1

TWO METHODS OF INTEGRATIVE PATHOPHYSIOLOGY – ALGORHYTHMIC ELABORATION AND ETIOPATHOGENETIC

CLUSTERS

Kovač Z.

University of Zagreb Medical School, Zagreb, Department of Pathophysiology, KBC Rebro, Croatia (zkovac@mef.hr)

New insights into genomic, transcriptomic and proteomic machinery in postgenomic era have brought a new light into

interpretation of a nature of human disease. Some discoveries have a direct clinical application, a majority of data has

potential yet to be explored and tested within integral body reactivity. How to mold the results of big data methodologies

and novel theoretical concepts into a comprehensive practical perspective in medicine - has become a tantalizing challenge.

Epigenetic regulation and stem cell biology have been adding radically new facets in understanding of genomic expression

and robustness of human body in health and disease. Reliable integration is not an easy task. There is an urgent need of

unifying of integration of clinical macro-scale reality with molecular and biophysical nano-scale world. Sophisticated

information-gaining methods and powerful information-computing systems have been enriching both research arena and

clinical diagnostic and therapeutic procedures. Despite a vast variability, redundancy, nonlinearity, and complexity of

disease manifestations, integrative pathophysiology offers reliable comprehensive vision. Its comprehensibility comes from

horizontal, vertical and longitudinal interconnectivity of human body reactivity – included in consideration.

Etiopathogenetic pathways tend to put together both systemic and local events. Real power of pathophysiology is

recognized as the frame of reference in any branch medicine (Figure 1).

How to make more efficient teaching/learning process and to keep an appropriate balance of scope of quantity, quality and

relevance of teaching contents – is the critical issue. The method of matrix based algorhythmic workout1 has turned out to

be usable, practical and efficient tool. It is student friendly and workable comprehensive method from teacher’s point of

view. It has four layers (Figure 2). Exposition of problem in form of “raw data” is primarily qualitative type of information,

usually from patients’ history. Repetitions of relevant knowledge re-enforce understanding of given case manifestations

within a broader context of relevant knowledge. Algorhythmic workout represents an active build-up of cause-consequence

pathways of events out of pre-given 25-30 units of etiopathogenesis. Graphic symbolic representation outlines positive and

negative feedback loops, as well as parallel and contextual events. Systematization and quantitative aspects contribute to a

more comprehensive and contextual interpretation.

Heterogeneous types of diseases tend to group together at certain elements of reactivity. The crossing points of natural

reactivity were named the etiopathogenetic clusters (EPCs)2. Etiopathogenetic pathways spontaneously converge to the

EPCs, as common units of pathogenesis. 91 EPCc are formed at multiple levels of hierarchy of human body disease reactivity

(levels A through G in Table 1). They may be envisioned as critical „hubs“of the response, which integrate multiple inputs

and multiple exits. EPCs are common in the natural development of various conditions and they show tendency to form a

network, with connecting pathways among them (Figure 3). Case study approach within the EPC-context simplifies

consideration of 32,000 diseases/disorders listed within human medicine agenda.

Bridging the basic science – clinical application gap, provided by the two methods, may help redesigning and upgrading of

curricular contents. They improve efficiency of teaching/learning and navigate towards a deeper understanding of

etiopathogenesis. Two methods may be useful to students, researchers and physicians in attempts to cross the major

epistemological problem (reductionism versus integral view) in dealing with complexities of human body reactivity.

1 Z Kovač et al. Pathophysiology. Study Guide algorhythms – Problem solver. Book Two. Medicinska naklada Zagreb 2014.

2 Z. Kovač et al. Clinical Pathophysiology. Etiopathogenetic Clusters. Book Three. Medicinska naklada, Zagreb, 2013, Part One, Part Two, Part Three and Part Four (in Croatian).

2

Figure 1. The Venn diagram of pathophysiology anchoring position within the three major activities in medicine, which is relevant for

both research and practice. Integrative pathophysiology draws basic data and information from both basic and clinical medicine in

designing the horizontal, vertical and longitudinal interpretation and consideration of the problem.

Figure 2. The stepwise method of etiopathogenetic algorhythms provide and enforces the active students' participation in

teaching/learning procedure. It is an open, self-controlled approach, in which a newcomer is led by the matrix of the task through 4

interconnected layers. Analysis, repetitions from various angles, re-synthesis of unit-elements, and quantitative consideration are

systemically put together in teaching/learning procedure.

Abbreviations: MCQ, multiple choice questions.

# Z Kovač et al. Pathophysiology. Study Guide algorhythms – Problem solver. Book Two. Medicinska naklada Zagreb 2014.

Figure 3. Multiple nosologies (the etiopathogenesis of individual disease entities) spontaneously trigger the EPC-network formation. In

parentheses the example of cholera development is outlined. The insights into etiopathogenetic EPC networking may help both

physicians and researchers in their appreciations of systemic nature of pathobiology of disease/disorders.

Abbreviations: EPC, etiopathogenetic cluster; n,x,y,z – any real number of 1-32000; q-any real number of 1-91

3

Table 1. 91 Etiopathogenetic clusters (EPCs) are natural integrating nodes of disease pathways networking #. Multiple heterogeneous etiopathogenetic pathways are joined and fused within the given EPC, and new pathways are triggerd by the same EPC. A) Electrolyte disorders

Hypokalemia Hyperosmolality Hyperkalemia Hyponatremia Hypernatremia Hypoosmolality Hypercalcemia Hypocalcemia Hyperphosphatemia Hypochloremia Hyperchloremia Hypophosphatemia Hypomagnesiemia Hypermagnesiemia Hypermagnesiemia B) Acid-base disorders

Metabolic acidosis Hypercapnia Respiratory acidosis Metabolic alkalosis Respiratory alkalosis Hypocapnia C) Fluids disorders

Edema Hypohydration Hypovolemia Ascites Hypovolemic shock Hyperhydration D) Cellular disorders

Leukocytosis Thrombocytopenia Neutropenia

Eosinophilia

E) Organ dysfunctions

Atherosclerosis Heart ischemia Heart failure Arrythmia Brain ischemia Chronic renal failure Urolithiasis Chronic liver failure Acute renal failure Leg ischemia Cholelithiasis Hypoventilation Hyperventilation Nephrotic syndrome Ileus Obstructive uropathy Seizures Intestinal ischemia Pathological fracture Acute liver failure Hypersplenism Cardiac tamponade Graft tissue rejection

F) Functional system disorders

Arterial hypertension Vomiting Anaemia Diarrhoea Obesity Dyslipidemia Disorders of consciousness

Jaundice Cardiogenic shock Immune hypersensitivity Thrombotic diathesis Bleeding diathesis Autoimmunity Arterial hypotension Hypoxemic respiratory

insufficiency Abdominal compartment

syndrome Hypoproteinemia Vasohypotonic shock Hypercapnic respiratory

insufficiency Immunodeficiency Intracranial hypertonia Blood hyperviscosity

G) Multiple organ dysfunctions

Pain Hyperglycemia Tissue healing Metabolic syndrome Sepsis Hypoglycemia Hyperthermia Multiple organ failure Cachexia Fibrosis Malnutrition Hypermetabolism Hypothermia Transfusion reactions Graft versus host reaction Amyloidosis

# Z. Kovač et al. Clinical Pathophysiology. Etiopathogenetic Clusters. Book Three. Medicinska naklada, Zagreb, 2013, Part One, Part Two, Part Three and Part Four (in Croatian).

4

Anděl M.

METABOLICKÉ CESTY K DIABETU

Centrum výzkumu diabetu, metabolismu a výživy 3. lékařské fakulty UK, Praha, Česká republika

Homeostáza glukózy je regulována třemi vzájemně provázanými procesy: produkcí glukózy v hepatocytech, odběrem

glukózy její utilizací v buňkách kosterního svalu a dalších periferních tkání a opačnými účinky inzulínu a glukagonu na odběr

a metabolismus glukózy v buňkách tkání. Za hladovění nacházíme nízké hladiny inzulínu a vysoké hladiny glukagonu,

molární poměr inzulín glukagon je nízký, okolo 3, což vede k jaterní glukoneogenezi a glykogenolýze a snížení syntézy

glykogenu. Postprandiálně stoupá molární poměr inzulín/glukagon až na 70, inzulín zvyšuje odběr glukózy a její utilizaci

v buňkách jater, kosterního svalu a tukové tkáně. Buňky kosterního svalu jsou hlavním místem pro postprandiální utilizaci

glukózy a zásadní místo, které rozhoduje o tom, zda dojde k hyperglykémii.

Diabetes mellitus je chronická hyperglykémie, ke které dochází v principu dvěma základními mechanismy, které

charakterizují dva základní typy diabetu. V každém případě je u diabetu téměř vždy nějak postižena beta – buňka, ať již

primárně, jako tomu je u diabetu 1. typu, nebo sekundárně u diabetu 2. typu, který vzniká na pozadí inzulínové rezistence.

Základním postižením u diabetu 1. typu (T1 DM) je autoimunní inzulitida, během které dochází k destrukci beta – buněk

v důsledku reakce efektorových imunních buněk, které reagují proti antigenům beta – buněk. Diabetes mellitus 1. typu se

může vyskytovat v každém věku, od dětství s nejnápadnější manifestací, přes méně dramatickou manifestací v dospělosti až

po velmi pomalou manifestaci u LADA typu diabetu, který slučuje fenotypické charakteristiky T1 DM s některými

charakteristikami diabetu 2. typu. Důsledky diabetu 1. typu jsou spojeny s absolutním nedostatkem inzulínu a relativním

nadbytkem glukagonu. To vede k zvýšené produkci glukózy, k jejímu menšímu odběru buňkami periferních tkání, z tohoto

rezultující hyperglykémie vede k osmotické diuréze, polyurii, dehydrataci a žízni. Současně dochází k zvýšenému transportu

mastných kyselin do mitochondrií, ke ketogenezi a metabolické acidóze.

Diabetes mellitus 2. typu (T2 DM) vzniká tehdy, když a)dochází snížení odpovědi periferních tkání, především buněk

kosterního svalu, tukové tkáně jater na inzulínový podnět. Mluvíme o inzulínové rezistenci, která často předchází vzniku

hyperglykémie a b) dochází k snížení původně při inzulínové rezistenci velmi zvýšené sekrece inzulínu beta – buňkami, tedy

dysfunkci beta – buněk, na pozadí inzulínové rezistence a hyperglykémie. Inzulínová rezistence se u diabetiků projevuje

neschopností inhibovat endogenní produkci glukózy v játrech, a neschopností zajistit dostatečný postprandiální odběr

glukózy a její utilizaci v buňkách kosterních svalů. Oba tyto mechanismy se podílejí na patogenezi hyperglykémie. Další

mechanismus spojený s inzulínovou rezistencí je neschopnost inhibovat aktivitu lipoproteinové lipázy v tukové tkáni, což

vede k zvýšené lipolýze v adipocytech, vyšším plasmatickým hladinám volných mastných kyselin a dalšímu zesilování

inzulínové rezistence. Současně probíhá poškození beta – buněk řadou mechanismů, mezi které patří glukózová toxicita,

toxicita nasycených a transmastných kyselin, účinek volných kyslíkových radikálů a dále je podezřelá hypoxie, snad i

v důsledku spánková hypoxie. Beta – buňky jsou po nervových buňkách druhou na nedostatek kyslíku nejcitlivější buněčnou

strukturou v celém lidském těle.

Metabolické cesty vedoucí k diabetu 2. typu jsou dále vzájemně provázány s ektopickým ukládáním tuku do buněk a tkání

cév, jater, pankreatu a dalších struktur. Popsané mechanismy se podílejí na naprosté většině cest, vedoucích ke klinickému

diabetu a ateroskleróze a také k zásadním nosologickým jednotkám spojeným s nejzávažnějšími příčinami úmrtí u populace

v rozvinutých zemích. Pochopení těchto mechanismů může vést jak k prevenci, tak k vývoji cílených léků.

5

Bábíčková J. (1,2), Borbélyová V. (1), Tóthová Ľ. (1,2), Kubišová K. (3), Janega P. (3), Hodosy J. (1,2,4), Celec P. (1,2,5,6)

ÚČINKY PODÁVANIA TESTOSTERÓNU V PRENATÁLNOM OBDOBÍ NA FUNKCIE OBLIČIEK POTKANOV V DOSPELOSTI

(1) Ústav molekulárnej biomedicíny LF UK Bratislava, (2) Molekulárno-medicínske centrum SAV Bratislava, (3) Ústav

patologickej anatómie LF UK a UN Bratislava, (4) Fyziologický ústav LF UK Bratislava, (5) Ústav patologickej fyziológie LF UK

Bratislava, (6) Katedra molekulárnej biológie, PriF UK Bratislava, Slovenská republika

Východisko: Účinky testosterónu v prenatálnom období ovplyvňujú vývin pohlavných orgánov plodu. Nedávne štúdie

ukázali, že účinky testosterónu v prenatálnom období ovplyvňujú tiež vývin mozgu a metabolizmus glukózy. Nie je známe, či

a do akej miery testosterón v prenatálnom období ovplyvňuje vývin a funkciu obličiek. Sledovali sme, či podávanie

testosterónu v prenatálnom období ovplyvňuje funkcie obličiek a počet nefrónov v dospelosti.

Metodika: Tehotným samiciam potkanov kmeňa Lewis boli podávané buď olivový olej, testosterón (2mg/kg), blokátor

androgénového receptora - flutamid (5mg/kg) alebo kombinácia testosterónu s flutamidom intramuskulárne každý deň od

14. dňa gravidity až do pôrodu. Boli sledované ukazovatele funkcie obličiek, počet nefrónov a bola vykonaná histologická

analýza.

Výsledky: Podávanie testosterónu v prentálnom období viedlo k vyššej proteinúrií v dospelosti o 256% u samcov (p=0.05) a

o 134% u samíc (n.s.). Pri podávaní flutamidu v kombinácii s testosterónom uvedené efekty pozorované neboli. U samcov

podávanie testosterónu zvýšilo koncentráciu močoviny v plazme. Neboli pozorované žiadne rozdiely v koncentrácii

kreatinínu v plazme u žiadneho z pohlaví. U samíc podávanie flutamidu zvýšilo klírens kreatinínu. Neboli nájdené žiadne

signifikantné rozdiely v počte nefrónov medzi skupinami. Histologická analýza nepreukázala žiadne známky

glomerulosklerózy alebo iného poškodenia glomerulov, avšak celkový priemer glomerulov bol signifikantne vyšší u samíc,

ktoré boli vystavené účinkom testosterónu. Tubulárne segmenty nepreukázali žiadne znaky dilatácie alebo atrofie, avšak

u samcov prenatálne ovplyvnenie testosterónom viedlo k vyššiemu podielu kolagénu v interstíciu. Naopak, flutamid

ukladanie kolagénu u samcov znížil.

Vystavenie účinkom prenatálneho testosterónu vplýva na funkciu obličiek v dospelosti, pričom tieto účinky sú

sprostredkované pomocou androgénového receptoru a sú závislé na pohlaví.

Podporené: Táto štúdia bola podporená projektmi č. APVV-0753-10 a č. APVV-0539-12 financovanými agentúrou na

podporu vedy a výskumu a projektu č. 1-0406-13 podporenom agentúrou VEGA.

6

Babinská K., Pivovarčiová A., Kubranská A., Kvasničková G., Vidošovičová M., Siklenková L., Filčíková D.,

Durdiaková J., Vokálová L., Zaťková M., Ostatníková D.

VZŤAH MEDZI UKAZOVATEĽMI GASTROINTESTINÁLNEJ DYSFUNKCIE A BEHAVIORÁLNYMI PARAMETRAMI V SÚBORE

OSÔB S PORUCHAMI AUTISTICKÉHO SPEKTRA

Akademické centrum výskumu autizmu LF UK, Fyziologický ústav, LFUK, Bratislava, Slovenská republika

Východisko: Spektrum autistických porúch (PAS) definujú deficity v sociálnej interakcii a komunikácii a stereotypné,

repetitívne záujmy a správanie. Okrem uvedených jadrových symptómov sú u jedincov s PAS často pozorované i ďalšie

komorbidity, medzi najčastejšie patrí gastrointestinálna (GI) dysfunkcia. Predpokladá sa, že dráždenie v GI systéme a vyššia

permeabilita črevnej steny ovplyvňujú neurohumorálnou cestou procesy v centrálnom nervovom systéme a podieľajú sa na

vzniku behaviorálnych prejavov charakteristických pre PAS. Vzhľadom na poruchy komunikácie nedokážu jedinci s PAS

vyjadriť svoje GI ťažkosti a ich prejavom môže byť agresívne správanie. Cieľom prezentovanej štúdie je analýza vzťahu medzi

príznakmi GI dysfunkcie, mierou autistických znakov, behaviorálnymi parametrami a zápalovými markermi v súbore

jedincov s PAS.

Metodika: Súbor tvorilo 102 probandov (10 dievčat, a 92 chlapcov) s PAS vo veku 3-18 rokov, priemerný vek 7,2 ± 3,4

(x ± s.d.). Miera autistických čŕt bola stanovená diagnostickými testami ADOS 2 a ADI-R. Príznaky gastrointestinálnej (GI)

dysfunkcie sa zisťovali anamnesticky, behaviorálne parametre sa hodnotili pomocou Nisongerskej detskej škály

problémového správania. Hodnoty zápalových parametrov v stolici (fekálny kalprotektín, tumor necrosis factor-alfa) boli

stanovené ELISA metódou.

Výsledky: GI problémy sa zistili u 91,3% probandov, pričom závažnosť GI dysfunkcie signifikantne korelovala s mierou

fyzickej agresie (r=0,26; p=0,018). U jedincov bez GI dysfunkcie bol výskyt fyzickej agresie 20%, pri miernych formách GI

dysfunkcie sa vyskytovala u 41,9% osôb, pri závažných formách až u 67,4% probandov (chí-kvadrát pre trend p=0,006).

Zistila sa tiež štatisticky významná korelácia GI dysfunkcie s kvalitatívnymi abnormalitami v recipročnej sociálnej interakcii a

oneskoreným vývojom reči, ako aj s problémovým správaním, nadmernou citlivosťou, hyperaktivitou, sebapoškodzovaním a

sebaizoláciou/ritualizmom. Fyzická agresia signifikantne korelovala s agresívnym správaním pri jedle (r=0,32, p=0,004),

ktoré môže mať nepriaznivý vplyv na nutričný stav jedinca. Nepozorovali sme žiadnu koreláciu medzi GI dysfunkciou,

fyzickou agresiou a hladinami zápalových markerov v stolici.

Kauzálna liečba porúch autistického spektra nie je v súčasnosti známa, avšak mnohé z komorbidít sprevádzajúcich PAS sú

terapeuticky ovplyvniteľné. Možno predpokladať, že symptomatická liečba GI dysfunkcie sa premietne do zmiernenia

prejavov agresie a úprave behaviorálnych prejavov PAS, a napomôže zlepšiť kvalitu života jedinca s PAS i celej jeho rodiny.

Podporené: Granty APVV 0254-11, ITMS 26240220087

7

Bébarová M. (1), Matejovič P. (1), Hořáková Z. (1), Pásek M. (1,2), Šimurdová M. (1), Šimurda J. (1)

CHANGES OF ACTION POTENTIAL CONFIGURATION UNDER ETHANOL RELATED TO ITS EFFECTS ON INWARD RECTIFIER

CURRENTS IN RAT AND GUINEA-PIG CARDIOMYOCYTES

(1) Department of Physiology, Faculty of Medicine, Masaryk University, Brno, Czech Republic, (2) Institute of

Thermomechanics - branch Brno, Academy of Science of the Czech Republic, Brno, Czech Republic

Purpose: Alcohol consumption is known to cause electrocardiographic changes, arrhythmias, and even the sudden cardiac

death. Knowledge about ethanol effects on cardiac inward rectifier currents, which play an important role in

arrhythmogenesis, is rather small and impact of their ethanol-induced changes on the action potential (AP) configuration

has not been studied yet. Hence, we aimed to analyse changes of AP configuration in the presence of ethanol and correlate

them to ethanol-induced changes of inward rectifier currents, namely IK1 and acetylcholine-sensitive potassium current

IK(Ach).

