velikost textu

Vliv teploty na vznik arytmií během vývoje srdce

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Vliv teploty na vznik arytmií během vývoje srdce
Název v angličtině:
Effect of temperature on arrhythmogenesis during heart development
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. František Vostárek
Školitel:
prof. MUDr. David Sedmera, Ph.D., DrSc.
Oponenti:
MUDr. Viktor Tomek, Ph.D.
doc. MUDr. Ondřej Naňka, Ph.D.
Id práce:
130456
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra buněčné biologie (31-151)
Program studia:
Vývojová a buněčná biologie (P1529)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
31. 1. 2018
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Čeština
Klíčová slova:
Arytmie, AV kanál, blokáda vedení vzruchu, kuřecí embryo, optické mapování, teplota, vývoj srdce.
Klíčová slova v angličtině:
Arrhythmias, AV canal, chick embryo, conduction block, heart development, optical mapping, temperature.
Abstrakt:
Abstrakt: Cíle: Hlavním cílem této práce bylo podrobně popsat změny ve funkci izolovaného embryonálního kuřecího srdce v reakci na akutní změny teploty a stresové podmínky v prostředí in vitro společně s porovnáním reakce embryonálního srdce in ovo. Metody: Změny ve funkci čtyřdenního kuřecího srdce v prostředí in vitro jsme pozorovali pomocí vysokorychlostního optického mapování intracelulární dynamiky kalcia při třech různých teplotách. Kontrolní teplota (normotermie) byla 37 °C, 34 °C – hypotermie a 40 °C – hypertermie. Pro porovnání jsme při stejných teplotách sledovali změny ve funkci srdce pomocí videomikroskopie v prostředí in ovo. Pro zjištění frekvenčních limitů jednotlivých srdečních segmentů jsme provedli experimenty s elektrickou stimulací in ovo a in vitro. Výsledky: V pozorovaném teplotním rozmezí jsme pozorovali téměř lineární závislost sinusové frekvence na teplotě. Proti normotermii činila změna sinusové frekvence in vitro a in ovo při hypotermii i hypertermii přibližně 20%. Pokles teploty ze 37 °C na 34 °C in vitro nezpůsobil významné změny v amplitudě kalciových transientů, zatímco nárůst teploty ze 37 °C na 40 °C snížil amplitudy v síních a komorách o 35%, respektive 38%. V prostředí in vitro jsme pozorovali řadu spontánních arytmií již při normotermii, proti prostředí in ovo, kde se při všech teplotách arytmie téměř nevyskytovaly. Hypotermie in vitro přinesla arytmií nejméně, zatímco hypertermie výrazně navýšila četnost vzniku arytmií. Nejčastější arytmií in vitro byl atrioventrikulární (AV) blok (II. a III. stupně), který tvořil 56% všech pozorovaných arytmií. Popsali jsme různé typy AV bloků podle lokalizace blokády vedení vzruchu. Experimenty s elektrickou stimulací naznačily, že AV bloky byly způsobeny pravděpodobněji tkáňovou hypoxií než limitem AV kanálu převádět vysoké sinusové frekvence při tachykardiích. Lokalizovali jsme místo ektopické aktivity na předělu komory a výtokové části srdce. Na základě epikardiálních aktivačních map jsme popsali AV reentry. Závěr: Změny teploty měly nejvýznamnější dopad na funkci pacemakeru a společně se stresem prostředí in vitro také na šíření vzruchu skrze AV kanál. Nejkritičtější oblastí pro šíření vzruchu byl předěl mezi AV kanálem a komorou, kde dochází k napojení pomalu vedoucí tkáně AV kanálu na rychle vedoucí síť trabekul komorového myokardu. Klíčová slova: arytmie, AV kanál, blokáda vedení vzruchu, kuřecí embryo, optické mapování, teplota, vývoj srdce. 4
Abstract v angličtině:
Abstract: Aims: The main objective of this work was to analyze in detail the effects of acute temperature changes on the function of isolated chick embryonic heart in vitro in comparison with natural conditions in ovo. Methods: The effects of temperature change (34 °C, 37 °C and 40 °C – hypo-, normo- and hyperthermia, respectively) on calcium dynamics in four days old isolated chick hearts in vitro were investigated by high-speed calcium optical imaging. For comparison and validation of in vitro measurements, experiments were also performed in ovo using videomicroscopy. Artificial electrical stimulation experiments were performed in vitro and in ovo to uncover conduction limits of different heart segments. Results: We observed almost linear dependence of sinus frequency on temperature in our temperature range. Sinus frequency during hypothermia and hyperthermia in vitro and in ovo changed about 20% in comparison with normothermia. We observed no significant changes in amplitude of calcium transients during temperature change to hypothermia but hyperthermia caused a significant decrease in amplitude of calcium transients (atria 35%, ventricles 38%). We observed a wide spectrum of arrhythmias, which occurred spontaneously even during normothermia in vitro. Occurrence of arrhythmias in vitro significantly increased during hyperthermia and was reduced during hypothermia, while almost no arrhythmias occurred in ovo under all temperature conditions. The most common arrhythmia in vitro was atrioventricular (AV) block (2nd and 3rd degree together comprised 56% of all observed arrhythmias). Electrical pacing experiments in vitro and in ovo suggested that the AV blocks were likely caused by relative tissue hypoxia and not by the tachycardia itself. We described variability of AV block locations. We localized ectopic pacemaker in the transition of AV canal and the ventricle. We described atrioventricular re-entry using epicardial activation maps. Conclusion: The pacemaker and AV canal were the most temperature-sensitive segments of the embryonic heart. AV canal was particularly sensitive to stress of in vitro conditions. We suggest that the critical point for conduction is the connection of the fast conducting ventricular trabecular network to the slow conducting tissue of AV canal. Key words: arrhythmias, AV canal, chick embryo, conduction block, heart development, optical mapping, temperature. 5
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. František Vostárek 7.67 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. František Vostárek 422 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. František Vostárek 363 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Mgr. František Vostárek 854 kB
Stáhnout Posudek oponenta MUDr. Viktor Tomek, Ph.D. 126 kB
Stáhnout Posudek oponenta doc. MUDr. Ondřej Naňka, Ph.D. 237 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 59 kB