 |
|
| Thesis topic proposal |
| |
Description of the research topic:
Bevezetés: A sportélettani kutatások középpontjában az élsportolók szervezetében végbemenő morfológiai és funkcionális változások állnak. Régóta ismert, hogy rendszeres edzéshez a szervezet adaptálódik, egyik legrégebben kutatott és ismert jelensége ennek a sportszív (1-3). Ugyanakkor az irodalmi adatok és korábbi saját kutatási eredményeink alapján egyértelmű, hogy az erek is adaptálódnak a tartós, kimerítő edzéshez (4-6). Ugyanakkor a különböző típusú erekre, mint koronária erek, vázizom erek vagy zsigeri erek más haemodinamikai erők hatnak sportolás közben, így más adaptációt várhatunk a vizsgált értípustól függően.
Célok: Krónikus edzés haemodinamikai hatásainak vizsgálata a különböző típusú erek adaptációjára illetve az ezekben fellelhető nemi különbségek megismerése.
Módszerek:
Állatok: 12 hetes, fiatal felnőtt (hím és nőstény) Wistar patkányokat (Charles River Laboratories, Sulzfeld, Németország) alkalmazunk kísérleteink során. Állatainkat állandó hőmérsékletű (22±2°C) állatházban, 12 óránként váltakozó világos-sötét ciklus mellett tartjuk. Patkányainknak standard laboratóriumi tápot és ivóvizet adunk ad libitum. A patkányok akklimatizálódása után (legalább 7 nap) kezdjük el kísérleteinket. Vizsgálataink során az állatokat a National Society for Medical Research által megfogalmazott „Laboratóriumi állatokkal való bánásmód alapelvei” és az Institute of Laboratory Animal Resources által kidolgozott, illetve a National Institutes of Health által publikált “Irányelvek a laboratóriumi állatok kezelésében és felhasználásában” (National Institutes of Health Publication No. 86-23, 1996) elveknek megfelelően kezeljük és tartjuk. Kísérleteinket az állatkísérletekért felelős Állatkísérleti Tudományos Etikai Tanács hivatalosan engedélyezte.
Edzésterv: A patkányok úsztatására megfelelő téglalap alapú, fém (80x45x50cm) úsztatómedencét használunk, melyet 30-32°C-on tartott csapvízzel töltünk fel. Az úszó csoportok heti 5 alkalommal napi 200 percet töltenek úszással. Ezt hozzászoktatási periódus előzi meg: az első alkalommal 15 percig úsznak az állatok, majd minden második alkalommal 15 perccel növeljük a vízben töltött idő hosszát míg el nem érjük a maximális 200 percet. Az edzés programunk 12 héten át tart. A kontroll csoportok az úszókkal ellentétben alkalmanként 5 percet töltenek a vízben a 12 hetes edzés során, a vízbe helyezési stressz elkerülése végett (3).
In vitro mikroangiometria:
Az izolált érszegmens vizsgálatához arteriolát preparálunk (in vivo külső átmérő 100-200 μm
Semmelweis Egyetem
Doktori Iskola
közötti, a preparált ér típusa lehet: coronara arteriola, gracilis arteriola), szervfürdőbe helyezzük és mindkét végét kanüláljuk, 37°C-ra melegített, oxigenizált Krebs oldattal perfundáljuk (pH=7,4) és a megfelelő oxigenizációt biztosítjuk, ki- és bemeneti nyomáskontroll mellett (p=50 Hgmm). A kísérlet során az arteriolák mechanikai és farmakológiai hatásokra bekövetkező belső és külső átmérő változásait vizsgáljuk egy mikroszkóppal összekapcsolt kamera segítségével (7).
Wire-myograph:
Az izolált érgyűrűk vizsgálatához artériát preparálunk (gyűrűk hossza 2 mm, a preparált ér típusa lehet: artéria carotis, artéria renalis, artéria femoralis, aorta), és a szervfürdőben (37°C-ra melegített, oxigenizált Krebs oldat, pH=7,4) elhelyezett acéltűkre helyezzük, majd biztosítjuk a megfelelő feszülést a gyűrű elemeknél. A kísérlet során az artériák izometriás kontrakcióját mérjük, azaz állandó rosthossz mellett vizsgáljuk a feszülés mértékét, mely különböző vazoaktív anyagok hatására nőhet vagy csökkenhet (8, 9).
Szövettani vizsgálatok:
Az erek szövettani és immunhisztokémiai vizsgálatával az érfal összetételére, különböző receptorainak mennyiségére következtethetünk. A klasszikus szövettani vizsgálatokhoz a kipreparált ereket formalinba helyezzük, majd dehidrálás után a szövettani mintákat paraffinba ágyazzuk és az így képzett blokkokból 4-5 μm vastagságú metszeteket készíthetünk mikrotom segítségével. Az elkészült metszeteken különböző festéseket alkalmazhatunk, mint például a rostösszetételének vizsgálatára alkalmas rezorcin-fuchsin festést, vagy a kollagén vizsgálatára alkalmas picrosirius festést. A festett metszeteket speciális képelemző szoftver segítségével elemezhetjük (ImageJ szoftver) (10).
