Kalp fonksiyon bozukluğunda rol oynayan hücre içi Zn2+ derişimi ve kontrolsüz sarkoplazmik retikulum Ca2+ sızıntısı arasındaki ilişkinin elektrofizyolojik ve biyokimyasal tekniklerle incelenmesi
Investigation of relationship between intracellular free Zn2+ concentration and uncontrolled Ca2+ leakage from sarcoplasmic reticulum in cardiac dysfunction by using electrophysiological and biochemical techniques
- Tez No: 358945
- Danışmanlar: PROF. DR. BELMA TURAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyofizik, Biophysics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Temel Tıp Bilimleri Bölümü
- Bilim Dalı: Biyofizik Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 104
Özet
Çinko (Zn2+), biyolojik sistemlerde, bağlı veya histokimyasal olarak reaktif olarak bulunmaktadır. Aynı zamanda, bir sinyal molekülü olarak fonksiyon gören Zn2+, enzimlerde dahil olmak üzere birçok proteinin yapı taşını oluşturur. Zn2+' nin, kardiyak fonksiyonları boyunca hücre içi dağılımı ve salınımları hakkında çok az bilgi bulunmaktadır. Bu çalışmanın amacı, kalp fonksiyon bozukluklarında sarkoplazmik retikulum ile hücre içi serbest Zn2+ arasındaki ilişkiyi incelemektir. Son zamanlarda, Zn2+'ya duyarlı ve seçici floroforların geliştirilmesi ve özellikle bu floroforların Ca2+ gibi diğer metallere hassasiyetinin çok az olması, canlı hücrelerde hücre içi Zn2+'yu izlemeyi mümkün hale getirmiştir. Bu çalışmada izole sıçan kardiyomiyositleri kullanılarak, Zn2+ homeostazındaki hızlı değişimleri Zn2+ duyarlı floresans boya olan FluoZin-3 ve karşılaştırma amacıyla, Ca2+'a duyarlı Fluo-3 floresans boyası kullanılarak incelendi. Daha önceden bilinen Ca2+ spark ve transientlerin kinetiklerine benzer, Zn2+ spark ve Zn2+ transientleri görüntülendi. Sarkoplazmik retikulumun Ca2+ salınımı inhibe edildiğinde veya hücre dışı sodyumun azaltılması sonucu hücre içinde Ca2+ birikmesine bağlı olarak sırasıyla Zn2+ salınımlarının ortadan kalktığı veya arttığı gözlenmiştir. Mitokondri inhibisyonu, Ca2+ transientlerini etkilemeden, Zn2+ transientlerini azaltmıştır. Akut veya kronik oksidatif stres sonucu artan Zn2+ salınımını anlamak için sırasıyla, Ca2+ bağımlı Zn2+ salınımını arttıran oksidatif ajan olan H2O2 ile kardiyomiyositler inkübe edilmiş veya sistolik ve diyastolik miyokardiyal fonksiyonların yavaşladığı ve oksidatif stresin oluştuğu karakterize edilen STZ enjeksiyonu ile hiperglisemi oluşturulan sıçanlar kullanılmıştır. Hücre içi Ca2+, Zn2+ konsantrasyonlarında artışın meydana geldiği, transientlerin ise deprese olduğu görülmüştür. Antioksidan tedavisi ile hem Zn2+ hem de Ca2+ homeostazının düzeldiği bulunmuştur. Bu çalışmada, kardiyak siklüs boyunca, Zn2+'nun salındığı, bu salınımın çoğunlukla serbest Ca2+ artışına bağlı olduğu gösterilmiştir. Aynı zamanda, reaktif oksijen türlerinin metallathioninlerin ve diğer redoks aktif proteinlerin, iyonik değişimler hariç metal bağlama özelliklerini değiştirmesi yoluyla Zn2+'nun salınımını tetiklediği gösterilmiştir. Antioksidan tedavisi ile bu oksidatif sürecin değiştiği, Ca2+ ve Zn2+ hemeostazının düzenlendiği görülmüştür.