Methods: Experiments were performed on enzymatically isolated rat and guinea-pig cardiomyocytes at room temperature

in the presence of 2 mM Co2+ to inhibit the calcium current ICa (to avoid a contribution of its changes).

Results: In the presence of 20 mM (~0.9‰) ethanol, all AP parameters remained stable in both rat and guinea-pig atrial

myocytes except for AP duration (APD) which was slightly but significantly shortened. Since ethanol-induced IK1 changes

were subtle in rat atrial cells, the observed APD shortening was likely caused by a significant increase of the constitutively-

active component of IK(Ach) (rat: from -0.66 ± 0.12 pA/pF in control to -1.19 ± 0.20 pA/pF at 20 mM ethanol, n = 10; guinea-

pig: from -0.46 ± 0.11 pA/pF in control to -0.78 ± 0.20 pA/pF at 20 mM ethanol, n = 4). In contrast to the atrial myocytes, a

dual effect on APD was apparent in rat ventricular myocytes – a slight APD prolongation at very low concentrations (0.8

mM, ~0.04 ‰) and APD shortening at concentrations above 8 mM (~0.4‰). According to mathematical simulations, these

changes under low ethanol concentrations are predominatly caused by ethanol-induced changes of IK1, namely an

inhibition at 0.8 mM ethanol and an increase at ethanol concentrations above 8 mM. We conclude that APD changes

induced by ethanol at clinically-relevant concentrations seem to be comparable in rat and guinea-pig atrial myocytes and, in

the absence of ICa, are mainly caused by the ethanol effect on cardiac inward rectifier currents, namely on IK(Ach) and IK1

in atrial and ventricular cardiomyocytes, respectively.

Supported by the grant project NT14301-3/2013 of the Ministry of Health of the Czech Republic.

8

Beňačka R. (1), Krcho P. (2), Rusnáková S. (1,2)

PATOFYZIOLOGICKÉ PRINCÍPY A DIAGNOSTICKÉ VYUŽITIE NIRS PRI HODNOTENÍ CEREBRÁLNEJ PERFÚZIE A OXYGENÁCIE

(1)Ústav patologickej fyziológie a (2)Klinika Neonatológie, Lekárska fakulta UPJŠ, Košice, Slovenská republika

Spektroskopia blízko-infračervenej oblasti ELM žiarenia (NIRS, near intrared spectroscopy) sa v priemyselnej oblasti

(chémia, materiály, potravinárstvo) využíva vyše 50 rokov ako fotometrické metóda aplikujúca seletívne zmeny

transluminiscencie a absorbancie NIR- žiarenia (800-2500 nm) na hodnotenie vlastností materiálov. Začiatky NIRS v

medicíne sa datujú do 70tych rokov, jej praktické využitie do rokov 90tych, využívajúc fakt, že v pásme 700-900 nm sú

niektoré tkanivá takmer trasparentné (koža, kosť, väzivo) oproti podstatne vyššej a naviac diferentnej absorbancii pre

hemoglobin (cHb), oxyhemoglobín (HbO2) i deoxy-hemoglobin (HHb). Cez toto optické okno pri 3 súbežne emitovaných

vlnových dĺžkach (izosbestický bod 810 nm (identická absorpcia pre HbO2 a HHb) + jedna nad a pod), možno pomocou

Beer-Labertovho zákona zmerať časové i fázové rozdiely NIR na eliptickej slučke medzi emitorom a detektorom, odhadnúť

relatívne zmeny konc. HHb a HbO2 na venóznom konci kapilárneho riečiska a sledovať dynamiku tkanivovej perfúzie a

oxygenácie. Súčasné viacpólové tzv. funkčného NIRS (fNIRS) a vyšším ziskom a 3D-simulačnou podporou poskytujú pri

nezrovnateľnej portabilite, cene a rýchlosti pomerne dobrý obraz vývoja cerebrovaskulárnej perfúzie (CVP) a metabolickej

aktivity, v porovnaní s funkčnou magnetickou rezonanciou (fMRI). Metodika našla uplatnenie v klin. výskume a praxi pri

sledovaní stavu mikrocirkulácie rôznych tkanív, ale najmä mozgu, v kognitívnej fyziológii, v anesteziológii i neurológii. Spolu

so spriemerovaným qEEG slúžia ako dlhodobé neivazívne bioindikátory stavu CNS v perioperačnom období. Vzhľadom k

obmedzeniam použitia iných metód (MRI, CT, PET), našlo NIRS široké uplatnenie v intenzívnej neonatológii, ako jednoduchý

nástroj zhodnotenia CVP a funčného stavu CNS u nedonosených/ rizikových novorodencov, pri nezriedkavej hypoxickej

encefalopatii a terapeutických výkonoch (celotelovej hypotermii, umelej ventilácii, oxygenácii pri operatíve a pod.), kde

problémom sú často delikátne či neprediktívne zmeny v autoregulácii mozgovej cirkulácie, v jej reaktivite na zmeny pH,

krvných plynov, iónovej homeostázy. Porovnanie kriviek vývoja zmien cHb, oxyHb, HHb a odvodenýchj indexov ako nTHI a

TOI (tkanivový normalizovaný Hb index, resp. oxygenačný index) umožňue on-line identifikovať poruchy perfúzie na strane

arteriálnej i venóznej, utilizázciu O2 v tkanive, lokálne alebo systémové zmeny. NIRS je viac o tendencii vývoja, o relatívnych

zmenách CVP ako o kvantifikácii hemodynamických dát. Interpretačné možnosti NIRS sa ďalej rozširujú a preverujú v

komparácii s inými metódami ako je transkraniálny Doppler, difúzna korelačná spektroskopia (DCS), arteriálna spinovo-

značená perfúzna MRI (ASL-pMRI), a pod.

9

Beňačka R., Sedláková E.

VÝSKUM KARDIORESPIRAČNO-NEUROGÉNNYCH VZŤAHOV U VEGETATÍVNYCH DYSFUNKCIÍ: SÚČASNÉ PERSPEKTÍVY

Laboratórium aplikovanej fyziológie, Ústav patologickej fyziológie, Lekárska fakulta, UPJŠ košice, Slovenská republika

V súčasnom období sú naše vedecko-výskumné aktivity zamerané predovšetkým na nasledujúce klinicko-aplikačné oblasti:

(A) Komplexné hodnotenie vegetatívnych prejavov a dysfunkcií. V období 2011- 2014 prebehlo v rámci projektu EU

dovybavenie laboratória o viaceré prístrojové ekvivalenty a metodiky. Štandardná Ewingova batéria HRV v časovej a

frekvenčnej oblasti (DiANS PF8, Dimea) bola doplnená o novšie softvérové analýzy krátkodobých a dlhodobých zmien HRV,

variability TK a baroreflexu (Nevrokard) pri PC-EKG/ bicyklovej ergometrii (Ergoline/Cardiax), u výstupov z EKG/tlakového

Holtera (EC-3H/ABP, Labtech) a kontinuálnom neinvazívnom meraní TK (Finometer Pro, Finapres). Postupne pracujeme na

zavádzaní ďalších metodík (napr. mikrovaskulárna perfúzia laserovým Dopplerom, indukčné merania objemových zmien

končatín, perfúzne zmeny infračervenou pletyzmografiou. tzv. testy na tilt-table (90-04 Dewert) event. mikroneurografia

muskulosympatikovej aktivity (FHC, PowerLab). Korelatívne merania rôznych modalít cerebrálnej aktivity (qEEG,

3Dmapovanie, kognitívne EP a ERP) sú ďalším rozšírením vegetatívneho scanu (NeuronSpectrum EPM5).

(B) Reflexne indukované vegetatívne reakcie. Vagovo-trigeminové reflexy možno vyuvolať z trigeminovej aurikulárnej alebo

faciálnej/nazálnej aferentácie, často nechcene pri maxilofaciálnej a nazálno-etmoidálnej chirurgii so silným

kardioinhibičným efektom. Pri chladovej imerznej faciálnej stimulácii (CFS) možno vyvolať i komplexnejšie bradykardické/

vazopresorické, neurovaskulárne a respiračné reakcie. Ukázali sme, že i limitovaná mierne nadprahová CFS v definovaných

reaktívnych zónach tváre efektívne blokuje a navodzuje úplnú reverziu elektricky resp. farmakologicky indukovaných

tachyarytmií AVNRT a AVRT. Efekty sú variabilne potenciované inými vagovými manévrami, apnoe a forsirovanýnmi dychmi.

CFS, ako jedna z najvýraznejšách vegetatívnych reakcií, je alternatívnym vazopresorickým testom popri štandardnom

meraní BRS.

(C) Poruchy intraatriálnej vodivosti ako potencionálny spúšťač vzniku fibrilácie predsiení (FP) a marker jej

cerebrovaskulárnych komplikácií. FP predstavuje arytmiu s jednoznačne dokázaným podielom na vzniku cievnej mozgovej

príhody (CMP). Priekazne existuje súvislosť vzniku FP na podklade intraatriálnej poruchy vodivosti, ktorej odhad možno

zrealizovať analýzou trvania a amplitúdy vlny P na EKG. Cieľom je vytvorenie experimentálnych protokolov k pilotnému

projektu, ktorý zahŕňa: a) analýzu zmien intraatriálnej vodivosti u pacientov s dysfunkciou SA uzla a u pacientov s

ischemickou CMP, b) výskyt rôznych foriem FP u pacientov s prekonanou CMP. Výsledky môžu mať značný diagnostický

význam pri prognostickom hodnotení rizika FP a CMP.

Podporené projektom CEX CEEMP ITMS: 26220120058 (podieľ 80%).

10

Brozmanová M. (1), Mazúrová L. (1), Tatár M. (1), Kollárik M. (1,2)

TRPA1 IN ADENOSINE A2A RECEPTOR-INDUCED SENSITIZATION OF ESOPHAGEAL NOCICEPTORS

(1) Comenius University in Bratislava, Jessenius Faculty in Medicine in Martin, Department of Pathophysiology, Slovakia, (2)

The Johns Hopkins University School of Medicine, Baltimore, Maryland, USA

Background: Clinical studies indicate that adenosine contributes to non-cardiac chest pain originating in the esophagus and

implicate activation of esophageal nociceptive pathways. We have previously reported that a specific type of esophageal

nocieptors, the vagal nodose C-fibers, express the adenosine A2A receptors that can induce mechanical sensitization.

Methods: Here we focused on the mechanisms of adenosine A2A receptor-induced mechanical sensitization of nodose

C-fibers. Extracellular recordings were made from the isolated vagally-innervated guinea pig esophagus from the vagal

nodose nociceptive afferent nerve fibers in the isolated vagally-innervated guinea pig esophagus preparation ex vivo.

Results: The selective adenosine A2A receptor agonist CGS21680 sensitized mechanical response of nodose C-fibers to

distention (10-60mmHg) of the esophagus with EC50 of 1-3nM. CGS21680 (3nM) induced (2.4±0.3)-fold increase in

mechanical response (measured by esophageal distention with 30mmHg, n=10, p<0.01). The protein kinase A (PKA)

activator forskolin mimicked the sensitizing effect of CGS21680 by causing a (1.9±0.3)-fold (n=8) and (2.2±0.2)-fold (n=7)

increase in mechanical response at concentrations 1μM and 10μM, respectively (p<0.05). The protein-kinase A (PKA)

inhibitor H-89 partially inhibited the CGS21680-induced increase in excitability. In the presence of H-89 (30μM), CGS21680

(3nM) caused only insignificant (1.5±0.3)-fold increase in mechanical response (n=9). The TRPA1 receptor selective

antagonist AP18 inhibited the CGS21680 (3nM)-induced increase in mechanical response. In the presence of AP18 (30μM),

CGS21680 (3nM) only caused insignificant (1.3±0.3)-fold increase in mechanical response (n=8).

Conclusion: We can conclude that the activation of the adenosine A2A receptor evokes mechanical sensitization of vagal

nodose C-fibers. Consistent with established A2A receptor signaling pharmacological evidence indicates involvement of PKA

pathway. Pharmacological inhibition indicates that the effector responsible for mechanical sensitization is TRPA1 receptor.

Supported by Vega grant 1/0070/15 and BioMed Martin (ITMS: 26220220187)

11

Cendelín J. (1,2), Tůma J. (1,2)

PORUCHY MOTORIKY U DVOU MYŠÍCH MODELŮ CEREBELÁRNÍ DEGENERACE

(1) Ústav patofyziologie, LF UK v Plzni, (2) Laboratoř neurodegenerativních poruch, Biomedicínské centrum LF UK v Plzni

Východisko: Myši Lurcher a Purkinje cell degeneration (pcd) jsou nejznámějšími a nejlépe prozkoumanými mutanty s

dědičnou degenerací mozečku. Základní charakter změn je velmi podobný. Během několika týdnů po narození u obou

mutantů zanikají téměř všechny Purkyňovy buňky a sekundárně dochází k úbytku granulárních buněk a neuronů dolní olivy.

Liší se rychlost degenerace granulárních buněk. Zatímco u myší Lurcher je její proces ukončen ve věku 3 měsíců, kdy zbývá

pouze 10 % původního počtu granulárních buněk, u mutantů pcd je degenerace těchto buněk pozvolná. Zásadní odlišnosti

jsou však v patogenezi onemocnění a v projevech mimo mozeček. U myší Lurcher se zdá být postižení omezeno na mozeček

a dolní olivu. U myší pcd dochází navíc k degeneraci retiny, čichového bulbu a talamu. Přes mnohaletý výzkum těchto myší

nebyly nikdy přímo komplexně porovnány funkční dopady degenerace na jejich motorické funkce.

Metodika: Motorické funkce tříměsíčních myši Lurcher kmene B6CBA a pcd kmene B6.BR a zdravých kontrolních myší týchž

kmenů byly testovány po 3 dny na rotarodu s akcelerací a na hrazdě. Chůze byla vyšetřena zařízením CatWalk.

Výsledky: V testu na rotarodu dosáhli mutanti ve všech dnech významně kratších latencí pádu než kontrolní myši. Na

hrazdě, jejíž výsledek závisí kromě schopnosti koordinace pohybů značnou měrou také na svalové síle a tělesné hmotnosti,

rozdíly mezi mutanty a zdravými zvířaty pozorovány nebyly. Myši pcd dosáhly lepších výsledků než myši Lurcher. Zdravé

myši kmene B6.BR byly naopak horší než zdravé myši kmene B6CBA. V testu na hrazdě byly kmenové rozdíly patrné jen

u zdravých myší, kdy delších latencí dosáhly myši kmene B6CBA. Mutantní myši vykazovaly jiné relativní zastoupení

jednotlivých vzorců chůze než zdravé myši. U myší pcd se vyskytovaly častěji nepravidelné kroky nezapadající do

pravidelného vzorce chůze než u myší Lurcher. Krok obou typů mutantů byl změněný, především pomalejší, kratší a byl

variabilnější. Řada parametrů charakterizujících krok vykazovala závislost na rychlosti chůze. Základní změny motorických

schopností včetně chůze jsou u obou typů mutantů podobné. Přesto jsou mezi nimi také odlišnosti, které nejsou pouze

kmenovými rozdíly vyskytujícími se shodně mezi zdravými zvířaty kmenů B6CBA a B6.BR.

Podpořeno: Výzkumný projekt Univerzity Karlovy P36, Národní program udržitelnosti I (NPU I) č. LO1503 poskytovaný

Ministerstvem školství, mládeže a tělovýchovy

12

Čonka J. (1), Melišková V. (1), Nagyová R. (2), Celec P. (1)

AKÚTNY VPLYV KOLY NA GLYKÉMIU – ORÁLNY KOLA-TOLERAČNÝ TEST

(1) Ústav molekulárnej biomedicíny LF UK, Bratislave, Slovenská republika, (2) University of Glasgow, Medical School,

Glasgow, Škótsko

Východisko: Epidemiologické štúdie poukázali na asociáciu medzi obezitou, diabetom a metabolickým syndrómom a

príjmom sladených nápojov, najmä koly. Kauzalitu však môžu potvrdiť len intervenčné štúdie. Publikovaných experimentov

je však prekvapivo málo a tie priniesli kontroverzné výsledky. Dlhodobý príjem koly viedol k zlepšeniu inzulínovej senzitivity

a zníženiu hmotnosti. Cieľom aktuálneho experimentu bolo popísať vplyv jednorazového podania koly na glykémiu.

Metodika: CD-1 myšiam bola odmeraná glykémia nalačno a následne realizovaný orálny glukózo-tolerančný test v dávke 2

g/kg. Podobným spôsobom (rovnaký objem a dávka sacharidov) boli aplikované gastrickou sondou roztoky sacharózy,

sacharózy s kofeínom a kolového nápoja. Glykémie boli odmerané v časoch 0, 15, 30, 60, 90, 120 a 180 minút.

Výsledky: Glykemické krivky nevykazovali žiadne pohlavné rozdiely. Najvyššie glykémie boli dosiahnuté po aplikácii glukózy,

najnižšie po aplikácii koly a sacharózy s kofeínom. Výsledky poukazujú na to, že relatívne nižšie koncentrácie glukózy v krvi

po podaní koly by mohli byť zapríčinené obsahom kofeínu. V následných experimentoch budeme testovať vplyv

bezkofeínových kolových nápojov a zameriame sa na úlohu kofeínu pri dlhodobom podávaní kolových nápojov.

13

Dobiaš M., Riegrová D., Petřek M.

ÚSTAV PATOLOGICKÉ FYZIOLOGIE LF UP – VÝUKOVÁ ČINNOST V AKADEMICKÉM ROCE 2014/15

Ústav patologické fyziologie, Lékařská fakulta Univerzity Palackého v Olomouci, Česká republika

Olomoucký ústav patologické fyziologie zajišťuje výuku pro studenty Lékařské fakulty a Fakulty zdravotnických věd. Největší

podíl na výuce měl v uplynulém akademickém roce studijní program Všeobecné lékařství, který zahrnoval 251 studentů.

V českém jazyce studovalo 208 posluchačů, v anglické variantě (General Medicine) 43 posluchačů. Tradičně silné zastoupení

má Zubní lékařství (99 studentů), v českém jazyce studovalo 88, v angličtině (Dentistry) 11 studentů. Specifickým typem

studia byla Univerzita třetího věku (pro posluchače nad 50 let), jejíž výuku koordinovala doc. MUDr. Květoslava Dostálová,

CSc.

Výuka patofyziologie pro posluchače medicíny probíhá 2 semestry 15 týdnů formou přednášek a praktických cvičení -

seminářů. Cílem výuky je naučit studenty nové poznatky z patofyziologie, podporovat jejich logické myšlení a podpořit

horizontální a vertikální. Semináře kombinovaly formu výkladu vyučujícího s dialogem se studenty, který sloužil k

porozumění a zvládnutí učiva. Cílem písemných testů (vždy 4 v zimním i letním semestru) bylo vést studenty k systematické

přípravě k ústní zkoušce. Tato průběžná kontrola studia také poskytla zpětnou vazbu jak pro samotné studenty, tak pro

učitele. Součástí výuky byly i demonstrační videa a kazuistiky s ukázkami vybraných patologických stavů; program

praktických úloh t. č. prochází aktualizací v rámci rozvojového projektu.

Patofyziologii pro studenty Fakulty zdravotnických věd Ústav v akad. R. 2014/15 vyučoval pro studijní programy Radiologie,

Porodní asistence a Fyzioterapie. Nejhojnější zastoupení měli studenti studující obor fyzioterapie, v jehož bakalářském

stupni (Klinická fyziologie) bylo 29 osob, v magisterském stupni (Patofyziologie poruch motoriky) 26 posluchačů. Druhou

skupinou byly porodní asistentky v prezenční a kombinované formě, přičemž prezenční forma s 29 studentkami byla

dvojnásobně větší než kombinovaná. Poslední skupinu tvořila radiologie s 39 studenty, kde se výuka dělila na prezenční (33

studentů) a kombinovanou formu (6 studentů).