Az immunhisztokémiai vizsgálatok során szintén a paraffinba ágyazott metszeteket speciális antitestekkel festjük meg deparafinálást és antigén feltárást követően. A speciális antitestek segítségével lehetőség van különböző fehérjék, poliszacharidok, lipidek vagy glikoproteinek viszgálatára a sejtekben vagy az extracelulláris térben, melyek lehetnek receptorok, hormonok, enzimek, fehérvérsejt típusok, lektinek, stb (11). A digitalizált metszetek számítógépes kiértékelését Leica QWin szoftverrel végezzük (12).
Várható eredmények:
Sportélettani kutatásunk hozzájárulhat a sportolók optimális terhelésének kialakításához, a biztonságos, szövődménymentes sporthoz, a teljesítmény optimalizáláshoz illetve az élsportolóknál előforduló hirtelen szívhalál okának megértéséhez.
Labor háttér:
Kutatásunk során az állatokat, azok edzését és az echokardiográfiás vizsgálatokat a Városmajor Szív- és Érgyógyászati Klinika, Kardiológia Központ – Kardiológia Tanszék, Kísérleti Kutató Laboratóriuma biztosítja. Az in vitro mikroangiometria és wire-myograph vizsgálatokat a Transzlációs Medicina Intézetben és Élettani Intézetben végezzük.
Semmelweis Egyetem
Doktori Iskola
Irodalomjegyzék:
1. Olah A, Matyas C, Kellermayer D, Ruppert M, Barta BA, Sayour AA, Torok M, Koncsos G, Giricz Z, Ferdinandy P, Merkely B, Radovits T. (2019) Sex Differences in Morphological and Functional Aspects of Exercise-Induced Cardiac Hypertrophy in a Rat Model. Front Physiol, 10: 889.
2. Olah A, Nemeth BT, Matyas C, Hidi L, Lux A, Ruppert M, Kellermayer D, Sayour AA, Szabo L, Torok M, Meltzer A, Geller L, Merkely B, Radovits T. (2016) Physiological and pathological left ventricular hypertrophy of comparable degree is associated with characteristic differences of in vivo hemodynamics. Am J Physiol Heart Circ Physiol, 310: H587-597.
3. Radovits T, Olah A, Lux A, Nemeth BT, Hidi L, Birtalan E, Kellermayer D, Matyas C, Szabo G, Merkely B. (2013) Rat model of exercise-induced cardiac hypertrophy: hemodynamic characterization using left ventricular pressure-volume analysis. Am J Physiol Heart Circ Physiol, 305: H124-134.
4. Laughlin MH, Bowles DK, Duncker DJ. (2012) The coronary circulation in exercise training. Am J Physiol Heart Circ Physiol, 302: H10-23.
5. Török M, Monori-Kiss A, Pal E, Horvath E, Josvai A, Merkely P, Barta BA, Matyas C, Olah A, Radovits T, Merkely B, Acs N, Nadasy GL, Varbiro S. (2020) Long-term exercise results in morphological and biomechanical changes in coronary resistance arterioles in male and female rats. Biol Sex Differ, 11: 7.
6. Merkely P, Bakos M, Bányai B, Monori-Kiss A, Horváth EM, Bognár J, Benkő R, Oláh A, Radovits T, Merkely B, Ács N, Nádasy GL, Török M, Várbíró S. (2021) Sex Differences in Exercise-Training-Related Functional and Morphological Adaptation of Rat Gracilis Muscle Arterioles. Front Physiol, 12: 685664.
7. Nadasy GL, Szekeres M, Dezsi L, Varbiro S, Szekacs B, Monos E. (2001) Preparation of intramural small coronary artery and arteriole segments and resistance artery networks from the rat heart for microarteriography and for in situ perfusion video mapping. Microvasc Res, 61: 282-286.
8. Sipos M, Gerszi D, Dalloul H, Bányai B, Sziva RE, Kollarics R, Magyar P, Török M, Ács N, Szekeres M, Nadasy G, Hadjadj L, Horvath E, Varbiro S. (2021) Vitamin D deficiency and gender alter vasoconstrictor and vasodilator reactivity in rat carotid artery International Journal of Molecular Sciences in press.
9. Masszi G, Horvath EM, Tarszabo R, Benko R, Novak A, Buday A, Tokes AM, Nadasy GL, Hamar P, Benyo Z, Varbiro S. (2013) Reduced estradiol-induced vasodilation and poly-(ADP-ribose) polymerase (PARP) activity in the aortas of rats with experimental polycystic ovary syndrome (PCOS). PLoS One, 8: e55589.
10. Torok M, Monori-Kiss A, Pal E, Horvath E, Josvai A, Merkely P, Barta BA, Matyas C, Olah A, Radovits T, Merkely B, Acs N, Nadasy GL, Varbiro S. (2020) Long-term exercise results in morphological and biomechanical changes in coronary resistance arterioles in male and female rats. Biol Sex Differ, 11: 7.
11. Horvath EM, Zsengellér ZK, Szabo C. (2011) Quantification of PARP activity in human tissues: ex vivo assays in blood cells and immunohistochemistry in human biopsies. Methods Mol Biol, 780: 267-275.
12. Hetthessy JR, Tokes AM, Keresz S, Balla P, Dornyei G, Monos E, Nadasy GL. (2018) High pressure-low flow remodeling of the rat saphenous vein wall. Phlebology, 33: 128-137
Number of students who can be accepted: 3
Deadline for application: 2024-08-31 |
|
|
|
|
Login
