The role of energy metabolism in cardioprotection induced by the adaptation to chronic hypoxia

Abstract

Energetický metabolismus srdce představuje jeden z nejkomplexnějších systémů těla vůbec. Nejen k zachování samotného života, ale také k tomu, aby bylo dokonale připravené na akutní změny (např. fyzická aktivita, emoční stres), si srdce vytvořilo jedinečnou schopnost využívat veškerých energetických substrátů (je tzv. metabolický "všežravec"). Za fyziologického stavu představují mastné kyseliny s dlouhým řetězcem primární substrát pracovního myokardu dospělého srdce. Nicméně, energetický metabolismus může být ovlivněn řadou patofyziologických stavů, které provázejí různá onemocnění. Jedním z nejnebezpečnějších onemocnění je bezesporu ischemicko-reperfúzní (I/R) poškození srdce a jeho akutní forma, infarkt myokardu. V několika posledních letech se v boji proti I/R osvědčily různé formy ischemického preconditioningu, avšak adaptace na chronickou hypoxii je pro svůj benefiční účinek v I/R známá již několik desetiletí. Změny energetického stavu srdce vyvolané adaptací na chronickou hypoxii nejsou zcela prozkoumány, a tak se v systému stále skrývá velké množství tajemství. Tato práce si klade za cíl zjistit, jakým způsobem ovlivňuje adaptace na chronickou hypoxii energetický metabolismus levé komory (LV) potkana v následujících modelech: 1. Vliv chronické normobarické hypoxie (CNH, 3 týdny, 5500 m)...

Cardiac energy metabolism is the one of the most complex system in the body. To sustain life, but also to respond quickly to any sudden changes (e.g. running, emotional stress), the heart has developed a unique ability and has become a metabolic "omnivore". At physiological conditions, long chain fatty acids (LCFAs) present the major energetic source for the adult myocardium. However, the cardiac energy metabolism may be compromised during pathophysiological states. One of the most dangerous is, undoubtedly, ischaemia-reperfusion injury with its acute form, myocardial infarction. However, the adaptation to chronic hypoxia has been known for decades for its cardioprotective effect against I/R. Changes of cardiac energy metabolism induced by the adaptation have not been fully explored and the system conceals still too many secrets. This thesis has aimed to determine how adaptation to chronic hypoxia affects the cardiac metabolism of the rat LVs in the following set-ups: 1. The effect of chronic normobaric hypoxia (CNH; 3 weeks, 5500m) during a brief I/R protocol in vitro on the protein kinase B/hexokinase (Akt/HK) pathway, including the expression and phosphorylation of Akt, the expression and localization of HK, the expression of mitochondrial creatine kinase (mtCKS), and the level of Bcl-2 family...