Studenti měli také možnost navštěvovat nepovinné předměty, např. Aktuální problematika kardiomarkerů, Imunogenetika

a její aplikace v praxi, Osteoimunologie. V rámci těchto předmětů si rozšířili své vědomosti v mezioborovém kontextu, a to i

za pomoci lékařů jiných odborností – kardiologů, nefrologů, hematoonkologů atd. V spolupráci s dalšími pracovišti ústav

participoval na výuce předmětu Péče o pacienta v sepsi. Výuka zmíněných předmětů představovala další posílení

mezioborových interakcí a přispěla k zvýšení zájmu studentů o obor, který se projevil i jejich zapojením do Studentské

vědecké a odborné činnosti: v minulém roce na ústavu pracovalo 9 studentských vědeckých sil.

Podpořeno grantem FRUP_2015_003 Modernizace a zkvalitnění výuky na Ústavu patologické fyz.

14

Dombrovský P. a kolektív

PREHĽAD PEDAGOGICKÝCH AKTIVÍT ÚSTAVU PATOLOGICKEJ FYZIOLÓGIE LF UPJŠ V KOŠICIACH

Ústav patologickej fyziológie LF UPJŠ Košice, Košice, Slovenská republika

Poslaním niekdajšej Katedry patologickej fyziológie LF bolo vyučovať tento predmet v odboroch všeobecné lekárstvo a

stomatológia. V súčasnosti je pole pôsobnosti Ústavu patologickej fyziológie LF rozsiahlejšie.

Povinný predmet patologická fyziológia sa vyučuje v študijnom programe všeobecné lekárstvo (VL) a v anglickom jazyku

v programe General Medicine (GM) v rozsahu 2 hod. prednášok a 3 hod. praktických cvičení (2/3) týždenne v 5. semestri a v

rozsahu 3/3 v 6. semestri. V študijných programoch zubné lekárstvo (ZL) a a Dental Medicine (DM) sa v tých istých

semestroch vyučuje predmet patofyziológia a patofyziológia ústnej dutiny v rozsahu 2/2 počas oboch semestrov. V

nemedicínskych programoch ošetrovateľstvo (OS) a fyzioterapia (FT) je patologická fyziológia v 4. semestri a v programe

verejné zdravotníctvo (VZ) v 2. semestri v rozsahu 1/2.

Študenti VL, GM, ZL a DM v druhom semestri výučby odovzdávajú písomné semestrálne práce, ktoré priebežne obhajujú a

sú hodnotené. Je to vhodná príprava na písanie diplomových prác. Od akad. roku 2009/2010 bolo na ústave obhájených 48

diplomových prác.

Na ústave sa vyučujú výberové predmety molekulová patofyziológia v oboch jazykových mutáciách v letnom semestri v

rozsahu 14 hod. prednášok pre študentov 3. a 4. ročníka VL a GM a klinická patofyziológia v rozsahu 14 hod. seminárov za

semester v oboch semestroch 5. ročníka VL.

Podľa požiadaviek študijných plánov odborových komisií zabezpečuje ústav pre doktorandov 14 predmetov zameraných na

základy vedeckej práce, základy molekulovej medicíny a klinickú patofyziológiu. Učitelia ústavu participujú aj na projekte

RIFIV na UPJŠ. V tomto projekte naši učitelia viedli semináre na tému etické aspekty genomickej medicíny pre študentov

ostatných fakúlt UPJŠ.

V rámci spolupráce s Ústavom telesnej výchovy a športu UPJŠ sa naši učitelia podieľajú na výučbe povinného predmetu

anatómia pre študijný program šport a rekreácia a na realizácii výberového predmetu kurz prežitia pre všetkých študentov

UPJŠ.

Na ústave pracujú každoročne v priemere dva tímy ŠVOČ. Práca A. Bohó okrem popredného umiestnenia na fakultnej i

celoštátnej konferencii ŠVOČ zaznela na Východoslovenských lekárskych dňoch v roku 2011 a bola zverejnená v roku 2012 v

Cardiology Letters. Práca Z. Kotuľákovej a J. Chovanca bola prezentovaná na odbornom seminári Cumulus, s.r.o. v júni 2015.

Výstupy diplomovej práce A. Medviďovej boli prednesené na 12. vedeckej konferencii venovanaj pamiatke prof. Korca v

Topoľčiankach v roku 2015, kde menovanej bola udelená cena profesora Koreca za najlepšiu študentskú prácu z

patologickej fyziológie za rok 2014.

15

Emmerová M. (1), Poklopová Z. (2), Růžička J. (3), Hajšmanová M. (2), Malá A. (2), Suchý D. (2)

PĚTAČTYŘICÁTÉ VÝROČÍ KLINICKÉHO VYUŽITÍ HYPERBAROXIE V PLZNI

(1) II. Interní klinika LF UK a FN v Plzni, (2) Odd. klinické farmakologie FN Plzeň, Oddělení klinické farmakologie, (3) Ústav

biofyziky LF UK v Plzni

Autoři sdělení předkládají z různých hledisek 45 letou historii hyperbarické medicíny v Plzni, která se odvíjela na dvou

pracovištích Fakultní nemocnice Plzeň, a to v rámci I. interní kliniky (1970 –2015) a na Oddělení klinické farmakologie (OKF)

(1995 – 2015). V uvedených časových etapách bylo do konce roku 2014 léčeno na obou pracovištích celkem 7 988

nemocných, z toho z akutní indikace 5 078, při celkovém počtu 51 592 léčebných expozic. V rámci I. interní kliniky bylo

z celkového uvedeného počtu léčeno 5 396 nemocných (31 387 expozic), přičemž akutních indikací bylo celkem 4 094,

s převahou otrav oxidem uhelnatým (do roku 1995). Na OKF bylo v uplynulých 19 letech léčeno 2592 nemocných, z toho

akutních bylo 984 (20 205 expozic). Ačkoliv starší barokomora byla na jaře 2015 odstavena z provozu, existenci

hyperbaroxie v Plzni zajišťuje v nepřetržitém provozu mladší, modernizovaná barokomora na OKF. Nejpozději v roce 2020

bude vybavena novou barokomorou plzeňské traumatologické centrum, což je závazným standardem pro tuto odbornost.

Je uváděn slovenský trend, kde v průběhu posledních 10 let došlo k výraznému nárůstu počtu léčebných barokomor

v různých zdravotnických zařízeních Slovenské republiky.

Autoři zdůrazňují v konsenzu s Českou společností hyperbarické a letecké medicíny ČLS JEP (předseda MUDr. M. Hájek,

MBA), že je nutno závazně zajistit výuku tohoto interdisciplinárního oboru na všech lékařských fakultách České republiky.

K pochopení léčebných principů a efektů hyperbarické oxygenoterapie v klinické praxi jsou nutné široké znalosti

teoretických a laboratorních medicínských oborů, jakými jsou biofyzika, fyziologie a patofyziologie, biochemie, normální a

patologická anatomie, farmakologie atd. Realizace přednášky na téma „kyslík jako léčivo“ studentům I. ročníku v rámci

výuky biofyziky slouží na plzeňské lékařské fakultě jako nepochybný doklad, jak důležitým a logickým předpokladem pro

jejich budoucí úspěšnou lékařskou praxi jsou znalosti teoretických předmětů. „Nic není zbytečné“ - a mám po této své

přednášce vždy pocit, že to tak studenti skutečně chápou….

Klíčová slova: hyperbaroxie, Hadravského ústenka, otrava oxidem uhelnatým, expozice, indikace

16

Faixová Z. (1), Piešová E. (1), Maková Z. (1), Faix Š. (2), Levkut M. (1)

INTESTINAL MUCIN DYNAMICS AND PLASMA CHEMISTRY CHANGES AFTER PROBIOTIC FEED SUPPLEMENTATION AND

SALMONELLA CHALLENGE IN CHICKENS

(1) Department of pathological anathomy and pathological physiology,University of veterinary medicine and pharmacy in

Košice, (2)Institute of animal physiology Slovak Academy of sciences, Košice, Slovakia

The presence of probiotic microorganisms helps determine host intestinal mucus structure and encourages the production

of mucus, which acts as protective barrier against bacterial translocation. Probiotic inclusion has also implicated in

influencing intestinal mucin monosaccharide composition, thickness of the mucus layer, and intestinal morphology in

broilers.

The aim of the work was to investigate intestinal mucin dynamics after probiotic supplementation and Salmonella challenge

in chickens.

Eighty-five 1-d-old chickens of a commercial strain ISA BROWN were used in a 11-day experiment. The chicks were

randomly assigned at day of hatching to 4 groups.The chicks of group 1 control (C) were fed a commercial diet. Group 2(EF)

were fed commercial diet supplemented with probiotic and bacteriocin-producing freeze-dried strain Enterococcus faecium

55 at 1x109 CFU/ml (3g/group/day),from day 1 to day 7 posthatching. Group 3 (EFSE) was orally given 1x108 CFU/ml

Salmonella Enteritidis PT4 in a single dose on day 4 and fed diet supplemented with EF as group 2. Group 4 (SE) was orally

given 1x108 CFU/ml Salmonella Enteritidis PT4 in a single dose on day 4. At day 4 postchallenge with Salmonella Enteritidis

10 chickens from each group was randomly chosen, blood was collected and plasma was separated.Then animals were

sacrified and intestinal sections were collected and processed for mucin determination using methylene blue staining.

Thicknes of mucin adherent layer varied between regions and groups. In duodenum (D), ileum (I) and caecum (C) in SE

group was mucus layer significantly lower in comparison with C and EF groups. In D, I, and C in EFSE group the mucus layer

was significantly lower than in EF group.EF group had significantly lower albumin leve and in SE group was significantly

higher potassium and phosphorus serum level. Our results showed that probiotic feed supplementation and Salmonella

challenge might affect intestinal mucin dynamics and biochemistry changes in chickens.

Work was supported by grant VEGA n. 1/0374/14.

17

Hnilicová S., Pivovarčiová A., Vidošovičová M., Kubranská A., Babinská K., Ostatníková D.

MANAŽMENT PORÚCH AUTISTICKÉHO SPEKTRA V SR

Akademické centrum výskumu autizmu LFUK, Fyziologický ústav, LFUK, Bratislava, Slovenská republika

Poruchy autistického spektra (PAS) sú neurovývinové ochorenia, ktoré sú charakterizované poruchami v sociálnej

komunikácii a prítomnosťou repetitívneho stereotypného správania. Ich presná incidencia a prevalencia na Slovensku je

neznáma. Vo vyspelých krajinách prostredníctvom štúdií a národného zberu informácii sa uvažuje o prevalencii 1:100 až

1:68 detí s exponenciálne zvyšujúcou sa tendenciou. Akademické centrum výskumu autizmu (ACVA) vzniklo s cieľom

edukácie, výskumu, diagnostiky a zavádzania Evidence Based prístupu v oblasti PAS. Zaoberá sa aj zmapovaním

epidemiologickej situácie PAS na Slovensku prostredníctvom štúdie zahrňujúcej spoluprácu s pediatrami v primárnej

starostlivosti. Naším cieľom je zaviesť celoplošný skríning autizmu, ktorý by bol podkladom pre včasnú diagnózu a následnú

včasnú intervenciu, ktorá je predpokladom zlepšenia prognózy detí s PAS. V našom súbore 207 detí z celého Slovenska sme

zistili, že autizmus diagnostikovaný až vo veku až 4,51 roka, čo predstavuje neskorý záchyt ochorenia. Naším cieľom je znížiť

vek záchytu autizmu prostredníctvom skríningu M-CHAT v spolupráci s pediatrami. Predpokladáme, že na základe následnej

objektívnej diagnostiky, ktorú môžu absolvovať v ACVA, sa môže záchyt presunúť do vekových skupín 18 – 24 mesiacov.

V oblasti diagnostiky vyšetrujeme približne 200 detí ročne objektívnou metódou ADOS-2 vo všetkých 5 moduloch a

metódou ADI-R. Tieto vyšetrenia sú spojené s komplexnou diagnostikou detí a výskumom najmä v oblasti etiopatogenézy

PAS. V medzinárodne certifikovaných kurzoch sme vyškolili 45 odborníkov v metóde ADOS-2. V oblasti terapie sa

zameriavame na školenia v oblasti aplikovanej behaviorálnej analýzy (ABA), ktorá je podporená evidence-based medicine.

V kurzoch ABA sa zúčastnilo vyše 100 odborníkov, poskytovateľov a rodičov zo Slovenska a zahraničia.

Podporené grantom: APVV 0254-11.

18

Hořáková Z. (1), Matejovič P. (1), Hošek J. (2), Šimurdová M. (1), Šimurda J. (1), Bébarová M. (1)

ETHANOL AND NICOTINE AT CLINICALLY RELEVANT CONCENTRATIONS AFFECT ACETYLCHOLINE-SENSITIVE POTASSIUM

CURRENT

(1) Department of Physiology, Faculty of Medicine, Masaryk University in Brno, (2) Department of Molecular Biology and

Pharmaceutical Biotechnology, Faculty of Pharmacy, University of Veterinary and Pharmaceutical Sciences Brno, Czech

Republic

Purpose: Inward rectifier potassium currents play an important role in the development of arrhythmias including

arrhythmias associated with the alcohol consumption or smoking (especially the atrial fibrillation). The constitutively active

component of acetylcholine-sensitive current IK (Ach) is known to be increased in the chronic atrial fibrillation. Ethanol was

documented to increase the current in expressed Kir3.1/3.4 channels (~ the structural correlate of IK (Ach)), however, its

effects on IK (Ach) in cardiomyocytes has not yet been studied. No relevant data are available in the case of nicotine. The

aim of this work was an analysis of IK (Ach) changes induced by ethanol and nicotine at clinically relevant concentrations in

rat atrial myocytes. For comparison, changes of the human Kir3.1/3.4 current induced by ethanol were also studied in vitro

in transgenic cell line.

Methods: Measurements were performed by the whole cell patch clamp technique at 23 ± 1 °C on enzymatically isolated

rat atrial myocytes and on human Kir3.1/3.4 channels transiently expressed in Chinese hamster ovary (CHO) cells. Ethanol

was applied at concentrations between 2 and 80 mM (~ 0.09–3.7‰), nicotine at 400 nM. The constitutively active

component of IK (Ach) was measured as the current sensitive to a specific inhibitor tertiapin-Q (300 nM).

Results: The constitutively active component of IK (Ach) was significantly increased by 89.3 ± 35.3, 112.7 ± 37.3, 102.5 ±

23.0, 53.4 ± 24.9 % under 2, 8, 20 and 80 mM ethanol at -110 mV (n = 6, 9, 10 and 8, respectively). Ethanol analogically

increased the current in expressed human Kir3.1/3.4 channels, by 91.3 ± 25.7 % at 20 mM and by 76.5 ± 15.1 % at 80 mM at

-110 mV (n = 5 and 4, respectively). Ethanol effects on both currents were voltage-independent.

In the case of nicotine (400 nM), the constitutively active component of IK (Ach) was increased by 112.5 ± 34.7 % at -110

mV; the effect was also voltage-independent. We conclude that the observed ethanol- and nicotine-induced changes of

constitutively active IK (Ach) may contribute to the known alterations of atrial electrophysiology related to the alcohol

consumption and smoking.

Funding: Supported by the grant project NT14301-3/2013 (Departmental Program for Research and Development of the

Ministry of Health of the Czech Republic) and by the grant project MUNI/A/1326/2014 (Specific University Research Grant

provided by the Ministry of Education, Youth and Sports of the Czech Republic).

19

Hrebíčková I., Ševčíková M., Šlamberová R.

POHLAVNÉ ROZDIELY V ÚČINKU PRENATÁLNEHO, NEONATÁLNEHO A AKÚTNEHO METAMFETAMÍNU NA SPRÁVANIE

DOSPELÉHO POTKANA LABORATÓRNEHO

Univerzita Karlova v Praze, 3. lékařská fakulta, Ústav normální, patologické a klinické fyziologie, Praha, Česká republika

Východisko: Psychostimulanciá, medzi ktoré patrí aj metamfetamín (MA) ovplyvňujú celkovú psychomotorickú aktivitu.

Zvyšujú lokomóciu a exploračné správanie a znižujú komfortné prejavy jedinca. Naše predchádzajúce štúdie potvrdzujú, že

opakované prenatálne exponovanie MA vyvoláva v dospelosti zvýšenú senzitizáciu na tú istú drogu u potkanov v závislosti

od pohlavia.

Metodika: Predmetom tejto štúdie bolo porovnanie účinku akútnej dávky MA na lokomóciu a exploračné správanie

dospelého potkana laboratórneho po predchádzajúcom exponovaní tou istou drogou v rôznych štádiách prenatálneho a

skorého neonatálneho vývinu. Na simuláciu prenatálneho vývinu boli matky testovaných mláďat denne v prvej (GD 1-11) a

druhej (GD 12-22) polovici gravidity subkutánne ovplyvnené MA (5 mg/kg) alebo fyziologickým roztokom (SA). V ďalšej

skupine sme matkám podávali drogu v rovnakej dávke počas skorej laktačnej periódy (PD 1-12), kde boli mláďatá

exponované prostredníctvom materského mlieka alebo sme subkutánne ovplyvnili priamo mláďatá (PD 1-12). Lokomočnú

aktivitu a exploračné správanie dospelých mláďat sme testovali 1 hodinu v systéme Laboras (Metris B.V., Holandsko). Tesne

pred začatím testu sme každému zvieraťu aplikovali akútnu dávku MA (1 mg/kg) či SA.

Výsledky: Naše výsledky ukázali, že akútna aplikácia MA v dospelosti zvýšila u všetkých skupín zvierat lokomóciu, prejdenú

vzdialenosť a rýchlosť pohybu. U všetkých skupín sme preukázali pohlavné rozdiely po akútnej dávke. Samice dosahovali

vyššiu lokomóciu aj exploračné správanie ako samci, bez ohľadu na estrálny cyklus samíc, ale s ohľadom na druh expozície a

periódu aplikácie. Pohlavné rozdiely v sledovaných parametroch sa znižovali s ustupujúcim účinkom drogy u všetkých skupín

zvierat. Z našich výsledkov vyplývajú pohlavné rozdiely v lokomócii a exploračnom správaní v závislosti nielen od aplikácie

MA či fyziologického roztoku, ale aj od periódy aplikácie počas vývinu.

Podpořeno: GA 14-03708S, PRVOUK P34

20

Hronek M. (1,2), Kovařík M. (1,2), Havel E. (3), Patková A. (1), Josková V. (1), Rybáková K. (1), Zadák Z. (2)

KLIDOVÝ ENERGETICKÝ VÝDEJ A UTILIZACE NUTRIČNÍCH SUBSTRÁTŮ U POLYTRAUMATIZOVANÝCH PACIENTŮ NA

CHIRUGICKÉ JIP

(1) UK v Praze, Farmaceutická fakulta, (2) Centrum pro výzkum a vývoj FN, (3) Chirurgická klinika, FN Hradec Králové, Česká

republika

Východisko: U polytraumatizovaných pacientů (PP) dochází ke změnám v metabolizmu. Cílem studie bylo přesně změřit

klidový energetický výdej (REE) a utilizaci nutričních substrátů (UNS), které nejsou exaktně známé a konfrontovat se

zdravými jedinci (ZJ).

Metodika: V této pilotní studii bylo vyšetřeno 16 PP (14 mužů a 6 žen) ve věku 38,6±16,3 let a 24 ZJ (10 mužů a 14 žen) ve

věku 36,7±15,7 let, a to po 12 hod hodinách lačnění za přesně definovaných podmínek. PP byly jak spontánně dýchající, tak

na ventilátoru s vysokým APACHE II a ISS skoré. REE a NSU byly měřeny pomocí nepřímé kalorimetrie (Vmax Series, V6200

Autobox, SensorMedics Corporation, California, USA).

Výsledky: PP měli vyšší REE v porovnání se zdravými jedinci (1935,0±256,0 kcal/d vs. 1634,0±228,0 kcal/d; p<0,01), ale obě

skupiny měly obdobný REE vyjádřený na jednotku hmotnosti: PP 27,1±7,7 kcal/kg/d; a ZJ 23,5±3,3 kcal/kg/d (p=0,30). Vyšší

utilizaci proteinů jsme stanovili u PP než ZJ (2,1±1,0 g/kg/d vs. 1,2±1,6 g/kg/d; p<0,01), obě skupiny oxidovali obdobně

sacharidy (1,5±1,2 g/kg/d vs. 1,2±1,6 g/kg/d; p=0,62) a lipidy (1,6±0,6 g/kg/d vs. 1,5±0,5 g/kg/d; p=0,7).

