Úloha reaktívnych foriem kyslíka v starnutí a ischemicko-reperfúznom poškodení srdca

1. Úloha reaktívnych foriem kyslíka v starnutí a ischemicko-reperfúznom poškodení srdca P. Kaplán, E. Babušíková, Z. Tatarková, M. Sivoňová, P. Račay, A. Drgová, T. Matáková, J. Lehotský, D. Dobrota Univerzita Komenského v Bratislave Jesseniova lekárska fakulta v Martine Ústav lekárskej biochémie Centrum excelentnosti pre kardiovaskulárny výskum

2. Bunkové mechanizmy poruchy funkcie srdca počas starnutia a pri ischémii-reperfúzii • Starnutie, ischemická choroba srdca: • Klesajúci výkon srdca – zhoršená diastolická funkcia • Významné rizikové faktory zlyhania srdca

3. Transport Ca2+ v sarkoplazmatickom retikule a starnutie počas starnutia a pri ischemickej chorobe srdca

4. Hypotetické mechanizmy poklesu transportných a enzýmových aktivít Ca pumpy a iných bielkovín srdca počas starnutia Starnutie srdca Génová expresia Koncentrácia bielkovín Postraslačné oxidačné modifikácie Transportné a enzýmové aktivity Porucha kontraktility

5. Vplyv veku na expresiu bielkovín sarkoplazmatického retikula Proteín Vek

6. Voľnoradikálová teória starnutia Starnutie srdca Génová expresia Koncentrácia bielkovín Postraslačné oxidačné modifikácie Enzýmové a transportné aktivity Porucha kontraktility

7. Mitochondrie – hlavný zdroj kyslíkových voľných radikálov

8. Vplyv veku na aktivitu komplexov dýchacieho reťazca Expresia podjednotky I komplexu IV

9. Oxidačné modifikácie biomolekúl a membrán Oxidačné poškodenie bielkovín Oxidačné poškodenie lipidov Tvorba reaktívnych aldehydov Štrukturálne zmeny membrán

10. Starnutie a antioxidačná obrana srdca Celková antioxidačná kapacita Aktivita superoxiddizmutázy

11. Mechanizmy poškodenia bunky ROS A RNS

12. Závery • Inhibícia komplexov elektrónového transportného systému vedie k poruche tvorby ATP a zvýšeniu oxidačného stresu kardiomyocytov. • Zvýšená tvorba ROS a pokles antioxidačnej obrany srdca sa podieľajú na oxidačnom poškodení nielen samotných mitochondrií, ale tiež SR, plazmatickej membrány a myofilamentov. • Oxidačné poškodenie kardiomyocytov počas starnutia a pri ischémii- reperfúzii zohráva významnú úlohu v poruche funkcie srdca.

13. Publikácie v medzinárodných vedeckých časopisoch od r. 2000 • Kaplán P, Doval M, Majerová Z, Lehotský J, Račay P (2000) Iron-induced lipid peroxidation and protein modification in endoplasmic reticulum membranes. Protection by stobadine. Int J Biochem Cell Biol 32: 539-547. • Kaplán P, Matejovicová M, Lehotský J, Flameng W (2002) Effect of myocardial stunning on thiol status, myofibrillar ATPase and troponin I proteolysis. Mol Cell Biochem 233: 145-152. • Matejovičová M, Shivalkar B, Hernandez JM, Kaplán P, Lehotský J, Flameng W (2002) Myofibrillar Ca2+-stimulated Mg2+-ATPase from chronically ischemic canine heart. Gen Physiol Biophys 21: 39-46. • Kaplan P, Babusikova E, Lehotsky J, Dobrota D (2003) Free radical-induced protein modification and inhibition of Ca2+-ATPase of cardiac sarcoplasmic reticulum. Mol Cell Biochem 248: 41-47. • Babušíková E, Kaplán P, Lehotský J, Jeseňák M, Dobrota D (2004) Oxidative modification of rat cardiac mitochondrial membranes and myofibrils by hydroxyl radicals. Gen Physiol Biophys 23: 327-335. • Tatarková Z, Kaplán P, Matejovičová M, Lehotský J, Dobrota D, Flameng W (2005) Effect of ischemia and reperfusion on protein oxidation in isolated rabbit hearts. Physiol Res 54: 185-191. • Kaplan P, Matejovicova M, Herijgers P, Flameng W (2005) Effect of free radical scavengers on myocardial function and Na+,K+-ATPase activity in stunned rabbit myocardium. Scand Cardiovasc J 39: 213-219. • Kaplan P, Tatarkova Z, Babusikova E, Racay P, Lehotsky J, Dobrota D (2005) Age-related alterations in mitochondrial enzymes and protein oxidation in rat myocardium. Int Proceed, Medimond, Bologna, 43-46. • Kaplan P, Jurkovicova D, Babusikova E, Hudecova S, Racay P, Sirova M, Lehotsky J, Drgova A, Dobrota D, Krizanova O (2007) Effect of aging on the expression of intracellular Ca2+ transport proteins in a rat heart. Mol Cell Biochem 301: 219-226. • Kaplan P, Tatarkova Z, Racay P, Lehotsky J, Pavlikova M, Dobrota D (2007) Oxidative modifications of cardiac mitochondria and inhibition of cytochrome c oxidase activity by 4-hydroxynonenal. Redox Report 12: 212-218. • Sivoňová M, Tatarková Z, Ďuračková Z, Dobrota D, Lehotský J, Matáková T, Kaplán P (2007) Relationship between antioxidant potential and oxidative damage to lipids, proteins and DNA in aged rats. Physiol Res 56: 757-764. • Babušíková E, Jeseňák M, Dobrota D, Tribulová N, Kaplán P (2008) Age-dependent effect of oxidative stress on cardiac sarcoplasmic reticulum vesicles. Physiol Res 57: S49-S54. • Babusikova E, Jesenak M, Racay P, Dobrota D, Kaplán P (2008) Oxidative alternations in rat heart homogenate and mitochondria during ageing. Gen Physiol Biophys 27: 115-120. • Kaplán P, Matejovičová M, Herijgers P, Flameng W (2008) Lack of the effect of superoxide dismutase and catalase on Na+,K+-ATPase activity in stunned rabbit hearts. Physiol Res 57: S61-S66.

14. Vedecko-výskumné granty a spolupráca • VEGA 1/9320/02: Molekulárne a biochemické zmeny srdca spojené so starnutím. Úloha oxidačného stresu. • APVV-51-013802: Transportné a signalizačné mechanizmy biologických membrán za normálnych a patologických podmienok. • VEGA 1/2263/05: Oxidačné poškodenie sarkoplazmatického retikula a mitochondrií srdca počas starnutia. • APVV-51-027404: Signalizačné a transportné funkcie biologických membrán za normálnych a patologických podmienok. • SP51/0280800/0280802: Genomika kardiovaskulárnych ochorení pre zdravšiu populáciu. • VEGA 1/0027/08 Úloha reaktívnych foriem kyslíka a produktov lipidovej peroxidácie v oxidačnom poškodení bielkovín počas starnutia. • Ústav molekulárnej fyziológie a genetiky SAV, Bratislava, Centrum excelentnosti pre kardiovaskulárny výskum (O. Križanová) • Ústav pre výskum srdca SAV, Bratislava (N. Tribulová, T. Ravingerová) • Centre for Experimental Surgery and Anaesthesiology, Katholieke Universiteit Leuven, Belgicko (W. Flameng, P. Herijgers, K. Mubagwa)

15. Ďakujem za pozornosť!