Cor Vasa 2009, 51(10):691-697 | DOI: 10.33678/cor.2009.171

Vývoj odolnosti srdečního svalu k nedostatku kyslíku - experimentální aspekty

Bohuslav Ošťádal1,*, Zuzana Charvátová1, Ivana Ošťádalová1, František Kolář1, Ivan Netuka1,2
Centrum výzkumu chorob srdce a cév
1 Fyziologický ústav AV ČR
2 Institut klinické a experimentální medicíny, Praha, Česká republika

Současný zájem o hypoxický nezralý srdeční sval je dán především klinickou potřebou: hypoxické vrozené vady srdeční jsou stále hlavní jednotlivou příčinou úmrtnosti na vrozené vady a ischemická choroba srdeční již není onemocněním pátého a vyšších decennií, ale její rizikové faktory se objevují již v časných fázích ontogenetického vývoje. V naší dospělé populaci se navíc neustále zvyšuje počet pacientů, kteří byli v časné fázi ontogenetického vývoje úspěšně operováni pro cyanotickou vrozenou vadu srdeční. Tito jedinci se blíží věku, ve kterém se zvyšuje riziko závažných kardiovaskulárních onemocnění, především ischemické choroby srdeční. Experimentální výsledky dokazují, že nezralé srdce je k akutnímu nedostatku kyslíku odolnější než srdce dospělé. Příčiny tohoto rozdílu nejsou dosud objasněny, avšak je velmi pravděpodobné, že se na nich podílejí vývojové změny energetického metabolismu, včetně mitochondriálních funkcí. Vysokou odolnost novorozeného srdce nelze dále zvýšit ischemickým preconditioningem ani adaptací na chronickou hypoxii; endogenní protektivní mechanismy se objevují až s poklesem odolnosti v průběhu vývoje. Odolnost dospělého srdečního svalu k akutnímu nedostatku kyslíku může významně ovlivnit perinatální hypoxie. Uvedené výsledky dokazují, že vývojový přístup nabízí nové možnosti studia patogeneze, prevence a terapie závažných kardiovaskulárních onemocnění.

Klíčová slova: Ontogenetický vývoj; Tolerance k hypoxii, ischemii; Protekce myokardu; Srdeční mitochondrie

Zveřejněno: 1. říjen 2009  Zobrazit citaci

ACS AIP APA ASA Harvard Chicago Chicago Notes IEEE ISO690 MLA NLM Turabian Vancouver
Ošťádal B, Charvátová Z, Ošťádalová I, Kolář F, Netuka I. Vývoj odolnosti srdečního svalu k nedostatku kyslíku - experimentální aspekty. Cor Vasa. 2009;51(10):691-697. doi: 10.33678/cor.2009.171.
Stáhnout citaci

