velikost textu

Úloha fosfolipáz A2 v mechanismu kardioprotekce indukované adaptací na chronickou hypoxii

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:
Úloha fosfolipáz A2 v mechanismu kardioprotekce indukované adaptací na chronickou hypoxii
Název v angličtině:
Role of phospholipases A2 in the mechanism of cardioprotection induced by adaptation to chronic hypoxia
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Petra Míčová
Školitel:
doc. RNDr. Jiří Novotný, DSc.
Oponenti:
RNDr. Ondřej Kuda, Ph.D.
Ing. Ludmila Kazdová, CSc.
Id práce:
84740
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra buněčné biologie (31-151)
Program studia:
Fyziologie živočichů (P1521)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
28. 6. 2017
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Informace o neveřejnosti:
Příloha práce byla vyloučena ze zveřejnění.
Jazyk práce:
Čeština
Klíčová slova:
srdce, chronická hypoxie, kardioprotekce, fosfolipázy A2, cytosolická fosfolipáza A2α, oxidační stres
Klíčová slova v angličtině:
heart, chronic hypoxia, cardioprotection, phospholipases A2, cytosolic phospholipase A2α, oxidative stress
Abstrakt:
ABSTRAKT Kardiovaskulární onemocnění, především akutní infarkt myokardu, jsou jednou z hlavních příčin úmrtí ve vyspělých zemích světa včetně České republiky. Jednou z možností, jak zvýšit odolnost myokardu proti akutnímu ischemicko-reperfúznímu (I/R) poškození, je adaptace na chronickou hypoxii. Molekulární mechanismus tohoto jevu však není podrobně znám. Je zřejmé, že funkce srdce závisí na zachování membránové integrity a buněčné homeostáze kardiomyocytů. Z tohoto pohledu jsou životně důležitými enzymy fosfolipázy A2 (PLA2), které se uplatňují při remodelaci a obnově buněčných membrán. Svou činností také generují lipidové signální molekuly – volné mastné kyseliny (FA) a také 2-lyzofosfolipidy. V srdci se vyskytují zástupci tří skupin PLA2 – cytosolické PLA2 (cPLA2), na kalciu nezávislé PLA2 (iPLA2) a sekretorické PLA2 (sPLA2). Cílem práce bylo sledovat v myokardu levé komory dospělých potkanů kmene Wistar následující: 1) Vliv intermitentní hypobarické hypoxie (IHH; 8 hodin/den, 5 dnů/týden, 5 týdnů, ~ 7000 m) na zastoupení celkové a fosforylované cPLA2α (p-cPLA2α, Ser505) a dále iPLA2 a sPLA2IIA, jakož i signálních proteinů aktivujících cPLA2α a rovněž cílů tohoto enzymu. 2) Vliv reaktivních forem kyslíku (ROS) za podmínek IHH na expresi celkové a fosforylované cPLA2 a dále iPLA2, sPLA2IIA a složení FA v srdečních fosfolipidech po chronickém podávání antioxidantu tempolu. 3) Vliv kontinuální (CNH; 3 týdny, 10 % O2, ~ 5500 m) a intermitentní (INH; 3 týdny, 23 hodin/den, 10 % O2, ~ 5500 m) normobarické hypoxie na zastoupení cPLA2α, iPLA2, sPLA2IIA a superoxiddismutáz (SOD) a rovněž markeru oxidačního stresu malon- dialdehydu (MDA). Výsledky ukázaly, že: 1) Adaptace na IHH zvýšila množství cPLA2α a p-cPLA2α a naopak snížila zastoupení iPLA2 a sPLA2IIA. Současně jsme po adaptaci na IHH ukázali zvýšené množství signálních proteinů zahrnutých v aktivaci cPLA2α (fosforylovaná proteinkináza Cα, p- PKCα; extracelulární signálem regulované kinázy 1/2, p-ERK1/2; p38 mitogenem aktivované kinázy, p-p38), a rovněž cílových molekul cPLA2α (cyklooxygenáza 2, COX-2; prostaglandin E2, PGE2). Také jsme prokázali, že za podmínek IHH vede signální dráha aktivace cPLA2α od β2-adrenergních receptorů (β2-AR) a Gi proteinů, které následně stimulují PKCα a/nebo ERK/p38, jež přímo aktivují signální kaskádu cPLA2/COX-2/PGE2. 2) Chronické podávání tempolu během adaptace potlačilo nárůst cPLA2α a p-cPLA2α vyvolaný adaptací na IHH, ale neovlivnilo zastoupení iPLA2 a sPLA2IIA ani remodelaci srdečních fosfolipidů. 3) Adaptace na CNH zvýšila zastoupení, cPLA2α, iPLA2 a mitochondriální manganové SOD (MnSOD), ale neovlivnila koncentraci MDA. Adaptace na INH neměla vliv na množství těchto enzymů, avšak zvýšila hladinu MDA. Tato data naznačují roli cPLA2α při rozvoji kardioprotektivního fenotypu během adaptace na IHH a lze předpokládat, že se na aktivaci cPLA2α za těchto podmínek podílí ROS. Objasnění signální dráhy kardioprotektivního účinku indukované adaptací na chronickou hypoxii by mohlo v budoucnu přispět k prevenci a léčbě I/R poškození myokardu, a mít tak význam v klinické praxi. Klíčová slova: srdce, chronická hypoxie, kardioprotekce, fosfolipázy A2, cytosolická fosfolipáza A2α, oxidační stres
