Ciel štúdie: Alzheimerova choroba (AD) je progresívna a ireverzibilná neurodegeneratívna porucha, ktorá vedie k demencii a smrti. Dochádza k masívnej strate neurónov, najmä v hipokampe a asociačných oblastiach neokortexu. Vysoká koncentrácia cirkulujúceho homocysteínu (Hcy) je považovaná za nezávislý rizikový faktor vzniku cievnej mozgovej príhody. Alzheimerova choroba (AD) sa bežne vyskytuje ako dôsledok mozgovej ischémie. Nedávne prospektívne štúdie ukázali, že hyperhomocysteinémia (hHcy) je silný, nezávislý rizikový faktor pre rozvoj demencie a AD. Molekulárne mechanizmy, ktoré zodpovedajú za rozvoj týchto patológii nie sú úplne objasnené. V práci sme skúmali účinok hHcy na zmeny MAPKs (mitogénom aktivované proteínkinázy) dráhy v neurónových bunkách v korelácii s neurodegeneratívnymi zmenami v mozgu zvierat. Typ štúdie: Experimentálna. Názov a sídlo pracoviska: Univerzita Komenského v Bratislave, Jesseniova lekárska fakulta v Martine, Ústav histológie a embryológie, Malá Hora 4, 036 01 Martin, Slovensko Materiál a metódy: Pre naše experimenty sme použili dospelé laboratórne potkany (samce) kmeňa Wistar. Zvieratá boli rozdelené do dvoch skupín. V prvej skupine bol počas 14 dní subkutánne podávaný Hcy v dávke 0,45 μmol/g/zviera dvakrát denne. Druhá skupina bola bez ošetrenia Hcy. Po uplynutí tejto doby bola prvej aj druhej skupine navodená globálna ischémia štvorcievnym podväzom, a to 15minútová ischémia s reperfúziou 72 hodín. Výsledky: Výsledky ukázali, že ischemický inzult v kombinácii s indukovanou hHcy vedie k zvýšeniu smrti nervových buniek v mozgovej kôre. Analýza proteínov MAPKs Western blotom naznačuje, že IR aj hHcy ovplyvňujú hladinu MAPK/EKR a MAPK/p38 proteínov, ktoré sú spojené s prežívaním/smrťou nervových buniek. Záver: Tieto zistenia naznačujú, že ischemické poškodenie v kombinácii s indukovanou hHcy má u potkanov neurodegeneratívny účinok. Naše výsledky tiež poukazujú na to, že tento kombinovaný model poškodenia by mohol viesť k progresii AD-podobným patologickým črtám u laboratórnych zvierat.

Objective: Alzheimer's disease (AD) is a progressive and irreversible neurodegenerative disorder combined with massive neuronal loss, mainly in the hippocampus and association regions of the neocortex that results in dementia and death. A high circulating concentration of homocysteine (Hcy) is an independent risk factor for stroke. Commonly, Alzheimer's disease (AD) is frequently occurring as a result of stroke. A recent prospective study showed hyperhomocysteinemia to be a strong, independent risk factor for dementia and AD. The molecular mechanisms underlying these mechanisms are not fully understood yet. We investigated the effect of hHcy (hyperhomocysteinemia) on associated changes in MAPK/ERK (Mitogen Activated Protein Kinase/extracellular signal-regulated kinases) pathways in neuronal cells correlated with neurodegeneration. Design: Experimental. Settings: Commenius University, Jessenius Faculty of Medicine, Department of Histology and Embryology, Mala Hora 4, 036 01 Martin, Slovakia Material and methods: For our experiments we used adult rats (male) Wistar. Animals were divided into two groups. The first group was treated by subcutaneous injection 0,45 μmol/g of Hcy in duration of 14 days before experiment. After this period both groups underwent global forebrain ischemia by 4-vessels occlusion. Thus, 15 minutes of ischemia was followed by reperfusion period of 72 hours. Results: The results showed that IR after induced hHcy may attenuate the neural cell death in forebrain cortex. Further Western blot study of MAPKs suggested that IR as well as hHcy affect number and level of MAPK/ERK and MAPK/p38 proteins, which are associated with survival/death of neural cells. 182 Klinická biochemie a metabolismus 4/2015 nútovej ischémie ihneď nasledovala 72 hodinová reperfúzia. Zvieratá s indukovanou hHcy Zvieratá v tejto skupine dostávali počas 14 dní pred experimentom subkutánne Hcy v množstve 0,45 μmol/g/zviera dvakrát denne podľa Mattého a kol. [13]. Zvieratá boli rozdelené do rovnakých dvoch podskupín A a B ako bolo uvedeno (Hcy-C a Hcy-IR-72h rep skupiny), pričom množstvo zvierat v skupinách, všetky podmienky počas operácie, celého trvania ischémie i reperfúzie, ako aj odobratie tkanív boli totožné s predchádzajúcou skupinou zvierat. Po ischémii, resp. po reperfúzii boli zvieratá usmrtené dekapitáciou a odobraté mozgové tkanivo bolo použité na prípravu homogenátov na izoláciu bielkovín, resp. na histologickú analýzu. Príprava homogenátu proteínov Tkanivá mozgov sa ponorili do 3 ml homogenizačného roztoku [0.32 mol.m-3 sacharóza + HEPES (4-(2-Hydroxyethyl)piperazine-1-ethanesulfonic acid); pH = 7.4 v pomer 1 : 10]. Na homogenizáciu sa po- Conclusion: These findings suggest that IR injury after induced hHcy have a neurodegenerative role on global brain ischemia in rats. Our results also indicate that this model of combined insults could lead to the progression of AD-like pathological features.

Klinika stomatológie a maxilofaciálnej chirurgie Jesseniova lekárska fakulta v Martine Univerzita Komenského v Bratislave Slovensko

Ústav histológie a embryológie Jesseniova lekárska fakulta v Martine Univerzita Komenského v Bratislave Slovensko

Ústav lekárskej biochémie Jesseniova lekárska fakulta v Martine Univerzita Komenského v Bratislave Slovensko

Effect of induced hyperhomocysteinemia on ischemia/reperfusion injury of rat brain: An experimental model of possible development of Alzheimer´s disease

Literatura