Η μοριακή σηματοδότηση κατά την αρχή της επαναιμάτωσης η οποία οδηγεί σε προστασία του μυοκαρδίου περιλαμβάνει το μονοπάτι διάσωσης NO/cGMP/PKG/KATP, το μονοπάτι διάσωσης των κινασών RISK(PI3K/Akt, ERK 1/2, GSK3β) και το μονοπάτι JAK/STAT έχοντας ως τελικό στόχο την αναστολή της διάνοιξης των mPTP, το οποίο θεωρείται το τελικό σημείο της επαγόμενης καρδιοπροστασίας. Η παραγωγή του H2S εμπλέκεται στους μηχανισμούς της ισχαιμικής προετοιμασίας και της μετισχαιμικής προστασίας. Διάφορες μελέτες σε απομονωμένα μυοκάρδια (Langendorff isolated perfused hearts) υποστηρίζουν ότι η επαγωγή της καρδιοπροστασίας από την εξωγενή χορήγηση H2S επιτυγχάνεται μέσω της ενεργοποίησης των KATP διαύλων. Ωστόσο, δεν υπάρχουν ολοκληρωμένες μελέτες οι οποίες να καταδεικνύουν τους μοριακούς μηχανισμούς οι οποίοι εμπλέκονται στην καρδιοπροστατευτική δράση του συγκεκριμένου αέριου διαβιβαστή σε in vivo πειραματικά μοντέλα.
Ο σκοπός της παρούσας μελέτης είναι ο έλεγχος της υπόθεσης ότι η θεραπευτική χορήγηση ενός ανόργανου δότη H2S (NaHS) στο τέλος της ισχαιμίας και κατά την επαναιμάτωση μειώνει την έκταση του εμφράγματος του μυοκαρδίου σε αναισθητοποιημένους κόνικλους. Επιπλέον μελετήθηκαν οι υποκείμενοι μοριακοί μηχανισμοί.
Αναισθητοποιημένοι αρσενικοί κόνικλοι Νέας Ζηλανδίας διαχωρίσθηκαν σε 7 ομάδες και υπεβλήθησαν σε 30 λεπτά παρατεταμένης/συνεχούς ισχαιμίας του μυοκαρδίου ακολουθούμενης από 3 ώρες επαναιμάτωσης με τις ακόλουθες παρεμβάσεις: 1) Ομάδα ελέγχου (control) : χωρίς περαιτέρω παρεμβάσεις, 2) Ομάδα NaHS: χορήγηση ενός δότη Η2S (ΝaΗS) με IV bolus έγχυση και δόση 100μg/kg στο 20 λεπτό της ισχαιμίας ακολουθούμενη από έγχυση σταθερού ρυθμού με δόση 1mg . kg-1 . h-1 για τα επόμενα 120 λεπτά , 3) Ομάδα ΝaHS και DT-2: χορήγηση ΝaHS όμοια με την ομάδα 2 και DT-2 με IV bolus έγχυση και δόση 0,25 mg. kg-1 10 λεπτά πριν την παρατεταμένη ισχαιμία, 4) Ομάδα TAT και ΝaHS: χορήγηση NaHS όμοια με την ομάδα 2 και ΤΑΤ με IV bolus έγχυση και δόση 0.143 mg. kg-1 10 λεπτά πριν την παρατεταμένη ισχαιμία (Η δόση επελέγει ισομοριακά ως προς το DT-2), 5) Ομάδα NaHS+5-HD: χορήγηση NaHS όμοια με την ομάδα 2 και 5-HD με IV bolus έγχυση σε δόση 5mg/kg 40 λεπτά πριν την παρατεταμένη ισχαιμία., 6) Ομάδα NaHS+L Name: χορήγηση NaHS όμοια με την ομάδα 2 και L Name με IV bolus έγχυση σε δόση 10mg/kg στο 19 λεπτό της παρατεταμένης ισχαιμίας, 7) Ομάδα NaHS+Wortmannin: χορήγηση NaHS όμοια με την ομάδα 2 και Wortmannin με IV bolus έγχυση σε δόση 60μg/kg στο 19 λεπτό της παρατεταμένης ισχαιμίας.