Abstract v angličtině:
ABSTRACT Cardiovascular diseases, particularly acute myocardial infarction, are the leading causes of death in developed countries including the Czech Republic. One of the ways to increase cardiac resistance against acute ischemia/reperfusion (I/R) injury is adaptation to chronic hypoxia. However, changes at the molecular level associated with this adaptation have still not been fully explored. It is obvious that the myocardial function depends on maintaining membrane integrity and cellular homeostasis of cardiomyocytes. From this perspective, phospholipases A2 (PLA2) are the key enzymes that take part in the remodeling and repairing of the cell membranes. Moreover, PLA2 are also involved in generation of lipid signaling molecules – free long chain fatty acids (FA) and 2-lysophopholipids. In myocardium, members of three major PLA2 classes are present: cytosolic PLA2 (cPLA2), calcium-independent PLA2 (iPLA2) and secretoric PLA2 (sPLA2). This thesis aimed to determine the following in the left ventricular myocardium of adult male Wistar rats: 1) The effect of intermittent hypobaric hypoxia (IHH; 8 hours/day, 5 days/week, 5 weeks, ~ 7000 m) on the expression of total cPLA2α and its phosphorylated form (p-cPLA2α, Ser505), and further iPLA2 and sPLA2IIA, as well as signaling proteins activating cPLA2α enzyme and its downstream targets. 2) The reactive oxygen species (ROS) involvement in IHH effect on PLA2 expression and phospholipid FA remodeling by chronic administration of antioxidant tempol. 3) The effect of continuous (CNH; 3 weeks, 10 % O2, ~ 5500 m) and intermittent (INH; 3 weeks, 23 hours/day, 10 % O2, ~ 5500m) normobaric hypoxia on amounts of cPLA2α, iPLA2 and sPLA2IIA and superoxide dismutase (SOD), and also marker of oxidative stress malondialdehyde (MDA). The results showed that: 1) Adaptation to IHH increased the amount of total and phosphorylated cPLA2α and, on the other hand, reduced the amounts of iPLA2 and sPLA2IIA. In parallel, under IHH conditions we detected elevated expression of signaling proteins involved in the activation of cPLA2α (protein kinase Cα, p-PKCα; extracellular signal-regulated kinases 1/2, p-ERK1/2; p38 mitogen-activated protein kinases, p-p38) as well as downstream molecules of cPLA2α (cyclooxygenase 2, COX-2; prostaglandin E2, PGE2), respectively. IHH induced activation of cPLA2α and COX-2 via β2-adrenoreceptors/Gi proteins mediated stimulation of the PKCα and/or ERK/p38 pathway which directly activates the cPLA2α/COX-2/PGE2 pathway. 2) Chronic tempol treatment prevented only IHH-induced cPLA2α and p-cPLA2α up- regulation. However, we did not observe participation of ROS in the IHH-induced down-regulation of iPLA2 and sPLA2IIA, and in phospholipid remodeling. 3) Adaptation to CNH increased the level of cPLA2α, iPLA2 and mitochondrial SOD (MnSOD) without affecting MDA concentration. Daily reoxygenation abolished cPLA2α, iPLA2 and MnSOD up-regulation, and increased MDA. These data support the view that cPLA2α participates in the development of a cardioprotective phenotype during adaptation to IHH and suggest that ROS are responsible for the activation of cPLA2α under these conditions. Elucidation of the signaling pathways associated with cardioprotection induced by adaptation to chronic hypoxia might contribute to the development of future treatment of myocardial I/R injury, and thus have importance for clinical practice. Keywords: heart, chronic hypoxia, cardioprotection, phospholipases A2, cytosolic phospholipase A2α, oxidative stress
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Petra Míčová 3.73 MB
Stáhnout Příloha k práci Mgr. Petra Míčová 5.74 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Petra Míčová 365 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Petra Míčová 422 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Mgr. Petra Míčová 1.98 MB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. Ondřej Kuda, Ph.D. 206 kB
Stáhnout Posudek oponenta Ing. Ludmila Kazdová, CSc. 209 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 140 kB