ještě nejsou plně pochopeny.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

The cardiac sympathetic nervous system plays an important role in the regulation of cardiac function by increasing heart rate, conduction velocity, and myocardial contractility. Under pathological conditions, the density of these nerve fibers in the heart may be altered, leading to either too much activation (hyperinnervation) or too little (hypoinnervation). In addition, regional differences in innervation density may cause an imbalance in activation, resulting in cardiac dysfunction. Continuous and excessive sympathetic nervous system activity also results in depleted norepinephrine neurotransmitter and sympathetic neuronal loss. Thus, an altered sympathetic nervous system is implicated in many cardiac pathologies, ranging from sudden infant death syndrome to common diseases of adulthood such as hypertension, myocardial ischemia, cardiac arrhythmias, myocardial infarction, sudden cardiac death and heart failure.
The sympathetic nervous system is composed of preganglionic neurons residing in the spinal cord (the preganglionic motor column) and postganglionic neurons forming the sympathetic ganglion chain. Cardiac preganglionic sympathetic neurons arise from the cervical and thoracic portions of the spinal cord and they project to postganglionic sympathetic neurons of the sympathetic chain ganglia. Postganglionic sympathetic neurons innervating the heart are primarily located in the stellate ganglion with minor contributions from the middle cervical and upper thoracic paravertebral sympathetic ganglia. Cardiac sympathetic fibers originate in sympathetic ganglia, extend along large diameter coronary vessels into the underlying myocardium, and end as sympathetic nerve terminals reaching the endocardium. The differentiation of sympathetic neurons is induced by signaling molecules of the bone morphogenetic protein (BMP) gene family produced by cells in the wall of the dorsal aorta, followed by the expression of a variety of transcription factors that start noradrenergic and neuronal differentiation. Although the mechanisms responsible for disruption of this well-organized system are the subject of intensive investigations, the exact processes controlling the development and function of the cardiac sympathetic system are still not fully understood.