velikost textu

Regulation of calcium influx via voltage-dependent calcium channels (L-VDCC) into the vascular smooth muscle of genetically hypertensive rats

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:
Regulation of calcium influx via voltage-dependent calcium channels (L-VDCC) into the vascular smooth muscle of genetically hypertensive rats
Název v češtině:
Regulace vstupu vápníku do hladkosvalových buněk napěťově-řízenými kanály (L-VDCC) u genetické hypertenze
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Mária Surovcová, Ph.D.
Školitel:
RNDr. Jaroslav Kuneš, DrSc.
Oponenti:
prof. RNDr. Václav Hampl, DrSc.
prof. RNDr. Jiří Pácha, DrSc.
Id práce:
84284
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra fyziologie (31-152)
Program studia:
Fyziologie živočichů (P1521)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
9. 11. 2011
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Abstrakt:
SOUHRN Tato in vivo studie měla za cíl lepší poznání patofyziologických mechanismů podílejících se na udržování vysokého krevního tlaku u spontánně hypertenzních potkanů (SHR). Genetická hypertenze je charakterizována abnormálně zvýšenou aktivitou sympatického nervového systému (SNS) a zvýšenou citlivostí k vasokonstrikci vyvolané katecholaminy, která zahrnuje jak zvýšený vstup vápníku do cévních hladkosvalových buněk cestou napěťově-závislých vápníkových kanálů L typu (L-VDCC) tak i změny citlivosti cév k intracelulárnímu vápníku zprostředkované RhoA/Rho kinázovou signální cestou. Cílem studie bylo prozkoumat regulaci vstupu vápníku cestou L-VDCC, určit úlohu RhoA/Rho kinázové cesty v hypertenzi a zjistit, která z těchto cest je důležitá v udržování vysokého krevního tlaku. Srovnáním bdělých SHR potkanů a jejich normotenzních kontrol (WKY potkanů) jsme ověřili, že vysoká sympatická aktivita u hypertenze je odpovědná za zvýšený vstup vápníku cestou L-VDCC. Pokusy založené na inaktivaci inhibičních G (Gi) proteinů pomocí pertusis toxinu ukázaly, že kontrola L-VDCC sympatickým nervovým systémem je zprostředkována cestou zahrnující Gi proteiny, jejíž vyřazení vede k oslabení sympatické vasokonstrikce a k poklesu odpovědi krevního tlaku na nifedipinem vyvolanou blokádu L-VDCC u hypertenzních potkanů. Navíc inaktivace Gi proteinů podobně jako blokáda L-VDCC působí významný posun křivky dávkové odpovědi na noradrenalin doprava, přičemž efekty obou zásahů nejsou aditivní. Inaktivace Gi proteinů dále zvyšuje odpověď krevního tlaku nastávající po blokádě vasodilatace závislé na vápníkem aktivovaných K+ kanálech (BKCa), což ukazuje, že aktivita BKCa kanálů je za těchto podmínek zvýšená. Dále jsme ověřili naši hypotézu, že uzavření L-VDCC kanálů působené cyklickým AMP (cAMP) je dáno změnami membránového potenciálu vyvolanými aktivací K+ kanálů (BKCa a KV typu). Inhibice kteréhokoliv z těchto dvou typů K+ kanálů vede u hypertenzních potkanů k oslabení vasodilatačních účinků vyvolaných nadprodukcí cAMP, zatímco u normotenzních potkanů může být nepřítomnost jednoho typu K+ kanálů kompenzovaná činností druhého typu K+ kanálů. To ukazuje porušenou funkci těchto K+ kanálů u hypertenze. Protože kontraktilita hladkého svalu je určována nejen vstupem vápníku přes L-VDCC ale i citlivostí k vápníku ovlivňovanou RhoA/Rho kinázovou cestou, rozhodli jsme se prozkoumat úlohu této cesty u genetické hypertenze. Použitím fasudilu, inhibitoru Rho kinázy, jsme ověřili naši hypotézu, že udržování vysokého tlaku u SHR potkanů je více závislé na vstupu vápníku cestou L-VDCC než na změnách citlivosti kontraktilního aparátu k vápníku. Závěrem lze konstatovat, že zvýšený vstup vápníku do hladkého svalu cév cestou L- VDCC je jedním z nejdůležitějších faktorů pro udržování vysokého krevního tlaku. Zvýšený vstup vápníku přes tyto vápníkové kanály je výsledkem zvýšené sympatické aktivity a je zprostředkován dráhou zahrnující Gi proteiny a tvorbu cAMP. Zatímco inhibice tvorby a účinků cAMP v důsledku aktivace Gi proteinů otevírá L-VDCC, stimulace této cesty vede ke snížení vstupu vápníku přes L-VDCC. Tato inhibice vstupu vápníku je dána aktivací BKCa a KV kanálů, jejichž aktivita se u normotenzních a hypertenzních potkanů liší.