Závěr: Precizně změřená hmotnost u polytraumatizovaných pacientů byla v naší studii prokázána jako determinanta

klidového energetického výdeje a utilizace nutričních substrátů, což může být prakticky využito v klinické praxi.

Podpořeno: Studie byla podpořena MZ ČR – RVO (FNHK, 00179906), z fondů PRVOUK P40 a SVV 267 003 Faf UK.

21

Jagla F., Pecháňová O.

POLYFENOLY A KOGNITÍVNY ÚPADOK V STAROBE

Ústav normálnej a patologickej fyziológie SAV, Bratislava

Je známe, že endotelová dysfunkcia hrá dôležitú úlohu vo vývoji a rozvoji ochorení kardiovaskulárneho aparátu, ktoré sa

podieľajú aj na úpadku kognitívnych funkcií v starobe. Ovplyvnenie hladiny oxidu dusnatého (NO) v experimentálnej

hypertenzii prostredníctvom podávania polyfenolov ovplyvňuje nielen tlak krvi, ale aj niektoré vyššie funkcie mozgu,

napríklad pamäť a učenie. Precízne definované experimentálne štúdie poukazujú na pozitívny efekt nutrície bohatej na

polyfenoly v regulácii krvného tlaku a ich protektívnu úlohu v rozvoji neurodegenerátívnych ochorení, prinajmenšom u

zdravých jedincov v mladšom veku. Aj precízne kontrolované klinické štúdie poukazali na možnosť, že dlhodobé

konzumovanie diety bohatej na polyfenoly može podporiť "zdravé" starnutie, posunúť začiatok problémov s kognitívnymi

funkciami a teda predĺžiť dĺžku „zdravého“ života a podporiť dobrý výkon v inštrumentálnych denných aktivitách seniorov.

Už aj jednorázové podanie polyfenolických látok zdravým dobrovoľníkom, kontrola ich tlaku krve a analýza presnosti

sakadických pohybov očí riadených pamäťovou informáciou podporujú takýto záver.

22

Ježek F. (1,2), Tribula M. (2), Kulhánek T. (2), Mateják M. (2), Privitzer P. (2), Šilar J. (2), Kofránek J. (2) and Lhotská L. (1)

SURVIVING SEPSIS - A 3D INTEGRATIVE EDUCATIONAL SIMULATOR

Department of Cybernetics, Faculty of Electrical Engineering, Czech Technical University in Prague, (2) Institute of Pathological Physiology, First Faculty of Medicine, Charles University in Prague, Czech Republic

Computer technology offers greater educational possibilities, notably simulation and virtual reality. This paper presents a

technology which serves to integrate multiple modalities, namely 3D virtual reality, node-based simulator, Physiomodel

explorer and explanatory physiological simulators employing Modelica language and Unity3D platform. This emerging tool

chain should allow the authors to concentrate more on educational content instead of application development.

The technology is demonstrated through Surviving sepsis educational scenario, targeted on Microsoft Windows Store

platform.

23

Kavalčíková-Bogdanová N. (1), Kováčiková L. (1), Buday T. (1), Biringer K. (3), Siváková J. (3), Calkovský V. (4), Antošová

M. (2), Plevková J. (1)

THE EFFECT OF FEMALE HORMONAL PROFILE ON SELECTED COUGH PARAMETERS – STUDY IN NORMAL MENSTRUAL

CYCLE AND ORAL CONTRACEPTIVES GROUP

Department of Pathophysiology (1), Department of Physiology (2), Clinic of Gynaecology and Obstetrics (3), Clinic of Otorhinolaryngology and Neck Surgery (4) JFMED CU Martin, Slovak Republic

From the literature it is known that females cough more than males (Fujimura, 1990) and have heightened sensitivity of

cough reflex (Dicpinigaitis & Rauf, 1998). What has not been elucidated yet are the mechanisms of these gender

differences, although they are believed to be caused by hormones as they occur at puberty and are highlighted in late

phase of adolescence (Varechova et al., 2006). Chronic cough patients are also more often females, some of them

experiencing premenstrual worsening of their symptoms.

The aim of our study was to determine the effect of female sexual hormones on cough reflex sensitivity, urge to cough,

sound of voluntary and induced coughs, laryngeal sensitivity and FeNO in healthy volunteers with normal menstrual cycle

(MC) and females taking oral contraceptives (OC).

11 healthy females with normal MC and 11 females taking OC underwent ENT exam and lung functions test to meet the

inclusion criteria. Cough sensitivity and other parameters were examined in follicular and luteal phase of MC according to

ERS Guidelines (2007). Level of oestrogen, progesterone, testosterone, prolactin, LH and FSH were determined from blood

and the phase of MC was confirmed by USG.

Cough sensitivity expressed as C2 and C5 increased significantly in luteal phase from 91.2 ± 1.75 to 58.7 ± 1.59 (GM with

95%CI) for C2 and 364.9 ± 1.90 to 250.0 ± 2.12 (GM with 95%CI) for C5, p<0.05 for both. FeNO levels and FEV1/FVC also

followed the cyclic pattern in normal MC group, but not in OC. Urge to cough is similar in both groups, with premenstrual

drop (p<0.05). Correlation analysis showed negative correlation of C2 & C5 with oestrogen levels in follicular phase and

luteal phase (r=-0.44) and also negative correlation between C2 & C5 and progesterone in luteal phase (r=-0.19).

Conclusion: Our data document clear hormonal influences on the cough sensitivity measured by capsaicin test and also

indicate that premenstrual worsening of chronic cough could be caused by hormonally influenced rise of TRP channels

activity with stronger correlation to oestrogen then progesterone.

24

Kluknavský M., Bališ P., Púzserová A., Berényiová A., Drobná M., Bernátová I.

PREVENTÍVNY ÚČINOK (-)-EPIKATECHÍNU V ROZVOJI HYPERTENZIE A BEHAVIORÁLNEJ HYPERAKTIVITY U MLADÝCH

SPONTÁNNE HYPERTENZNÝCH POTKANOV

Ústav normálnej a patologickej fyziológie SAV, Bratislava, Slovenská republika

Východisko: Viaceré štúdie ukázali, že konzumácia kakaových produktov alebo čistého (-)-epikatechínu (Epi) viedla k

zníženiu tlaku krvi (TK) a tvorby reaktívnych foriem kyslíka u ľudí a zvierat s hypertenziou. Táto práca skúma účinky

dlhodobého podávania Epi (2 týždne, 100 mg/kg/deň, ad libitum vo vode) na vývoj TK, funkciu endotela v aorte, aktivitu

syntázy oxidu dusnatého (NOS) (mozgový kmeň, mozoček, ľavá komora srdca, aorta), produkciu superoxidového aniónu

(O2-) (ľavá komora srdca, aorta), ako aj motorickú aktivitu a mieru anxiety u 5-týždňových samcov spontánne

hypertenzných potkanov (SHR). Tiež sme sledovali vplyv Epi na génovú expresiu izoforiem NOS (neuronálna-nNOS,

induktívna-iNOS, endotelová-eNOS) a podjednotky NADPH-oxidázy p22phox v tkanivách mozgového kmeňa, mozočku a

ľavej komory srdca (LHV).

Metódy: Použili sme mladé 5 - týždňové SHR samce (n=15), ktoré boli chované za konštantných podmienok podľa smerníc

Štátnej a veterinárnej a potravinová správy SR. Potkany boli kŕmené štandardnou potravou vo forme peletov a pitnou

vodou ad libitum. Na začiatku experimentu sme náhodne rozdelili potkany do kontrolnej (n=6) a experimentálnej skupiny

(n=9), kde sme podávali Epi vo vode. TK bol meraný pomocou tail-cuff plethysmography na 0., 7., 10. a 14. deň

experimentu. Motorická aktivita a miera anxiety bola meraná v teste otvoreného poľa (OF) vo veku 5 a 7 týždňov.

Produkcia O2- bola stanovená chemiluminscenčnou reakciou O2- s lucigenínom. Aktivita NOS bola stanovená konverziou

[3H]-L-arginínu na [3H]-L citrulín. Stanovovali sme génovú expresiu NOS a p22phox pomocou real-time qPCR. Všetky dáta

sme štatisticky analyzovali Studentovým t-testom a vyjadrili ako aritmetický priemer ± SEM.

Výsledky: Epi redukoval vzostup TK a zlepšil NO-nezávislú zložku vazorelaxácie. Podávanie Epi zvýšilo aktivitu NOS a

redukovalo tvorbu O2- v LHV a aorte. Zaujímavým výsledkom bola nezmenená expresia stanovovaných génov v LHV. Na

druhej strane, Epi zvýšil expresiu nNOS v mozgovom kmeni a mozočeku a tiež eNOS a p22phox v mozočku. Podávanie Epi

viedlo k poklesu celkovej prejdenej vzdialenosti, vzdialenosti prejdenej a času strávenom v centrálnej zóne, nárastu celkovej

imobility a času strávenom v rohoch OF.

Záver: Dlhodobé podávanie Epi v mladom veku redukovalo rozvoj hypertenzie, zvýšilo dostupnosť NO a znížilo tvorbu O2- v

kardiovaskulárnom systéme (CVS). Epi tiež zvýšil expresiu nNOS v mozgu a vyvolal pokles motorickej aktivity u mladých SHR

samcov. Zníženie nárastu TK a hyperaktivity bolo pravdepodobne spojené so zvýšenou dostupnosťou NO v CVS a celkovým

zlepšením prietoku krvi jednotlivými organmi, vrátane mozgu.

Podporené: Táto štúdia bola podporená grantom VEGA 2/0084/14

25

Kulhánek T. (1), Silar J. (1), Matejak M. (1), Ježek F. (1,2) and Kofránek J. (1)

EXPERIENCES IN TEACHING OF MODELING AND SIMULATION WITH EMPHASIZE ON EQUATION BASED AND ACAUSAL

MODELING TECHNIQUES

(1) Institute of Pathological Physiology, First Faculty of Medicine, Charles University in Prague, Czech Republic, (2) Faculty of

Electrical Engineering, Czech Technical University in Prague

This work introduces experiences of teaching modeling and simulation in the field of biomedical engineering. We

emphasize the acausal and object-oriented modeling technique and we have moved from teaching block-oriented tool

MATLAB Simulink to acausal and object oriented Modelica language, which can express the structure of the system rather

than a process of computation. However, block-oriented approach is allowed in Modelica language too and students have

tendency to express the process of computation. Using the exemplar acausal domains and approach, students tries to

understand the modeled problems much deeper and they left the causality on the tool.

26

Kováčiková L. (1), Varga F. (2), Kvaltínyová E. (2), Plevková J. (1)

MEASURABLE OUTCOMES OF THE APPLICATION OF SIMULATION TECHNOLOGY TO THE PATHOPHYSIOLOGY COURSES

(1) Ústav patologickej fyziológie a (2) Simulačné výučbové centrum JLF UK v Martine, Slovenská republika

Background: Simulation based teaching methods in medicine gained substantial interest and importance in recent years.

They are complementary to often limited clinical and experimental practice, as well as they help to interconnect theoretical

knowledge and practical training. Medical simulations are implicated in Internal medicine, Pediatrics, Emergency,

Obstetrics, Anesthesiology and Family practice. Based on the recent understanding, simulation technology can be used also

in preclinical subjects, where it can support theoretical background of presented tasks. Simulation technology was used for

elective practical sessions in pathophysiology course with only a subjective feedback from students before, but no

measureable outcomes were obtained. We aimed our study to obtain measureable outcomes of simulation supported

elective seminars in pathophysiology courses.

Methods: Volunteers (n=21) were recruited from the students of the 3rd year of general medicine (simulation group) and

were matched to classmates with traditional seminars (control group) (n=21) with the same achieved grades in winter

semester in pathophysiology courses. All subjects have completed traditional seminars, and on top of this, simulation group

had completed four extra seminars (arrhythmias, valve disorders, heart failure and lower extremity vascular diseases

supported by demonstrations on cardiopulmonary simulator Harvey, MetiMan Prehospital and Muse software.

Standardized student feedback survey, VAS and regular pathophysiology credit test data were used to perform analysis.

Results: All 21 subjects completed seminars, returned questionnaires and took the first credit test from pathophysiology.

The data showed that while subjective feedback suggested positive or more positive outcomes in approximately 80% of

recruited students, the objective assessment showed that this type of interactive seminars did not increased their

theoretical knowledge (as documented by 1st credit test from pathophysiology (simulation vs control 42±6 vs 41±4, p>0.05

N.S.), but rather their approach to clinical application of obtained information and motivation to study.

Conclusion: The data showed that simulation technology supported seminars could have better application to rather clinical

than theoretical disciplines.

Supported by:

Virtuálna a simulačná výučba ako nová forma vzdelávania na JLF UK v Martine

Kód ITMS: 26110230071

27

Kozler P. (1), Sobek O. (2), Pokorný J. (1)

ZNÁMKY POŠKOZENÍ MYELINU V EXPERIMENTÁLNÍM MODELU U KRYS

(1) Fyziologický ústav 1. LF UK, Praha, (2)Laboratoř pro likvorologii a neuroimunologii Topelex, Praha, Česká republika

Východisko: Poškození myelinu v důsledku porušené homeostázy při zvýšené permeabilitě HEB je známým jevem u řady

klinických entit. Osmotickým otevřením HEB v experimentu na krysách jsme chtěli prokázat strukturální disintegritu myelinu

(neurohistologická studie) a změněnou koncentraci MBP (likvorologická studie).

Metodika: HEB byla otevřena osmotickým inzultem – aplikací 20% Manitolu selektivně do vnitřní karotické tepny.

Neurohistologická studie: vyšetření (světelný mikroskop, barvení Black Gold, arey CA1,CA3 a GD) bylo provedeno

u kontrolní skupiny (bez otevření HEB) a u čtyř skupin experimentálních lišících se časovým intervalem mezi otevřením HEB

a transkardiální perfuzí + fixací mozku: jedna hodina, jeden den, tři dny a jeden týden. V každé skupině byly tři krysy, celkem

vyšetřeno 15 krys. Likvorologická studie: likvor v množství 0,15-0,2 ml byl odebrán cestou subokcipitální punkce u 19

zdravých krys a u 12 krys v experimentálních skupinách po osmotickém otevření HEB. Likvor u 6 krys experimentální skupiny

1 byl odebrán v časovém intervalu 95 až 200 minut a u jiných 6 krys (skupina 2) jeden týden po ukončení aplikace Manitolu.

U všech 31 zvířat byla v likvoru stanovena koncentrace myelin basic proteinu (MBP, ng/ml) metodou Elisa. Výsledky v obou

studiích byly vyhodnoceny statisticky.

Výsledky: Neurohistologická studie: byl nalezen statisticky významně vyšší stupeň disintegrity myelinu v závislosti na

časovém intervalu po osmotickém otevření HEB (nejnižší za jednu hodinu a nejvyšší za jeden týden). Likvorologická studie:

byla nalezena významně vyšší koncentrace MBP v akutní fázi (skupina 1) oproti zdravým krysám a skupině 2 (chronická

fáze).

Závěr: Práce prokázala, že osmotické otevření HEB v experimentu in vivo bez přítomnosti jiného patologického stavu mozku

vede k obdobnému poškození myelinu jako u definovaných klinických entit.

Podpořeno: No. P – 34/LF 1/7

28

Kuba M., Kubová Z., Borská L., Szanyi J., Langrová J., Kremláček J.

MÍSTO PATOLOGICKÉ FYZIOLOGIE V SOUČASNÉM CURRICULU VŠEOBECNÉHO LÉKAŘSTVÍ

Ústav patologické fyziologie, LF UK v Hradci Králové, Česká republika (https://www.lfhk.cuni.cz/patfyz/)

Cílem našeho sdělení na téma výuky patologické fyziologie u studentů všeobecného lékařství je posouzení stávajících

charakteristik předmětu ve vztahu k ostatním teoretickým a klinickým předmětům, zejména vymezení se směrem k

fyziologii a patologii a dále pak položení provokativních otázek k diskusi na téma: „Jak učit patofyziologii a k čemu je potřeba

donutit studenty, abychom se absolventů později nemuseli jako pacienti bát?“

29

Kvasničková G., Siklenková L., Kubranská A., Vidošovičová M., Filčíková D., Ostatníková D.

OBJEKTÍVNA PSYCHOLOGICKÁ DIAGNOSTIKA PORÚCH AUTISTICKÉHO SPEKTRA AKO PREDPOKLAD VÝSKUMNEJ PRAXE

Akademické centrum výskumu autizmu LF UK, Fyziologický ústav, LFUK, Bratislava, Slovenská republika

Východisko: Keďže autizmus má celosvetovo vzrastajúcu prevalenciu, čoraz častejšie sa s týmto ochorením stretávajú

odborníci v klinickej a výskumnej praxi aj na Slovensku. I preto rastie potreba jednotného prístupu k diagnostike tejto

nozologickej jednotky. Keďže aktuálne nie je diagnostika porúch autistického spektra na Slovensku realizovaná na základe

objektívnych metód, snaží sa Akademické centrum výskumu autizmu o zavedenie jednotného prístupu. Prevzali sme

overenú kombináciu diagnostických nástrojov štandardne používaných v zahraničí a aplikujeme ju v diagnostickej a

výskumnej praxi. Týmto príspevkom chceme zdôrazniť jedinečnosť subjektívnych i objektívnych dát, získaných v

diagnostickom procese, ktorých kombinácia nám umožní najexaktnejšie stanovenie diagnózy.

30

Lauková L., Čonka J., Konečná B., Vlková B., Celec P.

ÚLOHA FETÁLNEJ DNA V PREEKLAMSII

Ústav molekulárnej biomedicíny LF UK Bratislava, Slovenská republika

Východisko: Preeklampsia je závažnou komplikáciou gravidity, ktorá ohrozuje plod i matku. Hypertenzia, proteinúria a

hypotrofia plodu patria medzi prejavy tejto choroby, ale jej etiológia nie je známa. Vo viacerých štúdiách bolo popísané, že

koncentrácia fetálnej DNA v krvi tehotných žien s preeklampsiou je až päťkrát vyššia ako u zdravých žien. Nie je jasné, či

vyššia koncentrácia fetálnej DNA je príčinou alebo dôsledkom preeklampsie. Cieľom našej práce preto bolo modelovať

preeklampsiu u myší, sledovať vplyv rôznych typov DNA a najmä overiť úlohu fetálnej DNA v patogenéze preeklampsie.

Metodika: V experimente bolo využitých 80 tehotných samíc C57BL/6 myší. Počas 3. týždňa gravidity boli samiciam denne

intraperitoneálne podávané potenciálne induktory preeklampsii podobných príznakov: lipopolysacharid (LPS), N-nitro-L-

arginin-metylester, polyinosinová:polycytidylová kyselina, CpG ostrovčeky, plazma tehotných žien s preeklampsiou, ľudská

fetálna DNA, myšacia adultná DNA, myšacia fetálna DNA a myšacia fetálna DNA s proteínmi. Kontrolnej skupine bol

podávaný fyziologický roztok. Na 19. deň gravidity bol samiciam meraný krvný tlak a odobraný moč na analýzu proteinúrie.

Placenty a plody boli spočítané a odvážené.

Výsledky: Aplikácia LPS ako model bakteriálnej infekcie viedla k nižšiemu počtu a hypotrofii plodov i placent. Nemal ale

vplyv na krvný tlak a proteinúriu. Rôzne použité formy DNA neindukovali preeklampsii podobné príznaky. Nebol

reprodukovaný ani vplyv ľudskej fetálnej DNA, ani ostatných publikovaných modelov preeklampsie.

Izolovanej DNA použitej v experimente môžu chýbať vlastnosti DNA in vivo. LPS indukuje netózu a tá vedie k uvoľneniu DNA

z jadier neutrofilov do extracelulárneho priestoru. Účinok LPS na placenty a plody by teda mohol byť sprostredkovaný práve

extracelulárnou DNA fetálneho alebo maternálneho pôvodu, ktorá nie je izolovaná od histónov. V nasledujúcich

experimentoch túto hypotézu otestujeme aplikáciou DNázy.

Podpořeno: Úloha cirkulujúcich nukleových kyselín v patogenéze preeklampsie, grant APVV-0754-10.