Μετά το τέλος των πειραμάτων εκτιμήθηκε η εμφραγματική(Ι) και η περιοχή σε κίνδυνο (R). Σε δεύτερη σειρά πειραμάτων ελέγθηκε η ενεργοποίηση των Akt, ERK 1/2 ,eNOS, GSK3β, STAT3, VASP και της PLB σε δείγμα ισχαιμικού ιστού των ομάδων ελέγχου, NaHS και NaHS + DT-2. Για επιβεβαίωση της μη φωσφορυλίωσης ορισμένων από τις προαναφερθείσες πρωτεΐνες χρησιμοποιήθηκε ως ομάδα αναφοράς, μία πρόσθετη ομάδα PostC η οποία υπεβλήθη σε 30 λεπτά παρατεταμένη ισχαιμίας ακολουθούμενης από 10 λεπτά επαναιμάτωσης στην έναρξη της οποίας εφαρμόσθηκαν 8 κύκλοι των 30 δευτερολέπτων ισχαιμίας/επαναιμάτωσης.
Ο δότης H2S, NaHS, μείωσε την έκταση του εμφράγματος σε σύγκριση με την ομάδα ελέγχου(12.3±3.3% vs 46.4±1.8%,p<0.05), ενώ η προσθήκη του DT-2 ανέστειλε την καρδιοπροστατευτική δράση του NaHS(39.8±3.4%,p=NS vs Control). Η χορήγηση του πεπτιδίου ελέγχου ΤΑΤ δεν τροποποίησε τη δράση του NaHS(23.0±3.4%,p=NS vs H2S group). Ο αναστολέας διάνοιξης των mitoKATP (5-HD) και της ενεργότητας της eNOS (L-NAME) δεν μείωσε την ανασταλτική δράση του NaHS στην έκταση του εμφράγματος(14.1±2.0% και 14.7±2.2% αντίστοιχα, p=NS). Ωστόσο, η χορήγηση του αναστολέα των PI3K/Akt (wortmannin) ανέστρεψε την καρδιοπροστατευτική δράση του NaHS(41.8±1.4% vs 12.3±3.3%, p<0.05). Η φωσφορυλίωση των VASP,και PLB ήταν σημαντικά υψηλότερη στην ομάδα NaHS σε σχέση με τις ομάδες ελέγχου και NaHS+DT-2,οι ERΚ 1/2 φωσφορυλιώθηκαν στις ομάδες NaHS και PostC σε σχέση με τις ομάδες ελέγχου και NaHS+DT-2, οι Akt και STAT3 ήταν εξίσου ενεργοποιημένες στις ομάδες NaHS, NaHS+DT-2 και PostC σε σχέση με την ομάδα ελέγχου, ενώ δεν παρατηρήθηκε φωσφορυλίωση των eNOS και GSK3β στις ομάδες ελέγχου, ΝaHS και NaHS+DT-2 σε σχέση με την ομάδα PostC.
Η εξωγενής χορήγηση H2S στο τέλος της παρατεταμένης ισχαιμίας και κατά την επαναιμάτωση επάγει φαρμακολογική μετισχαιμική προστασία σε αναισθητοποιημένους κόνικλους μέσω των μονοπατιών Akt/PKG/PLB και PKG/ ERK 1/2 ανεξάρτητα από την eNOS, την GSK3β, το JAK/STAT μονοπάτι και την διάνοιξη των mitoKATP. / The signal transduction pathways which are recruited during early reperfusion include the nitric oxide/cGMP/PKG/KATP pathway, the reperfusion injury salvage kinase pathway (PI3K /Akt, ERK 1/2, GSK3α), and the JAK/STAT pathway targeting the inhibition of mPTP opening which is considered the end-point for inducing cardioprotection. The production of H2S plays a role in myocardial pre-and post-conditioning responses. Several studies in isolated hearts support cardioprotection from exogenous H2S due to KATP channels activation. However, there is a lack of evidence for the molecular mechanism underlying the protection of H2S in in vivo experimental models of ischemia/reperfusion injury.
The aim was to elucidate the hypothesis that therapeutic administration of the H2S donor NaHS before and during reperfusion reduces the infarct size in anesthetized rabbits. Additional the molecular mechanisms underlying the induced cardioprotection from exogenous administrated H2S were studied.