Abstract v angličtině:
SUMMARY The present in vivo study was focused on better understanding of the pathophysiological mechanisms contributing to high blood pressure maintenance in spontaneously hypertensive rats (SHR). Genetic hypertension is characterised by abnormally elevated activity of sympathetic nervous system (SNS) and increased sensitivity to catecholamine-induced vasoconstriction comprising both enhanced calcium influx to vascular smooth muscle cells via L-type of voltage-dependent calcium channels (L-VDCC) and altered vascular sensitivity to intracellular calcium mediated by RhoA/Rho-kinase pathway. Thus, our aims were to study the regulation of L-VDCC channels, to determine the role of “calcium sensitization” in hypertension and finally to evaluate which of these pathways is important in the maintenance of high blood pressure. Using conscious SHR rats and their normotensive controls, WKY, we have confirmed that high sympathetic tone is responsible for increased calcium influx via L-VDCC in hypertension. The experiments based on the pertussis toxin-induced inactivation of inhibitory G proteins (Gi) have revealed that the control of L-VDCC by SNS is mediated by Gi protein- coupled pathway, the elimination of which leads to the attenuation of sympathetic vasoconstriction and to the decrease of blood pressure response to the nifedipine-induced blockade of L-VDCC in hypertensive rats. Moreover, both the inactivation of Gi proteins and/or the blockade of L-VDCC caused a considerable rightward shift of norepinephrine dose-response curves, the effects being non-additive. In addition, Gi protein inactivation caused the augmentation of blood pressure responses to the blockade of BKCa-dependent vasodilation suggesting that the activity of these channels is increased under these conditions. Furthermore, we have confirmed our hypothesis that cAMP-induced closure of L-VDCC is mediated by membrane potential changes elicited by the activation of K+ channels (BKCa and/or KV). The inhibition of any of these K+ channels led to the diminution of cAMP overproduction-induced vasodilator effects in hypertensive rats, while in normotensive rats the absence of one class of K+ channels can be compensated by the remaining K+ channel family pointing out the altered function of these K+ channels in hypertension. Since smooth muscle contractility is determined by both calcium influx through L-VDCC and RhoA/Rho-kinase-mediated calcium sensitization, we have examined the role of RhoA/Rho-kinase pathway in genetic hypertension. Using Rho kinase inhibitor, fasudil, we have confirmed our hypothesis that maintenance of high blood pressure in SHR rats is more dependent on calcium influx through L-VDCC than on calcium sensitization. In summary, augmented calcium influx into the vascular smooth muscle via L-VDCC is one of the most important factors responsible for the maintenance of high blood pressure. The increased calcium influx through these calcium channels is a result of elevated sympathetic activity mediated by Gi protein-cAMP-coupled pathway. While the inhibition of cAMP pathway by Gi proteins activation opens L-VDCC, the stimulation of this pathway leads to the inhibition of calcium influx via L-VDCC. The latter is mediated by the activation of BKCa and KV channels, the activity of which seems to be different in normotensive and hypertensive rats.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Mária Surovcová, Ph.D. 2.48 MB
Stáhnout Příloha k práci Mgr. Mária Surovcová, Ph.D. 1.47 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Mária Surovcová, Ph.D. 171 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Mária Surovcová, Ph.D. 169 kB
Stáhnout Posudek oponenta prof. RNDr. Václav Hampl, DrSc. 221 kB
Stáhnout Posudek oponenta prof. RNDr. Jiří Pácha, DrSc. 95 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 741 kB