31

Lovásová E. a kolektív

VEDECKOVÝSKUMNÁ ČINNOSŤ NA ÚSTAVE PATOLOGICKEJ FYZIOLÓGIE LF V KOŠICIACH. EXPERIMENTÁLNA

PATOFYZIOLÓGIA

Ústav patologickej fyziológie LF UPJŠ Košice, Slovenská republika

Výskum v oblasti experimentálnej patofyziológie tvorí významnú súčasť vedeckého výskumu na Ústave patologickej

fyziológie LF v Košiciach už od jej založenia v roku 1948. Už prvý prednosta ústavu prof. Korec získal medzinárodné uznanie

za poznatky získané v oblasti výskumu experimentálneho diabetes mellitus, ktoré boli zhrnuté v ojedinelej monografii tej

doby: Experimental Diabetes Mellitus in the Rat, Bratislava 1967. Aj v ťažkom období normalizácie, keď prof. Korec nemohol

pracovať na katedre, sa v „pivničnom“ laboratóriu venoval výskumu problematiky transplantácie pankreasu a po revolúcii v

roku 1991 vydal druhú významnú publikáciu: Experimental and Spontaneous Diabetes Mellitus in the Rat and Mouse. Tento

výskum v ďalších rokoch pokračoval pod vedením prof. Rácza rozširovaním poznatkov o vzťahu medzi endo- a exosekréciou

pankreasu na modeli aloxánového diabetu, problematike diabetickej angiopatie a glykácie hemoglobínu a krvných

bielkovín.

Za posledných dvadsať rokov sa vedeckovýskumná aktivita na našom ústave v oblasti experimentálnej patofyziológie

sústredila najmä na 5 oblastí: 1. oxidačný stres a experimentálny diabetes mellitus 2. vplyv celoživotnej expozície nízkymi

dávkami ťažkých kovov na fyziologické, reprodukčné, biochemické, antioxidačné, hematologické parametre a ich orgánovú

distribúciu, 3. alternatívne (neanimálne) metódy pre testovanie toxicity a mutagenity chemických látok, 4. stanovenie

referenčných hodnôt biochemických a hematologických ukazovateľov u potkanov kmeňa Wistar a 5. zavedenie nových

metód do klinickej biochémie a správna interpretácia výsledkov (parametre lipidového metabolizmu, ukazovatele

fibrinolýzy, markery funkcie obličiek).

Od roku 2000 je kľúčovou témou nášho výskumu v oblasti experimentálnej patofyziológie dlhodobá expozícia veľmi nízkymi

dávkami ťažkých kovov, prebiehajúca pod vedením prof. Ništiara, dlhoročného blízkeho spolupracovníka prof. Koreca. V

rámci riešenia VEGA grantových úloh sme sledovali vplyv chronickej expozície nízkymi dávkami ťažkých kovov počas

viacerých generácií na fyziologické, reprodukčné, biochemické, antioxidačné, hematologické parametre a orgánovú

distribúciu ťažkých kovov. Tieto dlhodobé (celoživotné) expozície subtoxickými dávkami ťažkých kovov môžu mať ťažko

predvídateľné následky nielen pre tie generácie, ktoré sú priamo exponované, ale aj pre budúce. Presné mechanizmy

účinku nízkych dávok ťažkých kovov zatiaľ nie sú známe. Predpokladá sa vplyv na rozvoj oxidačného stresu, ako aj

ovplyvňovanie epigenetických mechanizmov (zmeny metylácie DNA, indukcia miRNA).

Výsledky získané v našich výskumoch sme prezentovali na viacerých domácich aj zahraničných konferenciách a publikovali v

odborných časopisoch, na základe čoho sme boli oslovení prispieť našimi výsledkami do medzinárodnej databázy fenoménu

hormézy.

32

Macúchová E., Ševčíková M., Hrebíčková I., Šlamberová R.

ROZDIELY V ÚČINKU METAMFETAMÍNU A EXTÁZY NA SPRÁVANIE SAMCOV A SAMÍC LABORATÓRNEHO POTKANA VO

VYVÝŠENOM KRÍŽOVOM BLUDISKU

Univerzita Karlova v Praze, 3. lékařská fakulta, Ústav normální, patologické a klinické fyziologie, Česká republika

Východisko: Metamfetamín (MA) a extáza (MDMA) patria k často zneužívaným drogám so psychostimulačným účinkom. Ich

užívanie sa dáva u ľudí do súvislosti s výskytom anxiety, záchvatov paniky ako i depresívnych stavov. Rovnako sa ukazuje, že

jedinci ženského pohlavia sú citlivejší k účinku drogy. Štúdie na animálnych modeloch vnášajú svetlo do problematiky vplyvu

MA a MDMA na správanie spojené s anxietou. Test vyvýšeného krížového bludiska (EPM) je často používaným testom na

zistenie anxiogénneho alebo anxiolytického účinku drogy. Vychádza z prirodzenej averzie potkana k otvoreným a

vyvýšeným miestam.

Ciele: Cieľom tejto štúdie bolo zistiť rozdiely v účinku akútnej aplikácie MA a MDMA na anxiogénne a anxiolytické správanie

samcov a samíc potkana laboratórneho po prenatálnej expozícii MA.

Metodika: Počas celej doby gravidity bol samiciam subkutánne aplikovaný MA (5 mg/kg). Dospelí potomkovia boli testovaní

v 6 skupinách samíc a 6 skupinách samcov (prenatálna/akútna aplikácia): SA/SA, MA/SA, SA/MA, MA/MA, SA/MDMA a

MA/MDMA. MA v dávke 1 mg/kg resp. MDMA v dávke 5 mg/kg boli aplikované jednorazovo, 45 minút pred testom v EPM.

Správanie bolo nahrávané po dobu 5 minút, analyzované v 4 kategóriách: anxiogénne a anxiolytické správanie, konflikt

dosiahnutie - vyhnutie a lokomočná aktivita. Následne boli videá hodnotené pomocou programu ODLog.

Výsledky: Naše výsledky ukázali, že zvieratá po aplikácii MA v dospelosti vykazovali anxiolytické správanie, čo sa prejavilo

predĺžením času stráveného v otvorených ramenách. Zatiaľ čo zvieratá po aplikácii MDMA trávili viac času v uzavretých

ramenách, taktiež mali zvýšený počet bolusov, čo nasvedčuje pre anxiogénne správanie v EPM. Účinok oboch drog na

lokomočnú aktivitu bol závislý na aplikovanej droge. MDMA zvýšil lokomóciu (zvýšením vstupov do všetkých ramien) a

aplikácia prenatálneho MA znížila exploráciu u oboch pohlaví. Nezistili sme žiadny účinok prenatálnej aplikácie MA na

parametre anxiogénneho a anxiolytického správania. Záverom možno povedať, že naša štúdia ukázala odlišný účinok

akútnej aplikácie MA a MDMA na parametre anxiogénneho a anxiolytického správania u samcov a samíc prenatálne

exponovaných MA.

Podpořeno: PRVOUK P 34, GAČR 14-03708S

33

Macháčková K. (1), Salášková P. (1), Ramešová A. (1), Bíliková P. (1), Bartošková A. (2), Novotný R. (2), Uhríková I. (1)

COMPARISON OF PLASMA NGAL CONCENTRATION IN BITCHES WITH PYOMETRA AND HEALTHY DOGS

(1) Department of Physiology, University of Veterinary and Pharmaceutical Sciences Brno, (2) Small Animal Clinic, University

of Veterinary and Pharmaceutical Sciences Brno, Czech republic

Pyometra is a frequent, life-threatening illness characterized by accumulation of septic exsudate in the uterus that requires

quick therapy. Even after early and successful treatment the convalescence can be complicated by acute renal failure

which, if undiagnosed, can develop to chronic renal failure in these dogs. Thus the early diagnostic of renal function is

essential in these patients. Kidney injury is usually diagnosed by plasmatic urea and creatinine level. Another promising

marker of kidney injury appears to be concentration of NGAL that is increased earlier than urea and creatinine.

The aim of this study was to compare NGAL concentration in healthy dogs and bitches with pyometra with plasmatic

concentration of urea and creatinine and to find if it correlates with these parameters.

NGAL concentration was measured from plasma; urea and creatinine concentrations were measured from serum of 10

bitches with pyometra and 7 healthy bitches.

Significant differences between control dogs and dogs with pyometra were present in all observed parameters. Results

were following (patient vs. control, median shown): urea (mmol/l) 12.6 vs. 5.5, p<0.05; creatinine (μmol/l) 121.5 vs. 73.1,

p<0.05; NGAL (pg/ml) 298.88 vs. 182.05, p=0,01. There was no correlation between NGAL and urea or creatinine level.

Our results show that there is no correlation between NGAL and urea and creatinine levels. There was significant difference

in NGAL between controls and patients which indicates that NGAL can be useful diagnostic tool for revealing kidney injury

in bitches with pyometra.

This study was supported by IGA VFU 112/2015/FVL.

34

Maková Z. (1), Faixová Z. (1), Piešová E. (1), Čobánová K. (2), Grešáková Ľ. (2), Faix Š. (2)

VPLYV DIÉTY OBOHATENEJ MANGÁNOM NA VYBRANÉ BIOCHEMICKÉ PARAMETRE V KRVI OVIEC

(1) Katedra patologickej anatómie a patologickej fyziológie, Ústav patologickej fyziológie, UVLF Košice, (2) Ústav fyziológie

hospodárskych zvierat SAV Košice, Slovenská republika

V experimente bol sledovaný vplyv dvoch foriem mangánu na vybrané biochemické parametre v krvi osem mesačných oviec

plemena Zošľachtená valaška. Osemnásť kusov zvierat bolo rozdelených do troch skupín (1. skupina – kontrola, bazálna

diéta (BD) s 35 mg Mn/kg sušiny, 2. skupina – BD + MnSO4 . H2O so 130 mg Mn/kg sušiny, 3. skupina – BD + Glycinoplex-Mn

so 130 mg Mn/kg sušiny). Denný príjem krmiva pozostával z 800 g sena, 300 g jačmeňa a experiment trval štyri mesiace.

K signifikantným zmenám došlo v koncentráciách celkových bielkovín a albumínu, ktoré boli získané spektrofotometrickým

stanovením v krvnom sére. V pokusných skupinách bola tendencia zvyšovania (P<0,05) koncentrácie oboch parametrov

v porovnaní s kontrolou. V prípade albumínu bola najvyššia hodnota v tretej skupine (organická forma Mn) v porovnaní

s druhou skupinou (anorganická forma Mn) a kontrolou. Keďže albumín je dôležitou transportnou bielkovinou pre mangán,

môžeme sa domnievať, že jeho zvýšená koncentrácia po podaní organickej formy mangánu, súvisí s vyššou absorpciou

mangánu z čreva do krvi, čo poukazuje na vyššiu stabilitu organického minerálneho suplementu v tráviacom trakte a tým

lepšiu biologickú dostupnosť mangánu pre organizmus.

Práca bola podporená grantom VEGA č. 1/0374/14 a č. 2/0009/14.

35

Markvartová V., Vožeh F.

VÝUKA PATOLOGICKÉ FYZIOLOGIE NA LÉKAŘSKÉ FAKULTĚ V PLZNI V AKADEMICKÉM ROCE 2014/15

Ústav patologické fyziologie LF UK v Plzni, Česká republika

Výuka patofyziologie probíhá na Lékařské fakultě v Plzni ve 3. ročníku, a to pro všeobecné lékařství v zimním a letním

semestru, pro zubní lékařství jen v letním semestru. V akademickém roce 2014/15 bylo v ročníku celkem 286 studentů.

V češtině studovalo 177 posluchačů všeobecného a 46 zubního lékařství. Zahraničních studentů studujících v anglickém

jazyce všeobecné lékařství bylo 49 a zubní lékařství 14.

Jako v jiných oborech, sestává výuka patofyziologie z přednášek a praktických cvičení. Praktická cvičení jsou v zásadě

dvojího typu - semináře a praktické úlohy. Semináře mohou probíhat formou výkladu konkrétní problematiky, pro kterou

v přednášce není dostatek prostoru, nebo formou samostatných prezentací studentů na dané téma. Semináře tak doplňují a

prohlubují vědomosti studentů a ujasňují příslušná témata. Praktické úlohy zahrnují úvodní výklad k určenému tématu,

následuje praktický tréning manuální zručnosti na fantomech (např. šití, uzlení, aplikace injekcí) nebo vyšetření na

samotných studentech (např. respiračních, kardiovaskulárních funkcí či elektrofyziologie), samozřejmě pouze neinvazivními

metodami. Studenti pak z výsledků zpracují protokol, který je diskutován, aby bylo zjevné, že danou problematiku pochopili.

Některé praktické úlohy jsou pak operační, prováděné na zvířatech (potkan, králík). Fungují jako chirurgická propedeutika

spolu s demonstrací některých fyziologických či patologických dějů in vivo.

36

Melišková V. (1), Čonka J. (1), Nagyová R. (2), Celec P. (1)

VPLYV KOLY NA KOLITÍDU V ANIMÁLNOM EXPERIMENTE

(1) Ústav molekulárnej biomedicíny LF UK, Bratislava, Slovenská republika, (2) University of Glasgow, Medical School,

Glasgow, Škótsko

Východisko: Kofeín vedie k zvýšenej motorickej aktivite gastrointestinálneho traktu. Na druhej strane publikované štúdie

ukázali, že káva a kofeín pôsobia protektívne v modeli chemicky indukovanej kolitídy. Nie je známe, aký vplyv na tento

model kolitídy má príjem kolových nápojov obsahujúcich kofeín. V prvotnom experimente sme zistili negatívny efekt príjmu

kolových nápojov, ale výsledky boli ovplyvnené rôznym objemom prijatých tekutín v porovnaní s kontrolnou skupinou, ktorá

dostávala vodu. Cieľom aktuálneho animálneho experimentu bolo sledovať účinok koly na etablovanom modeli kolitídy v

porovnaní s roztokom sacharózy.

Metodika: Dospelé samce (myši CD-1) mali k dispozícii kolu alebo roztok sacharózy ad libitum. Počas 7 dní bol pre

experimentálne skupiny pridaný 2% dextrán sulfát sodný (DSS). Následne mali zvieratá 3 dni prístup k tekutinám bez DSS.

Kontrolné skupiny pili tekutiny bez DSS celých 10 dní. Počas celého obdobia bola u zvierat denne sledovaná mortalita,

hmotnosť, množstvo spotrebovaných tekutín a kvalita stolice.

Výsledky: Zvieratá, ktoré pili roztok DSS, na rozdiel od kontrolných skupín vykazovali zníženie hmotnosti a zhoršenie kvality

stolice. Už od 4. dňa pokusu myši zomierali a posledného dňa pokusu sa nedožil žiaden jedinec s indukovanou kolitídou. Pri

analýze Kaplan-Maierových kriviek bol evidentný vplyv pohlavia – samce zomierali skôr, čo korešponduje s našimi

predchádzajúcimi výsledkami. Medzi kolou a sacharózou boli rozdiely minimálne, pričom kla zhoršovala mortalitu len u

samcov. Výrazná mortalita v experimente bola zrejme spôsobená vysokým príjmom tekutín, a tým aj DSS. Z toho dôvodu pri

opakovanom experimente bude potrebné použiť nižšiu koncentráciu roztoku DSS.

37

Nohejlová K. (1), Kolář M. (2), Pometlová M. (1), Rokyta R. (1), Mareš J. (1)

CHANGES IN THE PERFUSION OF CEREBRAL CORTEX AFTER SUBARACHNOID HEMORRHAGE – ANIMAL MODEL

(1) Ústav normální, patologické a klinické fyziologie, 3. LF UK, Praha, (2) Klinika anesteziologie a resuscitace, 3. LF UK,

Praha, Česká republika

Introduction: Although subarachnoid hemorrhage (SAH) has high mortality rate, it is important to understand pathogenesis

of disturbances to improve quality of life of surviving patients. Development of complications is complex and leading factors

are attributed to disorders of the brain perfusion. The study was aimed on possibility of detection of the acute changes in

the cerebral cortex perfusion and their late consequences in animal model of SAH.

Methods: The young adult male Wistar rats were used in experiment. The acute changes in perfusion were evaluated using

Laser Specle Contrast Analysis (PeriCam PSI HR, Perimed, Sweden) immediately after SAH. Non-traumatic SAH was modeled

by injection of 200µL of donor arterial blood to cisterna magna. Control (sham) animals, received to cisterna magna isotonic

solution. Part of the animals were sacrificed 2 hours after SAH and their brains were used to measure free radicals levels

tissue using the electron paramagnetic resonance spectroscopy (EPR/EPS). The other set of animals were left to recover

from SAH and 24 hours later proceeded to sensorimotor test followed by 6 days of learning in the Morris Water Maze

(MWM).

Results: Laser Specle Contrast Analysis method, as relatively non-invasive tool for real-time detection of perfusion changes

in cerebral cortex after SAH, showed an acute drop in the perfusion. Sham animals also had initial decrease in perfusion,

which was normalized faster comparing to SAH animals. Measurement of levels of hydroxyl and nitroxyl radicals showed

increase in their levels in the brain tissue in both SAH and sham animals in respect to control group.

The changes in sensorimotor function were mild, main effect was on motor learning. Spatial learning and memory test

showed the main changes in the strategy of search, which was random, increasing possibility of accidental reaching of the

platform.

Financial support: PRVOUK P34, IGA NT 14426-3/2013

38

Nová B., Kuricová K., Pácal L., Kaňková K.

EXPRESE A AKTIVITA GLYOXALÁZY 1 ZA PODMÍNEK GLUKOKOTOXICITY, LIPOTOXICITY A URÉMIE: JE DIKARBONYLOVÝ

STRES ZÁSADNÍM PATOGENETICKÝM FAKTOREM ROZVOJE POZDNÍCH KOMPLIKACÍ U DIABETU?

Ústav patologické fyziologie, Lékařská fakulta, Masarykova univerzita, Brno, Česká republika

Úvod: Zvýšená produkce reaktivních metabolitů – zejm. α-oxoaldehydů/dikarbonylů (např. methylglyoxal, glyoxal a 3-

deoxyglukoson) – za podmínek hyperglykemie a přidružených abnormalit asociovaných s absolutní či relativní inz. deficiencí

(lipotoxicita) jednak přímo dysreguluje intracelulární metabolizmus a vede rovněž k tvorbě chemicky heterogenní skupiny

látek zvaných Advanced Glycation End-products (AGEs). Obě abnormality se dlouhodobě podílí na vzniku diabetických

komplikací. Na druhou stranu existence přirozených, fylogeneticky konzervovaných dedikovaných detoxifikačních

mechanizmů jako je glyoxalázový systém, jehož klíčovým enzymem je glyoxaláza I (GLO1), dokladuje důležitost flexibilní

regulace dikarbonylového stresu in vivo. Experimentálně bylo prokázáno, že zatímco homozygotní delece GLO1 je

embryonálně letální, over-exprese GLO1 in vitro kompletně inhibuje tvorbu AGEs z methylglyoxalu a chrání buňky před

hyperglykemickým poškozením. Cílem práce bylo porovnat expresi GLO1 a vybraných genů, jejichž produkty se uplatňují

v patogenezi diabetických komplikací (receptor pro pozdní produkty glykace - RAGE, enzym transketoláza - TKT, enzym

thiamin pyrofosfokináza - TPK1, thiaminový transportér 1 - THTR1, přenašeč pro thimin a foláty - RFC1), in vitro za

metabolických podmínek patofyziologicky odpovídajících situaci u diabetiků bez a s komplikacemi, tj. (a) glukotoxicita, (b)

lipotoxicita (c) pokročilá diabetická choroba ledvin ve st. CKD5/uremie a kombinace uvedených podmínek.

Metody: Primární lidské endoteliální buňky HUVEC byly kultivovány 24 hodin v následujících podmínkách: (a) 5 vs. 25mmol/l

glukóza v médiu, (b) 0,5mM palmitát sodný vs. médium bez palmitátu a (c) v médiu s přídavkem 5% séra od pacientů před

hemodialýzou vs. médium s přídavkem 5% séra od zdravých jedinců. Po 24 hodinách byly buňky sklizeny a využity k izolaci

RNA a násl. přepisu do cDNA (Roche, Life Technologies) a k získání proteinového lyzátu. Exprese sledovaných genů byla

stanovena pomocí kvantitativní PCR (TaqMan™ Assay) za použití β-aktinu jako referenčního genu. Úroveň proteinové

exprese bude stanovena pomocí Western blottingu a specifických protilátek a normalizována na expresi β-aktinu.

