Ischemická tolerance srdce u spontánně hypertenzních potkanů: vliv mitochondriálního genomu

Bc. Michaela Cyprová

Master's thesis

Cardiac ischemic tolerance in spontaneously hypertensive rats - involvement of the mitochondrial genome

Abstract:

Předkládaná práce měla za cíl ověřit hypotézu, že adaptace na chronickou hypoxii nebo fyzický trénink ovlivňuje ischemickou toleranci srdce u konplastických kmenů laboratorních potkanů s odlišným mitochondriálním genomem. Dosavadní studie odhalily, že chronická hypoxie i pravidelný fyzický trénink snižují míru ischemicko-reperfuzního poškození srdce. Výsledky tohoto projektu by měly přispět k objasnění úlohy mitochondriálního genomu při infarktu myokardu a kardioprotektivní účinek cvičení a hypoxie. Potkani spontánně hypertenzního kmene SHR a unikátního konplastického kmene SHRmtLEW byli vystaveni kontinuální normobarické hypoxii (10 % O2, 3 týdny) nebo adaptováni na fyzický trénink (běh) za pomoci běžeckého pásu pro hlodavce (14 dní). Na konci adaptace byl potkanům proveden podvaz koronární arterie s cílem analyzovat ischemickou toleranci srdce. Velikost infarktu byla hodnocena na řezech perfundované obarvené levé komory. U všech skupin se nelišila velikost ohrožené oblasti levé komory, což značí, že byl podvaz koronární arterie proveden u všech zvířat v podobném rozsahu. Experimenty ukázaly, že rozdílný mitochondriální genom nezpůsobuje změny ve velikosti infarktu, ale byl prokázán kardioprotektivní účinek kontinuální chronické hypoxie u obou kmenů. V průběhu ischemie (20 minut) a v prvních třech minutách reperfuze byla zaznamenávána elektrická aktivita srdce a následně byl z EKG záznamu hodnocen výskyt ischemických a reperfuzních komorových arytmií. U potkanů adaptovaných na hypoxii byla také stanovena exprese enzymu superoxiddismutáza v mitochondriích karyomyocytů (MnSOD), která byla u kontrolní i hypoxické skupiny kmene SHRmtLEW prokazatelně nižší oproti SHR potkanům. Získaná data byla statisticky vyhodnocena a graficky zpracována.

Abstract:

The aim of this work was to verify the hypothesis, that adaptation to chronic hypoxia, or physical training influences ischemic tolerance in the heart of conplastic rat strains with different mitochondrial genomes. Previous studies revealed that chronic hypoxia and regular physical training reduce the level of ischemia-reperfusion injury in the heart. The results of this project shoud help to clarify the role of the mitochondrial genome in myocardial infarction. Spontaneously hypertensive rats (SHR) and unique conplastic rat strain SHRmtLEW were exposed to normobaric continuous hypoxia (10 % O2, 3 weeks), or adapted for physical training (run) using treadmill for rodents (14 days). At the end of adaptation was performed oclusion of coronary artery in order to analyze ischemic tolerance of the heart. Infarct size was assessed in slices of perfused and stained left ventricle. In all groups did not vary the size of the area at risk of the left ventricle, indicating that the ligation of coronary artery performed on all animals in the same range. Different mitochondrial genome does not cause changes in infarct size, but it has been demonstrated cardioprotective effect of chronic hypoxia in both strains. During ischemia (20 minutes) and the first three minutes of reperfusion was recorded electrical aktivity of heart, and then was the ECG evaluated the incidence of ischemic and reperfusion ventricular arrhytmias. In rats adapted to hypoxia was also determined superoxide dismutase enzyme expresion in mitochondrial cardiomyocytes (MnSOD), which was significantly lower in control and hypoxic SHRmtLEW groups than in SHR. The obtained data were statistically analyzed and graphically processed.

Keywords

srdce, ischemie, hypertenze, mitochondriální genom

Keywords

ischemia, hypertension, mitochondrial genome, heart

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 13. 4. 2017

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Kristýna Hošková, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Genetic Technologies and Breeding / Biotechnology of Reproduction