Reference

  1. Rakušan K. Vascularization of the heart during normal and pathological growth. Adv Org Biol 1999;7:130-53. Přejít k původnímu zdroji...
  2. Ošťádalová I, Ošťádal B, Kolář F. Effect of prenatal hypoxia on contractile performance and responsiveness to Ca2+ in the isolated perinatal rat heart. Physiol Res 1995;44:135-7.
  3. Fejfar Z. Prevention against ischaemic heart disease: A critical review. In: Oliver MF, ed. Modern trends in cardiology-3. London and Boston: Butterworths, 1975:465-99.
  4. Šamánek M, Urbanová Z. Prevence aterosklerózy v dětském věku. Praha: Galén, 2003:226.
  5. Fazekas JF, Aleander FAD, Himwich HE. Tolerance of the newborn to anoxia. Am J Physiol 1941;134:281-5. Přejít k původnímu zdroji...
  6. Trojan S. Adaptation of the central nervous system to oxygen defficiency during ontogenesis. Acta Univ Carol Med Monograph 1978;85:5.
  7. Su JY, Friedman WF. Comparison of the responses of fetal and adult cardiac muscle to hypoxia. Am J Physiol 1973;224:1249-53. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  8. Jarmakani JM, Nagamoto T, Nakazawa M, Langer GA. Effect of hypoxia on mechanical function in the neonatal mammalian heart. Am J Physiol 1978;235:H469-74. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  9. Jarmakani JM, Nagamoto T, Nakazawa M, Langer GA. Effect of hypoxia on myocardial high-energy phosphates in the neonatal mammalian heart. Am J Physiol 1978b;235:H475-81. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  10. Jarmakani JM, Nakanishi T, George BL, Bers D. Effect of extracellular calcium on myocardial mechanical function in the neonatal rabbit. Dev Pharmacol Ther 1982;5:1-13. Přejít k původnímu zdroji...
  11. Ošťádal B, Procházka J, Janatová T, et al. Developmental aspects of cardiac resistance to hypoxia. Ber Humboldt Univ Berlin 1982;24:52-8.
  12. Baker JE, Boerboom LE, Olinger GN. Age-related changes in the ability of hypothermia and cardioplegia to protect ischemic rabbit myocardium. J Thorac Cardiovasc Surg 1988;96:717-24. Přejít k původnímu zdroji...
  13. Baker JE, Boerboom LE, Olinger GN. Is protection of ischemic neonatal myocardium by cardioplegia species dependent. J Thorac Cardiovasc Surg 1990;99:280-7. Přejít k původnímu zdroji...
  14. Julia P, Korfsky ER, Buckberg GD, et al. Studies of myocardial protection in the immature heart. I. Enhanced tolerance of immature versus adult myocardium to global ischemia with reference to metabolic differences. J Thorac Cardiovasc Surg 1990a;100:879-87. Přejít k původnímu zdroji...
  15. Riva A, Hearse DJ. Age-dependent changes in myocardial susceptibility to ischemic injury. Cardioscience 1993;4:85-92. Přejít na PubMed...
  16. Ošťádalová I, Ošťádal B, Kolář F, et al. Tolerance to ischemia and ischaemic preconditioning in neonatal rat heart. J Mol Cell Cardiol 1998;30:857-65. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  17. Baker EJ, Boerboom LE, Olinger GN, Baker JE. Tolerance of the developing heart to ischemia: impact of hypoxemia from birth. Am J Physiol 1995;268: H1165-73. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  18. Kuma A, Hatano M, Matsui M, et al. The role of autophagy during the early neonatal starvation period. Nature 2004;432:1032-6. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  19. Mühlfeld C, Singer D, Engelhardt N, et al. Electron microscopy and microcalorimetry of the postnatal rat heart (Rattus norvegicus). Comp Biochem Physiol A Mol Integr Physiol 2005;141:310-8. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  20. Rohlicek CV, Viau S, Trieu P, Hébert TE. Effects of neonatal hypoxia in the rat on inotropic stimulation of the adult heart. Cardiovasc Res 2005;65: 861-8. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  21. Ošťádal B, Ošťádalová I, Dhalla NS. Development of cardiac sensitivity to oxygen deficiency: comparative and ontogenetic aspects. Physiol Rev 1999;79:635-59. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  22. Hoerter J. Changes in the sensitivity to hypoxia and glucose deprivation in the isolated perfused rabbit heart during perinatal development. Pflugers Arch 1976;363:1-6. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  23. Julia P, Young PP, Buckberg GD, et al. Studies of myocardial protection in the immature heart. II. Evidence for importance of amino acid metabolism in tolerance to ischemia. J Thorac Cardiovasc Res 1990;100:888-95. Přejít k původnímu zdroji...
  24. Hohl CM. Effect of respiratory inhibition and ischemia on nucleotide metabolism in newborn swine cardiac myocytes. In: Ošťádal B, Nagano M, Takeda N, Dhalla NS, eds. The developing heart. Philadelphia, PA: Lippincott, 1997:393-406.
  25. Nijjar MS, Dhalla NS, Biochemical basis of calcium handling in developing myocardium. In: Ošťádal B, Nagano M, Takeda N, Dhalla NS, eds. The developing heart. Philadelphia, PA: Lippincott, 1997:189-217.
  26. Fabiato A. Calcium-induced release of calcium from the sarcoplasmic reticulum. Am J Physiol 1983;245:C1-14. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  27. Vetter R, Studer R, Reinecke H, et al. Reciprocal changes in the postnatal expression of the sarcolemmal Na+-Ca2+-exchanger and SERCA2 in rat heart. J Mol Cell Cardiol 1995;27:1689-701. Přejít k původnímu zdroji...