Výsledky a závěr: V izolovaném glukotoxickém modelu byl pozorován vzestup exprese genu THTR1 o 12% a genu RFC1 o

24% (P<0,05; Mann-Whitney). V podmínkách imitujícich urémii byl zaznamenán pokles exprese genu GLO1 o 6% a genu TKT

o 9% (P<0,05; Mann-Whitney). Tyto pilotní výsledky ukazují, že změna exprese protektivních enzymů za podmínek blízkých

metabolické situaci u diabetiků je plausibilní patogenetický mechanizmus rozvoje glukolipotoxického postižení a to zejména

diabetické choroby ledvin.

Poděkování: Práce byla podpořena grantem IGA MZ ČR NT13198.

39

Pávková - Goldbergová M., Ševčíková J., Lipková J., Dlouhý A.

VLIV TVAROVĚ-PAMĚŤOVÝCH SLITIN NA BÁZI NITI NA BUNĚČNÉ ÚROVNI

Ústav patologické fyziologie LF MU v Brně, Česká republika

Lékařské obory skýtají velké možnosti ve využití slitin v aplikacích stentů, kloubních náhrad i ve stomatologické praxi.

Interakce tvarově-paměťových slitin NiTi (nikl titan) a tkání, respektive tělních tekutin je velmi diskutovanou oblastí právě

v případě využití v lékařské praxi.

Studie se věnuje otevřeným otázkám, které se vztahují k tepelnému zpracování slitiny, mikrostruktuře, následným

transformacím materiálu, stabilizací pomocí atomů vodíku a kyslíku ve variantách slitin bohatých na Ni. Dále je hodnocen

vztah ke křehnutí a únavě materiálu během dlouhých expozic in-vitro. Při dlouhodobém kontaktu paměťových stentů s

tkání je zásadní pochopení reakce endotelu modelovaném na in-vitro systému endoteliálních buněk. Po aplikaci slitiny NiTi

do systému in-vivo jsou přítomny okamžité a opožděné interakce mezi kovovými částmi a tkání. Z pohledu těchto reakcí je

hodnocen vliv na morfologii, funkci buněk a cytotoxicita.

Studie je podpořena projektem GAČR GA15-16336S.

40

Piešová E. (1), Faixová Z. (1), Čobanová K. (2), Venglovská K. (2), Faix Š. (2), Maková Z. (1)

EFFECT OF DIETARY MANGANESE SUPPLEMENTATION ON ANTIOXIDANT DEFENCE SYSTEMS IN LAYING HENS

(1) University of Veterinary Medicine and Pharmacy, Department of Pathological Anatomy and Pathological Physiology,

Košice, Slovakia, (2) Institute of Animal Physiology, Slovak Academy of Science, Košice, Slovakia

Selected indicators of the antioxidant defence systems were evaluated in Lohmann Brown laying hens fed diets

supplemented with inorganic and organic manganese (Mn) sources for 8 weeks. Twenty weeks old birds were randomly

divided into five groups with seven replicates of four hens in each. The control group was fed unsupplemented basal diet.

Experimental diets were supplemented with Mn doses of 30 or 120 mg/kg, either from Mn sulphate or Mn chelate of

protein hydrolysate (Bioplex), respectively.The content of Mn in basal diet was determined using flame atomic absorption

spectrophotometry. The activity of superoxide dismutase (SOD) in erythrocytes , activity of glutathione peroxidase (GPx) in

blood, total antioxidant status (TAS) in plasma and haemoglobin (Hb) content of blood were analysed using commercial kits

(Randox, UK). The activity of GPx in liver was measured spectrophotometric assay by monitoring oxidation of NADPH at 340

nm, as described by Paglia and Valentine (1967). The protein concentration in the liver was determined using the

spectrophotometric method published by Bradford (1976). The biological antioxidant potential (BAP test) is based on the

ability of a coloured solution containing a source of ferric (Fe3+) ions adequately bound to a special chromogenic substrate,

to lose colour when Fe3+ ions are reduced to ferrous ions (Fe2+), which occurs when a reducing/antioxidant system is added.

BAP tests were performed using apposite kits and dedicated instrumentation FRAS4 (Health&Diagnostics Limited Co.,

Parma, Italy). Neither of the Mn sources influenced concentrations of glutathione peroxidase (GPx) in liver; however GPx,

total antioxidant status (TAS) and superoxide dismutase activity (SOD) were slightly increased. BAP test was used for

measuring the BAP levels in plasma. Both Mn sources significantly increased BAP levels (P<0.05). From the results of our

study is evident that supplementation of diets with Mn sulphate and Mn protein hydrolysate can improve antioxidant

defence systems in laying hens.

The study was supported by the Slovak Scientific Agency VEGA (Projects 1/0374/14 and 2/0009/14).

41

Pivovarčiová A. (1), Filčíková D. (1), Durdiaková J. (1), Babinská K. (1), Kubranská A. (1), Vokálová L. (1), Murin M. (2),

Ostatníková D. (1)

TESTOSTERÓN A BEHAVIORÁLNE CHARAKTERISTIKY PORÚCH AUTISTICKÉHO SPEKTRA V EMPIRICKY VYTVORENÝCH

KLASTROCH

(1) Fyziologický ústav, Akademické Centrum Výskumu Autizmu, Lekárska Fakulta, Univerzita Komenského, Bratislava,

Slovensko, (2) Department of Child and Adolescent Mental Health, Social Communication Disorders Clinic, Great Ormond

Street Hospital for Children, London, United Kingdom

Východisko: Poruchy autistického spektra (PAS) sú súbor heterogénnych neurovývinových porúch charakterizovaných

ťažkosťami v sociálnej komunikácii a nezvyčajného opakujúceho sa správania a záujmov. PAS sa vyskytujú častejšie u

chlapcov ako u dievčat a podľa “teórie extrémne mužského mozgu” zvýšená androgénová aktivita môže hrať úlohu v

etiopatogenéze tejto poruchy. Nedávno revidované kritéria DSM 5 pre PAS povzbudzujú výskumníkov identifikovať možné

podtypy v rámci spektra a zvýšiť tak homogenitu výskumných vzoriek nevyhnutnú na odhalenie biologických korelátov

poruchy.

Metodika: Naším cieľom bolo identifikovať empiricky vytvorené klastre v rámci PAS a skúmať asociáciu medzi hladinami

plazmatického testosterónu a jednotlivými charakteristikami PAS v každom klastri osobitne. V súbore 112 chlapcov s PAS

(vek 3-15) sme použili štatistickú metódu hierarchického klastrovania na vytvorenie 3 homogénnych skupín na základe

deficitov v sociálnej interakcii, komunikácii a prítomnosti repetitívneho správania, meraných diagnostickou škálou ADOS-2.

Úroveň reči, prítomnosť deficitov v symbolickej hre/kreativite ako aj prítomnosť iného problémového správania bola takisto

kvantifikovaná touto metódou. Plazmatický testosterón sme merali metódou ELISA poľa štandardných postupov.

Výsledky: V celom súbore sme našli signifikantnú pozitívnu koreláciu (R2 = 0.073, p = 0.018) medzi deficitmi v symbolickej

hre/kreativite a hladinami plazmatického testosterónu. Avšak po identifikovaní klastrov sa tento vzťah potvrdil iba v klastri

číslo 2 (R2 = 0.256, p = 0.003) (tzv. „vysokofunčný“ klastrov) a zostal signifikantný aj po korekcii na vek . Identifikácia

homogénnych podtypov v rámci PAS je esenciálna v snahe o hľadanie biologických korelátov týchto porúch. Zvýšená hladina

plazmatického testosterónu je asociovaná s deficitmi v symbolickej hre/kreativite iba vo „vysokofunkčnom“ podtype PAS v

našom súbore.

Podporené grantom APVV 0254-11.

42

Pleskačová A. (1,2), Kuricová K. (1), Bartáková V. (1), Pácal L. (1), Bělobrádková J. (3), Tomandl J. (2), Kaňková K. (1)

METABOLISMUS KYSELINY MOČOVÉ V TĚHOTENSTVÍ KOMPLIKOVANÉM GESTAČNÍM DIABETEM

(1) Ústav patologické fyziologie LF MU v Brně, (2) Biochemický ústav LF MU v Brně, (3) Diabetologické centrum FN Brno,

Česká republika

Východisko: Kyselina močová (KM), konečný produkt metabolismu purinů, vzniká účinkem enzymu xantinoxidasy ze svých

prekurzorů hypoxantinu (HX) a xantinu (X) a je vylučována ledvinami. Poruchy metabolismu KM byly asociovány

s insulinovou rezistencí a rozvojem diabetu 1. i 2. typu, u gestačního diabetu však studie těchto změn chybí. Gestační

diabetes mellitus (GDM) je porucha glukosové tolerance, která se rozvine až u 18 % všech těhotenství, a obvykle se

postpartum normalizuje, u části pacientek však dochází k perzistenci permanentního typu diabetu. Cílem této studie bylo (i)

stanovit plasmatické hladiny HX, X a KM během 2. trimestru těhotenství a po porodu, (ii) studovat jejich případnou

souvislost s vybranými jednobodovými polymorfismy (SNPs) v genech pro transportéry KM (ABCG2 a GLUT9) a (iii) studovat

asociaci jejich hladin s parametry glukosové tolerance po porodu.

Metodika: Součástí pilotní studie bylo 98 těhotných žen – 72 žen s GDM stanoveným dle WHO kritérií a 26 žen

s fyziologickým průběhem těhotenství. 36 % žen ve skupině s GDM bylo léčeno insulinem a u 15 % žen v této skupině došlo

k rozvoji poporodní poruchy glukosové tolerance. První krevní odběr proběhl mezi 24. a 30. týdnem těhotenství a druhý

krevní odběr 6 týdnů až 12 měsíců po porodu. Plazmatické hladiny HX, X a KM byly stanoveny pomocí isokratické reverzně

fázové HPLC s detekcí fotodiodovým detektorem a kvantifikací za použití externích standardů. Vybrané SNPs (ABCG2

rs2231142, GLUT9 rs16890979 a rs1014290) byly genotypizovány s využitímTaqMan® technologie.

Výsledky: Nebyly nalezeny významné rozdíly v hladinách HX a KM mezi skupinou s GDM a participantkami s fyziologickým

průběhem těhotenství. U pacientek s GDM byly postpartum nalezeny významně vyšší hladiny HX (P˂0,001, Mann-Whitney),

přičemž u obou skupin došlo ke zvýšení hladin HX postpartum (P˂1×10-6 a P=0,022, Wilcoxon). U podskupiny participantek

s GDM léčených insulinem byly nalezeny významně vyšší hladiny KM v průběhu těhotenství i po porodu (P=0,025 a P=0,042,

Mann-Whitney). Nebyly nalezeny významné rozdíly v hladinách HX a KM v rámci podskupiny GDM s perzistujicí poporodní

poruchou glukosové tolerance. Nebyly nalezeny významné asociace genotyp-fenotyp pro vybrané SNPs (P=NS, Kruskal-

Wallis). Alela T v GLUT9 rs16890979 byla asociována s nižšími hladinami KM v průběhu těhotenství a po porodu (P= 0,016 a

P=0,003, Mann-Whitney). Alela G v GLUT9 rs1014290 byla asociována s nižšími hladinami KM po porodu (P=0,003, Mann-

Whitney).

Podpořeno: Tato práce vznikla na Masarykově univerzitě v rámci projektu MUNI/A/1195/2014 podpořeného z prostředků

účelové podpory na specifický vysokoškolský výzkum poskytnutou MŠMT.

43

Purkartová Z. (1), Tůma J. (1,2), Pešta M. (3), Kulda V. (4), Hájková L. (3), Šebesta O. (5), Vožeh F. (1,2), Cendelín J. (1,2)

ANALÝZA MORFOLOGIE EMBRYONÁLNÍHO MOZEČKOVÉHO TRANSPLANTÁTU U SCA2 MYŠÍ

(1) Ústav patologické fyziologie LF UK v Plzni, (2) Biomedicínské centrum LF UK v Plzni, (3) Ústav biologie LF UK v Plzni,

(4) Ústav lékařské chemie a biochemie LF UK v Plzni, (5) Laboratoř konfokální a fluorescenční mikroskopie PřF UK v Praze,

Česká republika

Lidský mozeček může být postižen mnoha neurodegenerativními chorobami, včetně více než 30 typů spinocerebelárních

ataxií, které náleží mezi autozomálně dominantní onemocnění. Transgenní myší modely SCA2 (spinocerebelární ataxie typu

2) mohou být užitečným nástrojem pro výzkum této choroby a její léčby pomocí farmakoterapeutik nebo

neurotransplantací.

Cílem naší práce bylo zhodnotit přežívání a morfologii embryonálního mozečkového transplantátu u dospělých SCA2 myší

linie Q58-11. Suspenze buněk embryonální mozečkové tkáně byla aplikována příjemcům ( SCA2 homozygoti, negativní

kontroly) bilaterálně do mozečku pomocí skleněné mikrokapiláry. Po 12 týdnech byli příjemci usmrceni, v mozečkových

řezech jsme identifikovali transplantát a imunohistochemickými metodami detekovali přítomnost Purkyňových buněk a

astrocytů. Transplantát přežíval u všech příjemců, nebyly žádné signifikantní rozdíly ve struktuře mezi SCA2 homozygoty a

negativními kontrolami. V kompaktní tkáni transplantátu byly četné Purkyňovy buňky, ale poměrně chudé spoje

s mozečkovými jádry. V centrální části transplantátu se objevily astrocyty pocházející z hostitelské tkáně.

Transplantát nevytvářel typické vrstvy pro mozečkovou kůru, nemůžeme tedy očekávat jeho specifický funkční efekt. Spíše

než specifické zapojení transplantovaných buněk do nervových okruhů předpokládáme trofické působení transplantátu.

Podpořeno: Práce byla podporována grantem COST LD12056 Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy ČR.

44

Rácz O. (1), Lukács A. (2), Fodor B. (2), Kovács B. (3), Bartókné-Kovács A. (2), Barkai L. (2), Maceková D. (1)

SÉROVÝ KREATINÍN A CYSTATÍN C U DETÍ S PRVÝM TYPOM DIABETES MELLITUS

(1) Ústav patofyziológie UPJŠ LF Košice, Slovensko a (2) Fakulta Zdravotníctva, Univerzita Miskolc, Maďarsko

Východisko: Cieľom štúdie bolo hodnotenie súvislosti medzi koncentráciou sérového kreatinínu (CR) a cystatinu C (CY) a

porovnanie hodnôt glomerulárnej filtrácie (GFR) počítanej z týchto látok u detí s prvým typom diabetes mellitus (DM).

Metodika: U 117 DM detí (vek 5 – 20 rokov, 60 chlapcov a 57 dievčat) a 52 kontrol (K; vek 6 – 17 rokov, 29 chlapcov, 23

dievčat) sme stanovili CR enzýmovou metódou firmy Diagnosticum a CY imunochemickou metódou firmy Siemens. GFR sme

počítali z CR podľa vzorca GFR = 0,43*L/[CR] (L je telesná výška) a z CY GFR = K*84,69*[CY-1,68]; (K je korekčný faktor pre

vek).

Výsledky: Koncentrácia CR v skupinách DM a K bola 49,7 ± 12,8 a 42,9 ± 10,9 µmol/l a CY 0,75 ± 0,09 a 0,84 ± 0,12 mg/l.

Rozdiely medzi DM a K neboli štatisticky významé. Korelácia medzi CR a CY bola pomerne slabá (r = 0,33 v DM a 0,45 v K

skupine; p < 0,05 a < 0,01). Koncentrácia CR vykazovala významnú závislosť od veku v oboch skupinách kým hladina CY

nezávisela od veku detí. U diabetických detí sme nenašli žiadnu významnú súvislosť medzi ukazovateľmi glykemickej

kompenzácie (glykémia, HbA1c) a CR alebo CY. Hodnoty GFR počítané z CR u DM a K detí boli 129 ± 25 and 143 ± 24 ml/min

a z CY 174 ± 45 a 166 ± 42 ml/min (bez signifikantných rozdielov medzi DM a K skupinami) Hodnoty GFR u všetkých

kontrolných detí boli v normálnom rozmedzí. U 3 diabetických detí boli hodnoty GFR počítané z CR nižšie ako 90 ml/min.

Hodnoty GFR počítané z CY boli v priemere o 33,7 % vyššie ako hodnoty počítané z CR. U diabetických detí sme nenašli

žiadne súvislosti medzi hodnotami GFR počítanými z CR a CY a ukazovateľmi glykemickej kompenzácie a ostatnými

ukazovateľmi diabetu (trvanie choroby, vek manifestácie).

Závery: Odhad GFR na základe sérovej koncentrácie CR alebo CY sa bežne používa v pediatrickej praxi, pretože stanovenie

GFR na základe clearance kreatinínu je nepresné a ostatné metódy (clearance inulínu, izotopové metódy) sú

kontraindikované u detí bez klinicky manfiestného poškodenia obličiek. Napriek tomu, že zvýšené hladiny CR alebo CY sú

dobré markery zníženej filtrácie, je potrebné si uvedomiť, že ich metabolizmus je rozdielny. Tieto rozdiely je potrebné brať

do úvahy u vyšetrených bez zjavného poškodenia obličiek. Otázna je aj validita rovníc pre výpočet GFR z CR alebo CY.

Teoreticky by medzi GFR a sérovou koncentráciou mala byť jednoduchá recipročná zálažitosť. V praxi to neplatí, a napriek

tomu, že korekčné faktory v jednotlivých rovniciach boli získané na základe rozsiahlych štúdií na veľkom počte probandov,

ich platnosť v inej populácii ostáva otázna.

Podpora: Grant Maďarskej diabetologockej spoločnosti a Novo-Nordisk

45

Reháková R. (1), Klimentová J. (1), Cebová M. (1), Barta A. (1), Matúšková Z. (1), Kovácsová M. (1), Čambal M. (1), Labaš

P. (2), Pecháňová O. (1,2)

ÚČINOK ĽAHKEJ VODY NA AKTIVITU NO-SYNTÁZY V SRDCI A AORTE U SPONTÁNNE HYPERTENZNÝCH POTKANOV

(1) Ústav normálnej a patologickej fyziológie a Centrum excelentnosti pre výskum regulačnej úlohy oxidu dusnatého v

chorobách civilizácie, SAV, (2) Univerzita Komenského v Bratislave, Slovenská republika

Východisko: Viaceré štúdie poukazujú na priaznivý účinok DD-vody (z angl. deuterium-depleted water) pri liečbe rakoviny a

metabolického syndrómu. DD-voda, známa tiež ako ľahká voda, má v porovnaní s obyčajnou vodou zníženú koncentráciu

deutéria. Cieľom tejto štúdie bolo stanoviť vplyv DD-vody na tlak krvi (TK), relatívnu hmotnosť srdca a aktivitu NO-syntázy

(NOS) v srdci a aorte u normotenzných Wistar Kyoto (WKY) potkanov a spontánne hypertenzných potkanov (SHR), ktorým

bola po dobu 6 týždňov podávaná 15% fruktóza (FRU).

Metodika: V tejto štúdii boli použité dospelé 12 týždňové samce kmeňa WKY a kmeňa SHR. Experiment pozostával z 8

skupín (n = 6 v každej skupine): kontrolná skupina, skupina liečená DD-vodou alebo FRU a skupina liečená súčasne DD-

vodou a FRU. Merali sme TK a celkovú aktivitu NOS. Expresia NOS bola stanovená Western blot analýzou v srdci a aorte.

Výsledky: TK a relatívna hmotnosť srdca boli signifikantne vyššie u SHR v porovnaní s WKY. Ani DD-voda, ani FRU nemala

významný vplyv na krvný tlak a relatívnu hmotnosť srdca u WKY alebo SHR. DD-voda zvýšila aktivitu NOS v srdci u WKY aj

SHR. Hoci sme pozorovali klesajúci trend aktivity NOS po podávaní FRU u WKY, v konečnom dôsledku sme žiadne významné

zmeny nezaznamenali ani u jedného kmeňa. Súčasná liečba DD-vodou a FRU signifikantne zvýšila aktivitu NOS v srdci u SHR.