Özet (Çeviri)
Zinc (Zn2+) exists in biological systems as bound and histochemically reactive free Zn2+. It is an structural constituent of many proteins, including enzymes from cellular signalling pathways, in which it functions as a signalling molecule. Very little is known about precise mechanisms controlling the intracellular distrubution of Zn2+ and its variations during cardiac function. The purpose of this study is to determine the relationship between sarcoplasmic reticulum Ca2+ leak and intracellular free Zn2+ on heart dysfunction. Live-cell detection of intracellular Zn2+ has become feasible through are recent development of Zn2+-sensitive and-selective fluophores able to distinguish Zn2+ from Ca2+. Here we, in freshly isolated rat cardiomyocytes, we investigated the rapid changes in Zn2+ hemostasis using the Zn2+-specific fluorescent dye, FluoZin-3, in comparison to Ca2+-dependent Fluo-3 fluorescence. Zn2+ sparks and Zn2+ tranzients, respectively, were visualized in a similar manner to known rapid Ca2+ chnages. Zn2+ transients required Ca2+ entry. Inhibition the sarcoplasmic reticulum Ca2+ release or increasing the Ca2+ loading a low-Na+ solution suppressed or increased Zn2+ movements, respectively. Mitochondrial inhibitors reduced Zn2+ transients without effecting Ca2+ transients. To understand acute or chronic oxidative stress induced Zn2+ release, repectively, we used oxidatizing agent H2O2 for incubating cardiomyocytes which is facilitated Ca2+-dependent Zn2+ release in cardiomyocytes and hyperglycemic rats induced by STZ injection and cause diabetic cardiomyopathy which is characterized by declined systolic, diastolic myocardial performance and oxidative stress in cardiac cells. Both, intracellular free Ca2+ and Zn2+ concantrations increased and transients are depressed while treatment with an antioxidant improved heart function by ameliorating the Ca2+ and Zn2+ hemostasis. It is proposed that Zn2+ release during the cardiac cycle results mostly from intracellular free Ca2+ increase, triggering production of reactive oxygen species that induce changes in metal binding properties of metallothioneins and redox active proteins, aside from ionic exchange on these proteins. Treatment with antioxidants changing the oxidation status and as a result Ca2+ and Zn2+ hemostasis.
Benzer Tezler
- In silico design of hERG non-blocker compounds with retained pharmacological activity using multi-scale molecular modeling applications
hERG bloker olmayan farmakolojik aktivitesi korunmuş bileşiklerin çok boyutlu moleküler modelleme uygulamaları ile in siliko tasarımı
GÜLRU KAYIK
Doktora
İngilizce
2017
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURCAN TÜZÜN
DOÇ. DR. SERDAR DURDAĞI
- Periton diyalizi ve hemodiyaliz hastalarında doku doppler ekokardiyografi ile diyastolik fonksiyon parametrelerinin değerlendirilmesi
Başlık çevirisi yok
MÜGE KARAOĞLANOĞLU
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2006
NefrolojiOndokuz Mayıs Üniversitesiİç Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF.DR. KUDDUSİ CENGİZ
- Fallot tetralojili çocuklarda tam düzeltme operasyonu öncesi ve sonrasında sağ ventrikül fonksiyonlarının miyokardiyal performans indeksi(Tei İndeksi)kullanılarak değerlendirilmesi
Evaluation of right ventricle functions of children with Tetralogy of Fallot (TOF) at pre and postoperative period of total correction by the use of myocardial performance index(Tei İndex)
SONER KUMTEPE
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2004
Çocuk Sağlığı ve HastalıklarıDokuz Eylül ÜniversitesiÇocuk Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF.DR. NURETTİN ÜNAL
- Kalp yetmezliği hastalarında serum caveolin-3 düzeyinin değerlendirilmesi
Başlık çevirisi yok
AHMET SÜSENBÜK
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2023
KardiyolojiAdıyaman ÜniversitesiKardiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN KAYA
- Diyabet kaynaklı kalp fonksiyon bozukluğunda hücre içi iyon derişimleri ile fosfodiesterazların aktiviteleri arasındaki ilişkinin tip 2 obez-sıçan modelinde incelenmesi
Investigation of the cross talk between intracellular ion concentrations and phosphodiesterase activities in type-2 diabetes induced cardiac dysfunctions
ESMA NUR OKATAN