Pathophysiological changes in cardiomyocyte metabolism and bioenergetics during stress-induced cardiomyopathy.

Abstract

SHRNUTÍ Tato disertační práce se zabývá metabolickými a bioenergetickými změnami v kardiomyocytech během vystavení stresu. Vystavení stresu vede k patofyziologickým změnám v myokardu, které mohou vést k srdečnímu selhání. Je důležité znát přesné patofyziologické změny, aby se zabránilo rozvoji srdečního selhání. Hlavním cílem této práce bylo prozkoumat molekulární změny v bioenergetice a metabolismu kardiomyocytů během vystavení stresu. Pro studii byla použita imortalizovaná buněčná linie HL-1 kardiomyocytů. Kardiomyocyty byly vystaveny extrémní dávce isoprenalinu a chronické hypoxii. Ke studiu metabolismu kardiomyocytů byla použita analýza buněčného metabolismu v reálném čase, analýza celkových lipidů, vysokoúčinná kapalinová chromatografie (HPLC) a hmotnostní spektrometrie pro detekci lipidomického spektra, polymerázová řetězová reakce v reálném čase (RT-PCR) a western blot pro relativní expresi lipidových transportérů. Konfokální mikroskopie byla použita ke studiu Ca2+ toku. Předložená práce prokazuje, že akutní expozice extrémní dávce isoprenalinu snižuje mitochondriální funkci a zvyšuje akumulaci lipidů, včetně vyššího zastoupení lipotoxických molekul. Studie chronické expozice stresu potvrzuje zvýšený únik Ca2+ ze sarkoplazmatického retikula, který vede k nižší síle i délce kontrakce. Tato nová...

This dissertation thesis is focused on metabolic and bioenergetic changes in cardiomyocytes during stress exposure. Stress exposure leads to pathophysiological changes in myocardium, which can lead to heart failure. It is important to know exact pathophysiological changes to prevent the development of heart failure. The main aim of this thesis was to investigate molecular changes in cardiomyocytes bioenergetics and metabolism during stress exposure. For the study was used immortalized cell line of HL-1 cardiomyocytes. Cardiomyocytes were expose to extreme dose of isoprenaline and chronic hypoxia. Real-time cell metabolic analysis, total lipid analysis, high-performance liquid chromatography (HPLC) and mass spectrometry for lipidomic spectrum detection, real-time polymerase chain reaction (RT-PCR) and Western blot for relative expression of lipid transporters were used to study cardiomyocyte metabolism. Confocal microscopy was used to study Ca2+ handling. The presented thesis demonstrates that acute exposure to an extreme dose of isoprenaline decreased basic mitochondrial functions along with higher lipid accumulation, including higher content of lipotoxic molecules. A study of chronic stress exposure confirms higher Ca2+ leak from the sarcoplasmic reticulum, leading to lower contraction length and...