Expresia eNOS v srdci a rovnako aj v aorte nebola ovplyvnená ani FRU, ani DD-vodou. Expresia iNOS nebola zmenená v srdci,

ale v aorte ju signifikantne zvýšila FRU a DD-vodu ju znížila oproti FRU skupine.

Voda so zníženým obsahom deutéria bola schopná zvýšiť aktivitu NOS v srdci u normotenzných aj hypertenznýchpotkanov,

čo môže mať významné kardio-protektívne účinky pri rôznych srdcových ochoreniach.

Podporené: APVV-0742-10, VEGA 2/0183/12, VEGA 2/0144/14

46

Riečanský I. (1,2), Murínová J. (1)

ANIMÁLNE MODELY VO VÝSKUME PSYCHICKÝCH PORÚCH

(1) Laboratórium kognitívnej neurovedy, Ústav normálnej a patologickej fyziológie SAV, Bratislava, (2) Social, Cognitive and

Affective Neuroscience Unit, Faculty of Psychology, University of Vienna

Možnosti štúdia ľudského mozgu sú zásadne obmedzené etickými a metodologickými prekážkami. U pokusných zvierat sú

možnosti experimentálneho výskumu (predovšetkým aplikácia pokročilých metód molekulárnej biológie) oveľa širšie ako u

ľudí. Pre pochopenie patogenézy duševných porúch a vývoj nových terapeutických postupov je použitie pokusných zvierat

nevyhnutné. Vzhľadom na medzidruhovú rozdielnosť, subjektívnu povahu väčšiny psychopatologických symptómov a

absenciu objektívnych diagnostických testov v psychiatrii, je modelovanie psychických porúch u zvierat náročné a zložité.

Tento príspevok sa zameria na koncepčné otázky a špecifické problémy použitia experimentálnych zvierat v psychiatrickom

výskume.

Podporené: granty MZ SR (č. 2012/52-SAV-2), VEGA (č. 2/0080/13, 2/0093/14, 2/0165/15) a APVV (APVV-14-0840).

47

Rokyta R.

NEFARMAKOLOGICKÁ LÉČBA BOLESTI – NEUROMODULAČNÍ METODY

Univerzita Karlova v Praze, 3. Lékařská fakulta, Ústav normální, patologické a klinické fyziologie, Praha

Chronická bolest se vyskytuje až u 30% dospělé populace, ačkoli někteří autoři prezentují číslo nižší okolo 10%, zatímco jiní

naznačují, že by se mohlo jednat o prevalenci až 50% ve vyspělých státech. V současnosti mají neurostimulační metody

(intervenční a neintervenční) v léčbě bolesti největší využití a přínos pro pacienty trpící farmakorezistentní chronickou

bolestí. U pacientů s chronickou neuropatickou bolestí, která trvá déle než 6 měsíců a obvykle je refrakterní i k dobře

zavedené analgetické léčbě (neúčinnost první a druhé linie léčby a / nebo nepřijatelné nežádoucí účinky), je vhodné, aby

byla zvážena intervenční technika jako je invazivní nebo neivazivní neurostimulace.

Existují dva typy neurostimulačních metod – invazivní a neinvazivní.

TENS (transkutánní elektrická nervová stimulace), rTMS (repetitivní transkraniální magnetická stimulace) a tDCS (

transkraniální stimulace stejnosměrným proudem) patří mezi neintervenční stimulační metody používané v algeziologii.

TENS je jednoduchá a poměrně málo využívaná metoda, která má několik možných mechanismů účinku úlevy od bolesti.

Hypotézy popisují účinky na senzitivní nervy, aktivaci endogenního opioidního systému, stimulaci uvolňování enkefalinů a

endorfinů. Od roku 2000 se začala více používat repetitivní transkraniální magnetická stimulace (rTMS) pro různé

neurologické poruchy včetně léčby chronických bolestivých stavů. rTMS je neinvazivní metoda, která nemá téměř žádné

nežádoucí účinky.

Invazivní metody představuje: periferní nervová stimulace (PNS), míšní stimulace (SCS – Spinal Cord Stimulation) s největší

terapeutickou šíří a z dalších vybraných metod, MCS (Motor Cortex Stimulation).

1. Invazivní stimulační metody • PNS – periferní nervová stimulace (včetně stimulace nervus occipitalis)

• SCS (spinal cord stimulation) – stimulace anterolaterálních a zadních kořenů míšních,

• DBS (deep brain stimulation) – hluboká mozková stimulace

• MCS (motor cortex stimulation) – stimulace motorické mozkové kůry

• Vagová stimulace

• Sakrální stimulace

2. Neinvazivní stimulační metody • TENS (transkutánní elektrická nervová stimulace)

• rTMS (repetitivní transkraniální magnetická stimulace)

• tDCS ( transkraniální stimulace stejnosměrným proudem)

V budoucnosti bude jistě více využíváno neinvazivních neurostimulačních metod, které se určitě budou modifikovat stejně

jako metody invazivní. Výzkum bude zaměřen na přesné stanovení stimulačních parametrů při jednotlivých onemocněních a

hledání možnosti co nejdelšího efektu úlevy od bolesti, zejména u neinvazivních neurostimulačních metod. Díky rozvoji

mikroelektroniky se budou zařízení pro neurostimulaci zmenšovat a délka jejich působení zefektivňovat, jedná se zejména o

prodloužení životnosti vysokofrekvenčních a nízkofrekvenčních generátorů.

48

Rovný R. (1), Roháriková V. (1), Murínová J. (1), Cimrová B. (1), Repiská G. (2), Minárik G. (2), Riečanský I. (1,3)

SENZORIMOTORICKÝ GATING SÚVISÍ S GENOTYPOM NEURONÁLNEJ SYNTÁZY OXIDU DUSNATÉHO

(1) Laboratórium kognitívnej neurovedy, Ústav normálnej a patologickej fyziológie Slovenskej akadémie vied, Bratislava, (2)

Ústav molekulárnej biomedicíny Lekárskej fakulty Univerzity Komenského v Bratislave, (3) Social, Cognitive and Affective

Neuroscience Unit, Faculty of Psychology, University of Vienna

Východisko: Akustická úľaková reakcia (AUR) je pohybová reakcia organizmu na intenzívny sluchový podnet. Prepulzná

inhibícia (PPI) je zníženie veľkosti AUR, ak je krátko pred úľakovým podnetom prezentovaný iný podnet. PPI je mierou

senzorimotorického gatingu, bazálneho kognitívneho procesu odfiltrovania behaviorálne irelevantných podnetov. Gating je

porušený u pacientov so schizofréniou i u ich zdravých príbuzných a je tak považovaný za dôležitý endofenotyp schizofrénie.

Oxid dusnatý (NO) je plynný neurotransmiter, ktorý ovplyvňuje dopamínergickú neurotransmisiu. NO je v mozgu

syntetizovaný neuronálnou syntázou oxidu dusnatého (nNOS). nNOS je jedným z kandidátnych génov schizofrénie. Cieľom

našej štúdie bolo preskúmať súvislosť medzi genetickou variabilitou nNOS a senzorimotorickým gatingom.

Metodika: Vo výskumnej vzorke 145 zdravých ľudí sme hodnotili PPI AUR meraním elektromyografickej aktivity m.

orbicularis oculi. Analyzovali sme genotyp troch polymorfizmov nNOS asociovaných so schizofréniou (rs41279104,

rs6490121 a Ex1f VNTR).

Výsledky: Zistili sme, že PPI je nižšia u osôb s vyšším počtom rizikových alel nNOS. Výsledok svedčí o tom, že genotyp nNOS

súvisí so senzorimotorickým gatingom a NO zohráva úlohu v etiopatogenéze schizofrénie.

Podporené: Ministerstvo zdravotníctva Slovenskej republiky v rámci projektu s registračným číslom 2012/52-SAV-2,

agentúra VEGA (projekty č. 2/0080/13 a 2/0093/14), APVV (APVV-14-0840).

49

Rusnáková S. (1,2), Beňačka R. (1), Krcho P. (2)

VYUŽITIE NIRS V STAROSTLIVOSTI O KRITICKY CHORÝCH NOVORODENCOV - KAZUISTIKY

(1) Ústav patologickej fyziológie, Lekárska fakulta UPJŠ, Košice; (2) Klinika Neonatológie, Lekárska fakulta UPJŠ, Košice,

Slovenská republika

Úvod: Spektrofotometria blízko-infračervenej oblasti spektra (NIRS) je neinvazívna metóda pre stanovovanie tkanivovej

oxygenácie a mozgovej hemodynamiky. Táto technológia je založená na transparencii biologických tkanív svetlom v spektre

blízko infračervenej (700 – 1000 nm) a na princípe Lambert-Beerovho zákon. V uvedenej práci prezentujeme monitorovacie,

diagnostické a prognostické využitie NIRS u typovo špecifických prípadov.

Metódy: Merania NIRS (NIRO 200 NX; Photonics, Hamamatsu,Japan), boli uskutočňované pri doržaní etických kritérií, so

súhlasom rodičov. Aktuálnu hĺbkovú tkanivovú oxygenácia bola meraná pomocou troch laserových diód merajúcich na

vlnových dĺžkach 735 nm, 810 nm a 850 nm. Hodnotené boli zmeny oxy-hemoglobínu(Hb) (ΔO2Hb), deoxy- Hb (ΔHHb) a

celkového Hb (ΔcHb) a odvodené indexy ako tkanivový oxygenačný index (TOI; odhad stupňa tkanivovej saturácie kyslíka) a

tzv. normovaný tkanivový Hb index (nTHI).

Výsledky: Prípad 1. Meranie tkanivovej oxygenácie u extrémne nedonoseného novorodenca počas endotracheálnej laváže

(ETL). ETL je rutinnou súčasťou intenzívnej starostlivosti o novorodencov vyžadujúcich ventilačnú podporu. Počas merania

bola zachytená desaturačná epizóda s typickým poklesom ΔO2Hb a TOI, so zrkadlovým vzostupom ΔHHb, pričom hodnoty

ΔcHb ostávajú stabilné. Táto zmena parametrov hovorí o miernom poklesne oxygenácie tkaniva zvýšenej konzumpcii kyslíka

a poklesu arteriálnej saturácie. Následne po obnovení ventilačnej podpory dochádza k reverzii týchto parametrov.

Pozorujeme mierny pokles ΔHHb, ΔcHb a mierny vzostupu TOI s ΔO2Hb, následne sa parametre normalizujú. Metóda NIRS

pri podobných rutinných zákrokoch spojených s asfyxiou umožňuje vyhodnotiť dynamiku zmien mozgovej perfúzie v

porovnaní so zrelými novoreodencami a tým predchádzať poškodeniu neurovývoja extrémne nezrelého novorodenca.

Prípad 2. Meranie hĺbkovej tkanivovej oxygenácie u dieťaťa v septickom šoku. V období rozvoja šoku zo septickej

komplikácie s cirkulačnou instabilitou a ťažkou hypotenziou počas merania dochádza ku závažnému poklesu TOI, ktorý

odráža aktuálnu saturáciu kyslíkom, na hodnoty 28 %, s výrazným poklesom ΔO2Hb a vzostupom ΔHHb, ΔcHb. Následne

po zahájení resuscitácie, zachytávame obraz reperfúzie s výrazným vzostupom TOI, ΔO2Hb, ΔcHb a poklesom ΔHHb.

Pomocou kontinuálneho merania môžeme aktuálne hodnotiť stav mozgovej tkanivovej oxygenácie, a ako aj v tomto prípade

v období hypoxie zvýšiť ventilačnú ako aj cirkulačnú podporu.

Záver. Vysoké riziko mozgového postihnutia u extrémne nezrelých novorodnecov je spojené s poškodením bielej hmoty.

Vulnerabilita mozgu novorodencov na zmeny tkanivovej oxygenácie sú hlavným dôvodom pre nutnosť jej adekvátneho

monitorovania a udržiavania.

50

Ševčíková M., Holubová A., Hrebíčková I., Šlamberová R.

SOCIÁLNA HRA ADOLESCENTNÝCH MLÁĎAT POTKANA LABORATÓRNEHO PO NEONATÁLNOM OVPLYVNENÍ

METAMFETAMÍNOM

Karlova Univerzita v Praze, 3. lékařská fakulta, Ústav normální, patologické a klinické fyziologie, Česká republika

Východisko: Metamfetamín (MA) patrí medzi najčastejšie zneužívané drogy. Vďaka jeho psychostimulačnému a

anorektickému účinku je vo veľkej miere populárny medzi ženami, a to aj tehotnými ženami. Keďže MA prechádza do

materského mlieka, môže tak negatívne ovplyvniť dieťa aj po narodení. Neonatálne obdobie (PD 1-11) mláďat potkana

laboratórneho zodpovedá vo vývine nervovej sústavy tretiemu trimestru u človeka. Cieľom tejto štúdie bolo zistiť účinok

MA podávaného počas 11 dní po narodení na sociálnu hru mláďat v juvenilnom veku. Sociálna hra predstavuje podstatný

prvok vo vývine sociálneho správania, prispôsobivosti a prostriedok pre vytvorenie hierarchie a kohézie skupiny. Zároveň je

hra modulovaná neurotransmiterovými systémami podieľajúcimi sa na odmene a motivácii.

Metodika: Mláďatá boli vystavené účinkom MA počas postnatálnych dní (PD) 1-11 buď priamo (dávka 5 mg/kg s.c.) alebo

nepriamo prostredníctvom materského mlieka (rovnaká dávka). Kontrolným skupinám bol aplikovaný fyziologický roztok

rovnakým spôsobom. Testu sociálnej hry predchádzala individuálna habituácia (PD 28 a 29) v testovacej klietke po dobu 10

min. Následne boli mláďatá sociálne izolované počas noci. Test sociálnej hry bol sledovaný v PD 30. 45 min pred testom bola

mláďatám aplikovaná akútna dávna MA (1 mg/kg s.c.) alebo fyziologický roztok. Test pozostával z umiestnenia dvoch

mláďat rovnakého, pohlavia, prenatálnej a akútnej aplikácie do klietky na 15 min. Sledované boli prvky sociálnej hry –

prichytenie sa a napadnutie.

Výsledky: Frekvencia prvkov sociálnej hry bola signifikantne vyššia v skupine samíc, ktoré dostávali fyziologický roztok

priamo v porovnaní s MA skupinou toho istého typu aplikácie. Mláďatá, ktoré boli neonatálne vystavené účinkom

fyziologického roztoku alebo MA priamo, prejavovali častejšie prvky sociálnej hry v porovnaní s mláďatami, ktoré boli

vystavené účinku látky prostredníctvom materského mlieka. Akútna aplikácia MA eliminovala prvky sociálnej hry u všetkých

testovaných skupín. V dôsledku psychostimulačného účinku MA sa u mláďat s akútnou aplikáciou MA objavilo zvýšené

exploračné správanie ako vztyčovanie, ňuchanie a zvýšená lokomócia. Na základe našich výsledkov sa zdá, že MA aplikovaný

počas neonatálneho obdobia ovplyvňuje sociálnu hru vo väčšej miere, ak bol podávaný prostredníctvom materského mlieka

a akútna dávka MA potlačuje sociálnu hru.

Podpořeno: GAUK 88315, GACR 14-03708S, 260168/SVV/205, PRVOUK P34

51

Švorc P. (1), Bačová I. (1), Švorc P., Jr.(2), Grešová S. (1)

CHRONOBIOLOGICKÉ ASPEKTY KETAMÍN/XYLAZÍNOVEJ ANESTÉZIE V KARDIOVASKULÁRNYCH ŠTÚDIACH NA POTKANOCH

(1)Ústav fyziológie, Lekárska fakulta, Univerzita P. J. Šafárika, Košice, Slovenská republika, (2)Ústav fyziológie a

patofyziológie, Lekárska fakulta Ostravskej univerzity v Ostrave, Česká republika

Východisko: Vývoj in vivo experimentálnych chronobiologických animálnych modelov pomáha odhalovať niektoré vzťahy

medzi dennými rytmami a biologickými funkciami, ktoré nemôžu byť priamo študované u ľudí. Ak sa má vykonať eticky

prijateľný animálny kardiovaskulárny výskum, tak je potrebné použitie celkovej anestézie. Avšak, celková anestézia môže

mať rôzny dopad na kardiovaskulárny systém a môže mať signifikantný vplyv na hemodynamické údaje ako aj na výskyt

arytmií. Hoci chronobiologické štúdie skúmajúce interakcie medzi celkovou anestéziou a dennými rytmami nie sú

jednoznačné, naznačujú, že celková anestézia môže mať významný vplyv na denné rytmy v kardiovaskulárních funkciách.

Cieľom štúdie bolo posúdiť vhodnosť ketamín/xylazínovej anestézie v chronobiologických kardiovaskulárnych štúdiach.

Metodika: V štúdii sme použili ketamín/xylazínovú anestéziu (100mg/kg/15mg/kg ip.) na samiciach potkana kmeňa Wistar

po adaptácii na cyklus streidajúceho sa svetla a tmy (LD) (12 : 12 hodín). Sledovali sme srdcovú frekvenciu, rektálnu teplotu,

elektrokardiografické parametre, aktivitu autonómneho nervového systému, acidobázickú rovnováhu a plazmatické

koncentrácie Na+, K+, Ca2+ a Cl- a ich závislosť na LD cykle.

Výsledky: LD rozdiely boli zistené v srdcovej frekvencii a rektálnej teplote, meranej pred a po podaní anestetika, vo

všetkých elektrofyziologických parametroch (s výnimkou QT intervalu), v amplitúde vlny P (okrem amplitúdy R a T vlny) a vo

všetkých parametroch srdcovo-frekvenčnej variability (power HF, LF a VLF). Signifikantné svetlo-tma rozdiely v acidobázickej

rovnováhe boli zistené len u pO2 a u HCO3- (nie v pH, pCO2, tCO2, BE, stHCO3-, saturácii hemoglobínu O2). Signifikantné LD

rozdiely boli zaznamenané v koncentráciách iónov Na+, Ca2+ a Cl-, ale nie pre K+.

Ketamín/xylazínová anestézia pôsobí pravdepodobne priamo na myokard a autonómny nervový systém alebo nepriamo cez

zmeny v acidobázickej rovnováhe a koncentráciach iónov. Zdá sa, že tieto efekty a ich spojené procesy taktiež závisia na

cykle striedajúceho sa svetla a tmy. Ketamín/xylazínová anestézia môže byť aplikovaná v chronobiologických štúdiach,

nakoľko neruší značným spôsobom svetlo-tma rozdiely v sledovaných parametroch. Môže tu byť z časti modifikovanie

rytmycity, ale pravdepodobne bez straty rytmycity.

Avšak, tento typ anestézie je problematický v kardiovaskulárnych in vivo experimentoch, nakoľko vyvoláva bradykardiu,

ktorá je výsledkom dominantnej aktivity parasympatikového systému a systémovej asfyxie.

52

Török J.

AKÝ MÁ VÝZNAM VÝUČBA PATOFYZIOLÓGIE PRE ŠTUDENTOV BIOLOGICKÉHO ZAMERANIA NA PRÍRODOVEDECKEJ

FAKULTE?

Ústav normálnej a patologickej fyziológie SAV, Bratislava, Slovenská republika

Na konci 20. storočia po zmene politického systému v Československu došlo k významným zmenám v štruktúre vedeckých

pracovníkov s biologicko-medcínskym zameraním, a to tak v SAV ako aj v ČSAV. Dovtedy na týchto pracoviskách prevládali

vedeckí pracovníci z radov absolventov lekárskych fakúlt. Po r. 1989 sa otvorili štátne hranice, veľa vedeckých pracovníkov –

lekárov odišlo zo SAV. Niektorí chceli okúsiť prácu v zahraničí, iní našli lepšie uplatnenie aj v domácich zdravotníckych

zariadeniach. Zdá sa, že v lekárskej praxi získali aj vyššie spoločenské uznanie.

