Magnetometria ako významný doplňujúci prostriedok pri biomedicínskom výskume súvisiacom s meniacou sa hladinou a formami železa v orgánoch laboratórnych zvierat

Riešitelia: M. Škrátek, J. Maňka

Chronický stres je rizikovým faktorom viacerých chronických neprenosných ochorení. Predpokladá sa, že chronické uvoľňovanie glukokortikoidov a katecholamínov počas stresu aktivuje mechanizmy indukujúce oxidačný stres a zápal. Transkripčný faktor NRF2 reguluje expresiu génov kódujúcich proteíny participujúce v metabolizme železa, ako aj antioxidačných a detoxifikačných enzýmov, ktoré sa podieľajú na antioxidačnej a protizápalovej odpovedi. Sledovali sa účinky chronického stresu a podávania DMF (dimetyl fumarát, najsilnejší aktivátor NRF2) na génovú expresiu NRF2 (kódovaného génom Nfe2l2), antioxidačných enzýmov a proteínov zapojených do metabolizmu železa v pečeni, krvi a srdci dospelých samcov hranične hypertenzných potkanov. Potkany boli rozdelené do štyroch skupín: kontrola, chronický stress (stres vyvolaný zvýšením hustoty populácie po dobu 6 týždňov), potkany ošetrené s DMF a potkany vystavené kombinovanému efektu stresu a DMF. Stres viedol k významnému poklesu prírastku telesnej hmotnosti a zvýšeniu plazmatickej koncentrácie celkového, HDL a LDL cholesterolu. Pomocou SQUID magnetometrie bolo zistené, že remanentná magnetizácia (M_r, parameter charakterizujúci magnetické vlastnosti tkaniva súvisiace so zmenami štruktúry a množstva zlúčenín obsahujúcich železo) bola významne znížená v pečeni potkanov vystavených stresu. Neboli zistené významné zmeny v magnetickej saturácii (M_s), M_r, ani koercivite (H_c) medzi skupinami v srdci. V krvi bola zistená zvýšená M_s v skupine DMF. Okrem toho M_s v krvi pozitívne korelovala s hladinami Fe²⁺ v plazme a s expresiou génu Nfe2l2 v srdci. Ukazuje sa, že chronický sociálny stres zvyšuje expresiu génov kódujúcich influx aj eflux železa do hepatocytov a pravdepodobne aj „obrat“ železa v pečeni, čo môže súvisieť so zvýšenou tvorbou zlúčenín obsahujúcich železo, najmä hemoglobínu, v dôsledku zvýšených nárokov na oxygenáciu tkanív počas stresu.

Súvisiace projekty: APVV-22-0296, VEGA 2/0157/21.

Výsledky boli dosiahnuté v spolupráci s Centrom experimentálnej medicíny SAV, v.v.i., a Ústavom farmakológie a klinickej farmakológie LF UK Bratislava.

Publikácie:

• KLUKNAVSKY, M. – BALIS, P. – LISKOVA, S. – MICUROVA, A. – ŠKRÁTEK, Martin – MAŇKA, Ján – BERNATOVA, I. Dimethyl fumarate prevents the development of chronic social stress-induced hypertension in borderline hypertensive rats. In Antioxidants, 2024, vol. 13, no. 8, art. no. 947. ISSN 2076-3921. (6 – IF2023) Q1 (ADMA)
• KLUKNAVSKÝ, M. – MIČUROVÁ, A. – ŠKRÁTEK, Martin – MAŇKA, Ján – BERNÁTOVÁ, I. Účinok chronického sociálneho stresu na génovú expresiu proteínov regulujúcich metabolizmus železa a antioxidačných enzýmov v pečeni hranične hypertenzných potkanov. In Fyziologické dni : Pri príležitosti 100. výročia lekárskej fyziológie na slovensku a 100. výročia Fyziologického ústavu LF UK v Bratislave. – Bratislava : Univerzita Komenského, 2024, s. 99. ISBN 978-80-223-5782-1. (AFH)
• KLUKNAVSKÝ, M. – MIČUROVÁ, A. – ŠKRÁTEK, Martin – MAŇKA, Ján – BERNÁTOVÁ, I. Effects of long-term activation of NRF2 function by DMF under normal and long-term stress conditions in an experimental model of prehypertension. In New Frontiers in Basic Cardiovascular Research France – New EU Members : Program & Book of Abstracts. – Montpellier, France : Physiologie & Medecine Experimentale Coeur Muscles, University of Montpellier, 2024, p. 26