  28. Wibo M, Bravo G, Godfraind T. Postnatal maturation of excitation-contraction coupling in rat ventricle in relation to the subcellular localization and surface density of 1,4-dihydropyridine and ryanodine receptors. Circ Res 1991;68:662-73. Přejít k původnímu zdroji...
  29. Wibo M, Kolář F, Zheng L, Godfraind T. Influence of thyroid status on postnatal maturation of calcium channels, β-adrenoceptors and cation transport ATPases in rat ventricular tissue. J Mol Cell Cardiol 1995;27: 1731-43. Přejít k původnímu zdroji...
  30. Tanaka H, Shigenobu K. Effect of ryanodine on neonatal and adult rat heart: developmental increase in sarcoplasmic reticulum function. J Mol Cell Cardiol 1989;21:1305-13. Přejít k původnímu zdroji...
  31. Vornanen M. Postnatal changes in cardiac calcium regulation. In: Ošťádal B, Nagano M, Takeda N, Dhalla NS, eds. The developing heart. Philadelphia, PA: Lippincott, 1997:219-29.
  32. Ošťádalová I, Ošťádal B. Ontogenetic differences in isoproterenol-induced 85Sr uptake in the myocardium. In: Nagano M, Takeda N, Dhalla ND, eds. The cardiomyopathic heart. New York: Raven Press, 1994:395-400.
  33. Boucek RJ, Shelton M, Artman M, et al. Comparative effect of verapamil, nifedipine and diltiazem on contractile function in the isolated immature and adult rabbit heart. Pediatr Res 1984;18:948-54. Přejít k původnímu zdroji...
  34. Škovránek J, Ošťádal B, Pelouch V, Procházka J. Ontogenetic differences in cardiac sensitivity to verapamil in rats. Pediatr Cardiol 1986;7:25-9. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  35. Kolář F, Ošťádal B, Papoušek F. Effect of verapamil on contractile function of the isolated perfused heart. Basic Res Cardiol 1990;85:429-34. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  36. Artman M, Mahony L, Teitel DF. Neonatal cardiology. New York: The McGraw Hill, 2002:272.
  37. Solaro RJ, Lee JA, Kentish JC, Allen DG. Effect of acidosis on ventricular muscle from adult and neonatal rats. Circ Res 1988;63:779-87. Přejít k původnímu zdroji...
  38. Lopaschuk GD. Treating ischemic heart disease by pharmacologically improving cardiac energy metabolism. Presse Med 1998;27:2100-4. Přejít k původnímu zdroji...
  39. Legato MJ. Cellular mechanisms of normal growth in the mammalian heart. II. Qualitative and quantitative features of ventricular architecture in the dog from birth to five months of age. Circ Res 1979;44:263-79. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  40. Olivetti G, Anversa P, Loud AV. Morphometric study of early postnatal development in the left and right ventricular myocardium of the rat. II. Tissue composition, capillary growth and sarcoplasmic alterations. Circ Res 1980;46:503-12. Přejít k původnímu zdroji...
  41. Bass A, Stejskalová M, Stieglerová A, et al. Ontogenetic development of energy-supplying enzymes in rat and guinea-pig heart. Physiol Res 2001; 50:237-45. Přejít k původnímu zdroji...
  42. Schonfeld P, Schild L, Bohnensack R. Expression of the ADP/ATP carrier and expansion of the mitochondrial (ATP+ADP) pool contribute to postnatal maturation of the rat heart. Eur J Biochem 1996;241:895-900. Přejít k původnímu zdroji...
  43. Drahota Z, Milerová M, Stieglerová A, et al. Developmental changes of cytochrome c oxidase and citrate synthase in rat heart homogenate. Physiol Res 2004;53:119-22. Přejít k původnímu zdroji...
  44. Škárka L, Bardová K, Brauner, et al. Expression of mitochondrial uncoupling protein 3 and adenine nucleotide translocase 1 genes in developing rat heart: putative involvement in control of mitochondrial membrane potential. J Mol Cell Cardiol 2003;35:321-30. Přejít k původnímu zdroji...
  45. Halestrap AP, Clarke SJ, Javadov SA. Mitochondrial permeability transition pore opening during myocardial reperfusion - a target for cardioprotection. Cardiovasc Res 2004;61:372-85. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  46. Di Lisa F, Bernardi P. Mitochondrial function and myocardial aging. A critical analysis of the role of permeability transition. Cardiovasc Res 2006;66: 222-32. Přejít k původnímu zdroji...
  47. Clarke SJ, McStay GP, Halestrap AP. Sanglifehrin A acts as a potent inhibitor of the mitochondrial permeability transition and reperfusion injury of the heart by binding to cyclophilin-D at a different site from cyclosporin A. J Biol Chem 2002;277:34793-99. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  48. Milerová M, Charvátová Z, Škárka L, et al. Neonatal cardiac mitochondria and ischemia/reperfusion injury. Mol Cell Biochem 2009;v tisku. Přejít k původnímu zdroji...
  49. Baines CP, Kaiser RA, Purcell NH, et al. Loss of cyclophilin D reveals a critical role for mitochondrial permeability transition in cell death. Nature 2005;434:658-62. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  50. Nakagawa T, Shimizu S, Watanabe T, et al. Cyclophilin D-dependent mitochondrial permeability transition regulates some necrotic but not apoptotic cell death. Nature 2005;434:652-8. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  51. Balaska D, Halestrap AP, Suleiman M-S, Griffiths EJ. Increased susceptibility to pore-opening in heart mitochondria from neonatal compared with adult rats (Abstract). J Mol Cell Cardiol 2005;38:1002.