Anesthetized male rabbits were divided into 7 groups and were subjected to 30 min regional ischemia of the heart and 3 hours reperfusion with the following additional interventions: 1) Control group no further intervention, 2) NaHS group was treated with the H2S donor sodium hydrosulphide (NaHS) at a dose of 100 ιg.Kg-1 bolus on the 20th min of ischemia followed by infusion of 1mg.Kg-1. h-1 for the next 120 min, 3) NaHS +DT-2 group, treated with NaHS and the PKG inhibitor DT-2 that was given at a dose of 0.25 mg.kg-1 bolus 10 min before sustained ischemia, 4) NaHS +TAT group, treated with NaHS and the control peptide TAT that was given at a dose of 0.143 mg.kg-1 bolus 10 min before sustained ischemia, 5) NaHS+5-hydroxydecanoic acid (5-HD) treated with NaHS and mitoKATP channels inhibitors 5-HD iv bolus 40 minutes before occlusion at a dose of 5 mg.kg-1, 6) NaHS+ L-NAME treated with NaHS and the synthase of NO inhibitor L NAME IV bolus on the 19th min of ischemia at a dose of 10 mg.kg-1 and 7) NaHS+ Wortmannin treated with NaHS and the PI3/Akt inhibitor Wortmannin on the 19th min of ischemia at a dose of 60ιg.kg-1. After the end of the experiments the infarct size (I) and the area at risk (R) were estimated. In a second series of experiments, determination of activation of Akt, ERK 1/2 ,eNOS, GSK3α, STAT3, VASP and phopsholamban (PLB) was investigated in tissue samples from ischemic area of myocardium from Control, NaHS and NaHS
+ DT-2 groups. As positive control of no phosphorylation observed, PostC group was used. In PostC group animals were subjected in 30 minutes sustained ischemia followed by 10 minutes of reperfusion, were 8 cycles of 30 seconds of ischemia/ reperfusion were applied immediately after the onset of reperfusion. H2S donor NaHS reduced the infarct size compared to Control (12.3 ± 3.3% vs 46.4 ± 1.8%, p<0.05), whereas the addition of the PKG inhibitor DT2 abrogated the infarct size limiting effect (39.8 ± 3.4%, p=NS vs Control). Treatment with the control peptide TAT did not alter the effect of NaHS (23.0 ± 3.4%, p=NS vs H2S group). Administration of mitoKATP inhibitor (5-HD) and eNOS inhibitor (L-NAME) did not alter the infract limiting effects of NaHS (14.1±2.0% and 14.7±2.2% respectively, p=NS). However, administration of the PI3K/Akt inhibitor wortmannin reversed this cardioprotection (41.8±1.4% vs 12.3±3.3%, p<0.05). Phosphorylation of VASP, ERK ½ and PLB was significantly higher in NaHS treated group versus control and NaHS+DT-2 groups, in PostC group ERK ½ were phosphorylated respectively to NaHS treated group, Akt and STAT3 were phosphorylated in NaHS, NaHS+DT-2 and PostC groups vs Control group, whereas no phosphorylation of eNOS and GSK3α was observed in NaHS, NaHS+DT-2 and control groups compared to PostC group.
Exogenous administration of H2S at the end of ischemia and during reperfusion induces pharmacological postconditioning in anesthetized rabbits due to Akt/PKG/PLB and PKG/ ERK 1/2 activation independently of eNOS, GSK3α, JAK/STAT and mitoKATP activation.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upatras.gr/oai:nemertes:10889/7225 |
| Date | 29 April 2014 |
| Creators | Μπιμπλή, Σοφία-Ίρις |
| Contributors | Παπαπετρόπουλος, Ανδρέας, Mpimpli, Sofia-Iris, Ανδρεάδου, Ιωάννα, Τοπούζης, Σταύρος |
| Source Sets | University of Patras |
| Language | gr |
| Detected Language | Greek |
| Type | Thesis |
| Rights | 0 |
| Relation | Η ΒΚΠ διαθέτει αντίτυπο της διατριβής σε έντυπη μορφή στο βιβλιοστάσιο διδακτορικών διατριβών που βρίσκεται στο ισόγειο του κτιρίου της. |
Page generated in 0.0046 seconds