Antioxidant system in hypoxic heart

Abstract

Kardiovaskulární onemocnění, zejména akutní infarkt myokardu, je celosvětově nejčastější příčinou úmrtí. Je známo, že adaptace na chronickou hypoxii zvyšuje odolnost srdeční tkáně vůči ischemicko-reperfuznímu (I/R) poškození. Reaktivní formy kyslíku (ROS) hrají důležitou signální roli při aktivaci protektivních drah během I/R, ačkoli přebytek ROS během reperfúze vede k poškození srdeční tkáně. Vzhledem k tomu, že buněčný antioxidační systém je zodpovědný za udržování redoxní homeostázy, bylo cílem této práce analyzovat vztah mezi tolerancí myokardu k I/R poškození a regulací hlavních složek antioxidačních systémů, souvisejících transkripčních faktorů a jejich cílových genů v protektivních a neprotektivních režimech chronické hypoxie. Prokázali jsme rozdíly v kardioprotektivním fenotypu u potkanů vystavených třem režimům chronické hypoxie (FiO2 0,1; 3 týdny). Adaptace na kontinuální (CNH) a intermitentní (CNH-8; 8h/den) režim hypoxie zvýšila rezistenci myokardu k I/R poškození, zatímco 1-hodinové denní přerušení hypoxické adaptace (INH-23) zrušilo kardioprotektivní účinek a snížilo poměr redukovaného a oxidovaného glutathionu (GSH/GSSG). Oba kardioprotektivní režimy významně zvýšily expresi mRNA mitochondriálních antioxidantů (manganová superoxid dismutáza, MnSod; glutathion reduktáza, Gsr;...

The cardiovascular disease, particularly acute myocardial infarction, is the most common cause of death worldwide. It is well documented that adaptation to chronic hypoxia increases resistance to ischemia-reperfusion (I/R) injury in heart tissue. Reactive oxygen species (ROS) play an important signalling role by the activation of the protective pathways during I/R, although, the excess of ROS during reperfusion leads to cardiac tissue injury. As the cellular antioxidant system is responsible for the maintenance of redox homeostasis, the main aim of this thesis was to investigate the relationship between myocardial tolerance to I/R injury and regulation of main components of antioxidant systems, related transcription factors and their target genes in protective and non- protective regimens of chronic hypoxia. We found differences in cardioprotective phenotype in rats exposed to three regimens of chronic normobaric hypoxia (FiO2 0.1, 3 weeks). The adaptation to continual (CNH) and intermittent (CNH-8; 8 h/day) regimen of hypoxia increased myocardial resistance to I/R damage, whereas 1-hour daily interruption of hypoxic adaptation (INH-23) abolished cardioprotective effect and decreased the ratio of reduced and oxidized glutathione (GSH/GSSG). Both cardioprotective regimens significantly increased...