VEGA 2/0147/14

Vývoj diadickej vápnikovej signalizácie v priebehu postnatálneho vývoja ventrikulárnych myocytov

Vedúci projektu: Ivan Zahradník

Trvanie: január 2014 – december 2016
Koordinujúca organizácia: Ústav molekulárnej fyziológie a genetiky SAV, Bratislava

Anotácia:

Srdcový sval novonarodených jedincov sa rozvíja v súlade s rozvojom pohybovej aktivity. V kardiomyocytoch dochádza k nárastu objemu kontraktilných myofibríl, vnútorného membránového systému a mitochondrii. Cirkulácia vápnika v priebehu kontrakčno – relaxačného cyklu sa postupne internalizuje a vyvíja sa diadický systém zabezpečujúci väzbu excitácie s kontrakciou prostredníctvom vápnikovej signalizácie. Cieľom projektu je detailne charakterizovať vývoj uvoľňovania vápnika a vývoj ultraštruktúry diád počas postnatálneho vývoja myokardu potkana. Originálne údaje o vývoji vápnikovej signalizácie získané na izolovaných kardiomyocytoch pomocou laserovej skenovacej konfokálnej mikroskopie v súčinnosti s metódou patch-clamp budeme korelovať s údajmi o vývoji ultraštruktúry diád získanými pomocou elektrónovej mikroskopie. Získané výsledky umožnia vysvetliť špecifiká vápnikovej signalizácie v kardiomyocytoch neonatálneho srdca.

Kľúčové slová:

Myokard, ontogenéza, vápniková signalizácia, väzba excitácie s kontrakciou, konfokálna mikroskopia, elektrofyziológia

Ciele:

Organizácia a funkcia jednotiek väzby excitácie s kontrakciou (diád) svalových buniek myokardu u novorodencov je na periférii základného výskumu i keď je dobre známe, že svalové bunky postnatálneho myokardu podliehajú prudkému vývoju. Diády vznikajú postnatálne a rozvíjajú sa so zvyšovaním požiadaviek na pumpovaciu funkciu myokardu. Cieľom tohto projektu je zistiť vývoj funkčnosti diád z hľadiska vápnikovej signalizácie počas transformácie myocytov z embryonálnej do terminálne diferencovanej formy v priebehu dospievania myokardu. Využijeme naše originálne know-how na charakterizáciu vápnikových signálov. Poznanie vývoja štruktúry a funkcie diád umožní lepšie porozumieť špecifikám funkcie vyvíjajúceho sa myokardu novorodencov a farmakoterapie detí. Očakávame že nové poznatky umožnia lepšie porozumieť aj základným mechanizmom adaptácie dospelého myokardu na patologickú záťaž, pri ktorej sa na úrovni myocytov aktivujú hypertrofické mechanizmy typické pre neonatálne kardiomyocyty.

Publikácie:

	Hotka M, Zahradnik I (2017): Reconstruction of membrane current by deconvolution and its application to membrane capacitance measurements in cardiac myocytes. PLoS One 12: e0188452.
	Mackova K, Zahradnikova A Jr, Hotka M, Hoffmannova B, Zahradnik I, Zahradnikova A (2017). Calcium release-dependent inactivation precedes formation of the tubular system in developing rat cardiac myocytes. Eur Biophys J 46: 691-703.
	Hotka M, Zahradnik I (2014): Correction of the cross-talk error in cell membrane impedance analysis. In: YBERC 2014. Bratislava, Slovak Republic. Proceedings of The 6th International Young Biomedical Engineers and Researchers Conference, July 2-4, 2014, p. 31-34. ISBN 978–80–971697–0–1.
	Hotka M, Zahradnik I (2014): High resolution measurement of electrical impedance of excitable cells. In: Adept 2014. 2nd International Conference on Advances in Electronic and Photonic Technologies, Tatranská Lomnica, June 1-4, 2014, Proceedings of Adept, p. 55-58.
	Novotova M, Tarabova B, Tylkova L, Ventura-Clapier R, Zahradnik I (2016): Ultrastructural remodelling of slow skeletal muscle fibres in creatine kinase deficient mice: a quantitative study. Gen Physiol Biophys 35: 477–486.