  52. Ošťádal B, Kolář F. Cardiac adaptation to chronic high altitude hypoxia. Respir Physiol Neurobiol 2007;158:224-36. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  53. Yellon DM, Downey JM. Preconditioning the myocardium: from cellular physiology to clinical cardiology. Physiol Rev 2003;83:1113-51. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  54. Bolli R. Preconditioning: a paradigm shift in the biology of myocardial ischemia. Am J Physiol Heart Circ Physiol 2007;292:H19-27. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  55. Vinten-Johansen J. Postconditioning: a mechanical maneuver that triggers biological and molecular cardioprotective responses to reperfusion Heart Fail Rev 2007;12:235-44. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  56. Laskey WK. Brief repetitive baloon occlusions enhance reperfusion during percutaneous coronary intervention for acute myocardial infarction; a pilot study. Catether Cardiovasc Interv 2005;65:361-7. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  57. Murry CE, Jennings RB, Reimer KA. Preconditioning with ischemia: a delay of lethal cell injury in ischemic myocardium. Circulation 1986;74:1124-36. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  58. Awad WI, Shattock MJ, Chambers DJ. Ischemic preconditioning in immature myocardium. Circulation 1998;98:206-13.
  59. Yellon DM, Baxter GF, Garcia-Dorado D, Sumeray MS. Ischaemic preconditioning: present position and future directions. Cardiovasc Res 1998;37:21-33. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  60. Garlid KD, Dos Santos P, Xie ZJ, et al. Mitochondrial potassium transport: the role of the mitochondrial ATP-sensitive K+ channel in cardiac function and cardioprotection. Biochim Biophys Acta 2003;1606:1-21. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  61. Baker JE, Holman P, Gross GJ. Preconditioning in immature rabbit hearts. Role of KATP channels. Circulation 1999;99:1249-54. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  62. Ošťádalová I, Ošťádal B, Jarkovská D, Kolář F. Ischemic preconditioning in chronically hypoxic neonatal rat heart. Pediatr Res 2002;52:561-7. Přejít k původnímu zdroji...
  63. Hurtado A. Some clinical aspects of life at high altitudes. Ann Intern Med 1960;53:247-58. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  64. Ošťádal B, Kolář F, Pelouch V, Widimský J. Ontogenetic differences in cardiopulmonary adaptation to chronic hypoxia. Physiol Res 1995;44:45-51.
  65. Kolář F, Ošťádal B, Procházka J, et al. Comparison of cardiopulmonary response to intermittent high-altitude hypoxia in young and adult rats. Respiration 1989;5:57-62. Přejít k původnímu zdroji...
  66. Kolář F, Ošťádal B. Molecular mechanisms of cardiac protection by adaptation to chronic hypoxia. Physiol Res 2004;53 (Suppl 1):S3-13. Přejít k původnímu zdroji...
  67. Šamánek M, Bass A, Ošťádal B, et al. Effect of hypoxaemia on enzymes supplying myocardial energy in children with congenital heart disease. Int J Cardiol 1989;25:265-70. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  68. Ferreiro CR, Chagas AC, Carvalho MH, et al. Influence of hypoxia on nitric oxide synthase activity and gene expression in children with congenital heart disease: a novel pathophysiological adaptative mechanism. Circulation 2001;103:2272-6. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  69. Rafiee P, Shi Y, Kong X, et al. Activation of protein kinases in chronically hypoxic infant human and rabbit hearts: role in cardioprotection. Circulation 2002;106:239-45. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  70. Li G, Xiao Y, Estrella JL, et al. Effect of fetal hypoxia on heart susceptibility to ischemia and reperfusion injury in the adult heart. J Soc Gynecol Investig 2003;10:265-74. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  71. Xu Y, Williams SJ, O'Brien D, Davidge ST. Hypoxia or nutrient restriction during pregnancy in rats leads to progressive cardiac remodeling and impairs postischemic recovery in adult male offspring. FASEB J 2006;20:1251-3. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  72. Netuka I, Szarszoi O, Malý J, et al. Effect of perinatal hypoxia on cardiac tolerance to acute ischaemia in adult male and female rats. Clin Exp Pharmacol Physiol 2006;33:714-9. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  73. Snoeckx LH, Cornelussen RN, Van Nieuwenhoven FA, et al. Heat shock proteins and cardiovascular pathophysiology. Physiol Rev 2001;81: 1461-97. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
  74. Ošťádal B, Netuka I, Malý J, et al. Gender differences in cardiac ischemic injury and protection-experimental aspects. Exp Biol Med 2009;234:1011-19. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...




Cor et Vasa

Vstupujete na stránky určené zdravotnickým odborníkům, a nikoli laické veřejnosti. Stránky mohou obsahovat také informace, které jsou určeny pouze osobám oprávněným předepisovat a vydávat humánní léčivé přípravky.

Potvrzuji proto, že jsem zdravotnickým odborníkem ve smyslu zákona č. 40/1995 Sb. ve znění pozdějších předpisů a že jsem se seznámil(a) s definicí zdravotnického odborníka.