V SAV v „II. Oddelení vied o živej prírode a chemických vedách“ je toho času zaradených 22 vedeckovýskumných ústavov, z

ktorých 10 ústavov je zameraných na lekársky výskum. Z vedeckých pracovníkov týchto 10 ústavov absolventi lekárskych

fakúlt tvoria menej ako 5%, a to sú prevažne dôchodcovia. Aj keď v SAV by mal dominovať základný bádateľský výskum, u

väčšiny vedeckých úloh (projektov) sa vyskytovali a aj teraz vyskytujú témy s patofyziologickými aspektmi. Nedostatok

vedeckých pracovníkov z radov lekárov si ústavy dopĺňali a aj teraz dopĺňajú výchovou absolventov nelekárskych fakúlt,

ktorí však nie vždy spĺňali odborné kritéria pre prácu na týchto ústavoch. Preto sa začalo uvažovať o doplnkových

predmetoch, ktoré by aspoň sčasti zacelili chýbajúci nedostatok absolventov lekárskych fakúlt. K týmto predmetom patrí aj

patofyziológia. Zavedenie nového premetu do výučby študentov biologického zamerania na Prírodovedeckej fakulte UK

(PrFUK) v Bratislave sa ukázalo vhodným riešením. Dnes napr. v Ústave normálnej a patologickej fyziológie SAV z mladých

vedeckých pracovníkov a doktorandov patrí temer 50% k tým, čo absolvovali tento predmet na PrFUK.

Z patofyziológie sa prednášajú len vybrané kapitoly. Ich výber resp. obsah prednášanej látky je prispôsobený tematickým

zameraniam ústavov SAV, vo väčšine ktorých si vypracovávajú študenti svoje diplomové - magisterské práce. Patologická

fyziológia sa prednáša v zimnom semestri 1. ročníka magisterského štúdia. Zhruba tretina je venovaná všeobecnej

patofyziológii – typickým patologickým procesom, ktoré sú pre chorobné jednotky spoločné a zásadné. Zostávajúce 2

tretiny látky patrí špeciálnej patofyziológii.

Prednosťou predmetu patologickej fyziológie je to, že núti študentov viac ako iné predmety rozmýšľať komplexne, a otvára

bránu pre aktívne uplatňovanie získaných poznatkov v spoločenskej praxi. Patologická fyziológia učí študenta správne

hodnotiť funkcie jednotlivých orgánov a tkanív za normálnych a patologických okolností a v prípade chorobou napadnutého

orgánu zostavovať dôsledné logické postupy na jeho ozdravenie.

Doterajšie naše skúsenosti nás oprávňujú konštatovať, že zavedenie patofyziológie ako výučbového predmetu na PrFUK

bolo správnym krokom; v ňom študent získava synteticky pospájané čiastkové poznatky z viacerých teoretických disciplín,

ktoré formujú jeho logiku v medicínskom myslení a môžu byť využité v jeho nadväzujúcej vedeckovýskumnej práci.

53

Vašků A. (1), Kozáčiková Z. (2), Bienertová - Vašků J. (1), Vašků V. (2)

ASOCIACE FENOTYPU ATOPICKÉ DERMATITIDY S POLYMORFISMEM rs7927894 (11q13.5) V ČESKÉ DOSPĚLÉ POPULACI

(1) Ústav patologické fyziologie LF MU v Brně, (2) 1. dermatovenerologická klinika FNUSA a LF MU v Brně, Česká republika

Východisko: Cílem studie byla analýza asociace mezi genotypem rs7927894 a fenotypy nemoci u dospělých pacientů s

atopickou dermatitidou (AD).

Metodika: Do studie bylo zařazeno 90 pacientů s AD, 31 mužů (30 ± 10 let) a 59 žen (31 ± 11 let). V tomto souboru mělo

65% mužů a 75% žen pozitivní rodinnou anamnézu atopického fenotypu. Intergenový polymorfismus rs792784 na

chromozomu 11q13.5 byl vyšetřen pomocí konvenční metodologie PCR s následnou restrikční analýzou pomocí HINFI. Na

horizontální gelové elektroforéze jsme detekovali genotypy CC, CT a TT.

Výsledky: Neprokázali jsme signifikantní rozdíly v distribuci genotypů ani ve frekvenci alel tohoto polymorfismu mezi muži a

ženami s atopickou dermatitidou. Genotyp CT byl ale čtyřikrát častější u pacientek s AD se zvýšenými hladinami celkového

IgE nad 158 IU/ml oproti ženám s AD, u nichž celkové IgE zvýšeny nebyly. U pacientů-mužů jsme prokázali signifikantní

predispozici k atopickému fenotypu: genotypy CC a TT byly šestkrát častěji detekovány u mužů s AD, kteří mají také jiný

atopický fenotyp (atopické astma bronchiale, atopickou rinitidu) v anamnéze ve srovnání s pacienty bez této anamnézy. TT

genotyp tohoto polymorfismu byl čtyřikrát častější u mužů s pozitivní rodinnou anamnézou atopických nemocí.

Identifikovali jsme tedy rizikové genotypy polymorfismu rs7927894 pro atopické fenotypy u dospělých pacientů s AD,

odlišně pro muže a ženy.

Podpořeno: práce byla podpořena z projektů specifického výzkumu MU z prostředků MŠMT Experimentální molekulární

patofyziologie vybraných komplexních chorob/ stavů”, MUNI/A/1549/2014 a “Faktory ovlivňující průběh a léčbu u

chronických a závažných kožních diagnóz”, MUNI/A/1557/2014.

54

Veselá I., Stehlíková Š., Přikrylová A.

ELECTROPHORETIC PATTERN IN VACCINATED RABBITS

Department of Physiology, University of Veterinary and Pharmaceutical Sciences Brno, Czech Republic

Introduction: Serum protein electrophoresis is important screening test for quantification of individual protein fractions.

Electrophoresis yields visual and densitometrical evaluation of fractionations of serum proteins for albumin, α1, α2, β1, β2

and ϕ-globulins. Electrophoretic patterns have been previously studied but not in combination with vaccination. Rabbits

are usually vaccinated against myxomatosis and rabbit hemorrhagic disease. The aim of this study was to find out the

influence of vaccination on the electrophoretic pattern of healthy rabbits including quantification of protein fractions.

Materials and methods: Together 7 healthy male New Zealand White rabbits were included in this study. Vaccinations

against viral infections (myxomatosis and rabbit hemorrhagic disease) were performed by inactivated vaccine (Bioveta)

subcutaneously in the 12th week. Blood samples were collected into serum tubes before vaccinations and then regularly

during 13 months. Total protein was measured and individual protein fractions were evaluated by electrophoresis (Sebia).

Data were statistically evaluated (MedCalc bvba, Belgium). The level of statistical importance was defined at p = 0.05.

Results: Significant differences were found in concentration of ϕ -globulins from 3rd day till 8th month after vaccination in

comparison before vaccination (p˂0.05). Concentra�on of ϕ -globulins did not differ significantly one year after vaccination

in comparison before vaccination. Data also showed significantly higher concentration of ϕ -globulins one month after

booster vaccination. Densitometrical evaluation of serum protein electrophoresis showed bisalbuminemia.

Conclusion: Serum ϕ -globulin concentrations are significantly higher for eight months after vaccination and then decrease

till booster vaccination. Our results confirm the necessity of revaccination. Our data also demonstrate bisalbuminemia

suggesting the serum albumin split into two components. Bisalbuminemia may be genetically inherited or acquired

determinant. The reason of bisalbuminemia in rabbits remains to be solved.

This work was supported by the project of FRVS 1134/2013.

55

Vočková P. (1,2), Molinský J. (1,2), Maswabi B. (1), Klánová M. (1,2), Průková D. (1), Alam M. (1), , Klener P. (1,2)

VÝZNAM ANTI-ANGIOGENNÍ TERAPIE U LYMFOMU Z PLÁŠŤOVÝCH BUNĚK

(1) Ústav patologické fyziologie 1. LF UK v Praze, (2) 1. interní klinika - klinika hematologie VFN a 1.LF UK v Praze, Česká

republika

Lymfom z plášťových buněk (mantle cell lymphoma, MCL) je agresivní podtyp B-nehodgkinského lymfomu se špatnou

prognózou. Význam angiogeneze v biologii hematologických malignit (leukémie, lymfomy), resp. význam inhibice

angiogeneze v terapii těchto chorob je nejasný. Retrospektivní studie porovnávající 177 pacientů s lymfomem z plášťové

zóny odhalila pozitivní korelaci mezi mírou vaskulární denzity a biologickou agresivitou lymfomu (vyšší proliferační aktivita a

vyšší mezinárodní prognostický index pro MCL) Byl též prokázán prognostický vliv sérových hladin VEFG-1 a bFGF na

celkové přežití pacientů s nonHodgkinskými lymfomy (vyšší hladiny korelují s kratším přežitím).

Bevacizumab je rekombinantní, humanizovaná monoklonální protilátka proti vaskulárnímu endoteliálnímu růstovému

faktoru A (VEGF-A), působí tedy jako inhibitor angiogeneze. Je schválen k léčbě některých solidních tumorů (1. u

kolorektálního ca, dále nemalobuněčný ca plic, ca prsu a ledvin). Pokusem o začlenění bevacizumabu do standardní léčebné

strategie u lymfomů byla studie MAIN, 3. fáze klinické studie u B-nehodgkinských lymfomů zkoumající účinnost dvou

léčebných režimů: R-CHOP (=standardní terapie B-NHL) a R-CHOP + bevacizumab. Tato studie byla předčasně ukončena pro

vyšší toxicitu (zejm. kardiotoxicitu) kombinace s bevacizumabem a nepotvrdila benefit kombinace bevacizumabu a

standardní imunochemoterapie (R-CHOP versus RA-CHOP) u pacientů s difúzním velkobuněčným lymfomem.

Naše vlastní data ukázala, že růst podkožních xenotransplantátů MCL v imunodeficientních myších je dependentní na VEGF

(Molinsky et al).

Za použití myších modelů s podkožní xenotransplantací MCL buněk získaných od pacientů (KRTEK-1, SODA-3) i ustálených

linií (Hbl-2, Jeko-1) jsme zjistili, že bevacizumab potlačuje růst podkožních lymfomů, ale neprodlužuje přežití systémově

(intravenózně) xenotransplantovaných myší. Podkožní model též prokázal častější výskyt sekundárních tumorů u skupiny

léčené bevacizumabem oproti neléčeným myším. Antiangiogenní terapie pomocí anti-VEGF protilátky bevacizumab

(Avastin) nemá systémový protilymfomový účinek na myších modelech. Naše preklinická data tedy „zpětně“ předpovídají

neúspěšnost klinické studie fáze 3 MAIN (770 pacientů). Dle dat průtokové cytometrie zahrnují mechanismy „rezistence“

MCL buněk na Avastin upregulaci p-gp (CAVE: zkřížená rezistence na anthracykliny či etopozid, klíčové léky v terapii

lymfomů) a „zapnutí“ alternativních pro-angiogenních kaskád, které pravděpodobně usnadňují šíření (metastazování)

lymfomových buněk.

56

Vokurka M., Gurieva I., Frýdlová J., Přikryl P., Krijt J.

SIGNALING PATHWAYS IN HEPCIDIN EXPRESSION: THE ROLE OF SECONDARY IRON OVERLOAD IN ERYTHROFERRONE

SIGNALING

Institute of Pathophysiology, 1st Faculty of Medicine, Charles University in Prague, Czech Republic

Introduction: Iron overload is a life-threating complication in patients with some hematological diseases. Administration of

erythropoietin (EPO) dramatically decreases hepatic expression of hepcidin (Hamp), the key regulator of iron metabolism.

This downregulation depends on accelerated erythropoiesis. Recently, it was shown that the effect of erythropoiesis on

Hamp expression is mediated by erythroferrone (ERFE), a protein secreted by erythroblasts. That is why it is of interest to

study the effect of secondary iron overload on ERFE signaling.

Methods: We treated male C57BL/6 mice and female Wistar rats with EPO (50 and 500 iU/animal/day respectively) for four

days. Iron dextran was administered at 400 mg/kg body weight one week before EPO treatment. Hamp expression was

determined by real-time PCR, liver concentration of Hamp regulatory membrane proteins like matriptase-2 (MT-2),

hemojuvelin (Hjv) and Hfe was determined by immunoblotting.

Results: Administration of EPO decreased Hamp expression, and iron dextran pretreatment completely prevented this

decrease. This suggests that secondary iron overload can interfere with ERFE signaling. EPO administration increased ERFE

mRNA expression in the spleen but iron pretreatment did not influence this EPO-mediated increase. This indicates that the

effect of secondary iron overload on ERFE signaling occurs posttranscriptionally. We examined the effect of EPO and iron on

liver Hjv, MT-2 and Hfe proteins, which could be involved in ERFE signaling pathway. EPO administration did not affect the

protein content of Hjv and Hfe but significantly increased MT-2 protein. In contrast, MT-2 protein content was decreased by

iron administration. We therefore speculate that the observed changes in MT-2 protein could affect the ERFE signaling

pathway.

Discussion: Administration of iron completely prevents the dramatic decrease of Hamp expression induced by EPO. Since

iron dextran did not prevent the EPO-induced increase of splenic ERFE mRNA, secondary iron overload may interfere with

some components of the ERFE-mediated signaling pathway. Published data suggest that EPO-mediated decrease of Hamp

expression does not occur in mice lacking functional MT-2 protein. MT-2 thus could be an important mediator of ERFE

signaling. In agreement with this concept, we found increased MT-2 protein content in animals treated with EPO, and

decreased MT-2 content in animals pretreated with iron.

Conclusions: Our results suggest that secondary iron overload interferes with ERFE-mediated hepcidin regulation, and point

to an important role of MT-2 in ERFE signaling.

This work was supported by grants PRVOUKP24/LF1/3, SVV-2015-260157, GAUK 186315, and GACR 15

57

Zitrický F., Ježek K.

DYNAMIKA AKTIVÁCIE PAMÄŤOVEJ STOPY

Laboratoř experimentální neurofyziologie, Biomedicínské centrum LF UK v Plzni a Ústav patologické fyziologie LF UK v Plzni,

Česká republika

Jednotlivé pyramidové neuróny hipokampu su aktívne vtedy, ak sa subjekt nachádza v určitej časti priestoru. Počas

pohybu v danom prostredí sa uplatní niekoľko týchto pozičných buniek (place cells), z ktorých každá kóduje špecifickú

pozíciu v priestore. Takto vytvorená kognitívna mapa sa uplatní zakaždým, ako sa subjekt ocitne vo familiárnom prostredí,

čím aktivita pozičných buniek predstavuje substrát priestorovej pamäti. Mechanizmus zabezpečujúci aktiváciu správnej

kognitívnej mapy je z veľkej časti neobjasnený.

Dynamiku procesu aktivácie priestorovej pamäti sledujeme elektrofyziologickým monitorovaním aktivity pozičných buniek u

potkanov vystavených náhlej zmene identity protredia. Aktivácia reprezentácie aktuálneho prostredia nastáva s latenciou

200-300 ms a je naslednovaná periódou nestability, počas ktorej v hipokampálnej sieti dochádza k opakovaným prechodom

medzi stavmi odpovedajúcimi mapám aktuálneho a predošlého prostredia, kým sa po niekoľkých sekundách stabilizuje

aktivácia aktuálneho engramu. Podkladom tejto kompetície je periodická inhibícia neurónovej siete odpovedajúca theta

oscilaciám.

Naše pozorovania poukazuju na výrazne zvýšenú aktivitu hipokampálnej siete po zmene senzorických vstupov (až o 40%) s

návratom k normálnej úrovni aktivity po 5 až 10 sekundách. Sprievodným javom je zvýšenie amplitúdy theta oscilacií, ktoré

sú zabezpečené vstupnými projekciami z mediálneho septa. Zvvýšenie aktivity týchto vstupov môže jednak priamo

depolarizáciou dentritov, jednak nepriamo inhibíciou interneurónov potencovať zvýšenie aktivity hipokampálnych

pyramidových neurónov. Naopak zýšená aktivita interneurónov počas inhibičnej fázy theta cyklu môže prehľbovať inhibíciu,

a tak facilitovať prechod z jedného stavu siete do druhého. Táto predstava je konformná s výpočtovým modelom (Mark et

al., v tlači), ktorý predikuje koreláciu medzi amplitúdou theta oscilacií a frekvenciou prechodov medzi jednotlivými

hipokampálnymi stavmi.

58

Zumrová A.

EURODEGENERATIVNÍ, NEUROMETABOLICKÁ A NEUROGENETICKÁ ONEMOCNĚNÍ

Klinika dětské neurologie 2. LF UK a FN Motol; Centrum hereditárních ataxií FN Motol, Praha, Česká republika

Oblast neurodegenerativních, později neurometabolických a v současné době neurogenetických chorob jsou širokým

okruhem, v němž nelze pro nedostatek srovnatelných poznatků zatím koncipovat jednotnou přehlednou klasifikaci. Každý

pokus o její vytvoření naráží na nutnost akceptovat řadu kritérií z oborů, které se na diagnostice těchto chorob podílejí.

Navíc je třeba zohlednit případy atypické, pokusit se odlišit, zda se jedná o koincidenci s jinou chorobou, či naopak prokázat

na jednotlivých úrovních včetně molekulární proč se průběh onemocnění liší. Už v polovině minulého století se snažili Cobb

a Bereday „…to organize the chaos in neurological literature…“ v oblasti tehdy asi 50 neurodegenerativních chorob. V

současné době je situace díky novým bouřlivým poznatkům na všech úrovních diagnostiky mnohem složitější a označení

„chaos“ zůstává stále vděčným výrazem pro naše nedokonalé poznání.

Historicky nejstarší skupinou jsou „degenerativní onemocnění nervového systému“, tedy syndromologické jednotky nejasné

etiologie, progresivní, dle anamnézy geneticky vázané, většinou bez odezvy na terapii.

U řady z nich byla později nalezena biochemická podstata – např. enzymatický deficit. Z tohoto důvodu se v neurologii

užívají někdy názvy „heredodegenerativní onemocnění“ a „dědičná metabolická onemocnění“ jako synonyma, což není

zcela přesné. Pokud je nalezen příčinný gen, mělo by se onemocnění „přesunout“ do kategorie chorob neurogenetických.

Kromě toho existují onemocnění, u nichž byla dříve než jejich biochemická podstata nalezena příčina a tím i možnost

diagnostiky na úrovni DNA. Sem patří v neurologii například autosomálně dominantní spinocerebelární ataxie,

Huntingtonova chorea, skupina dědičných spastických diparéz, Rettův syndrom, Angelmanův syndrom a řada dalších.

Zpětně se dohledává dopad mutací na úrovni biochemické, hlavně z důvodu eventuálního možného terapeutického zásahu.

Značně zjednodušeně řečeno - ve skutečnosti jsou neurodegenerativní, neurometabolické a neurogenetické choroby

jedinou rozsáhlou skupinou onemocnění s dědičným základem, ve které v současnosti probíhá „kompletizace“

diagnostických metod - některé je již možné verifikovat jak na úrovni metabolitů, tak na úrovni enzymatické i DNA. Pokrok v

diagnostice lze jistě očekávat od sekvenování nové generace (Next Generation Sequencing), ať již genomového či

exomového, ale je třeba si zvyknout na odlišný typ interpretace nálezů, protože výsledky nemusí být zatím jednoznačné a

nálezy je třeba posuzovat velice obezřetně. Naproti tomu nedočkavě očekávaný nástup genové terapie lze obtížně

předvídat. U tohoto okruhu chorob zůstáváme, bohužel, až na malé výjimky stále odkázáni na tzv. symptomatickou léčbu,

i když i ta je z hlediska kvality života pacientů velice důležitá a nesmí být podceňována.

Podpořeno: IGA

59

Žaloudíková M., Vytášek R., Vízek M.

ZMĚNY PRODUKCE REAKTIVNÍCH SLOUČENIN KYSLÍKU U ALVEOLÁRNÍCH MAKROFÁGŮ V ČASNÉ FÁZI EXPOZICE HYPOXII

Ústav patologické fyziologie, 2. LF UK v Praze, Česká republika

Východisko: Mnohé práce demonstrovaly vliv oxidačního stresu v časné fázi expozice chronické hypoxii na rozvoj hypoxické

plicní hypertenze (HPH). V této fázi byla prokázána jak zvýšená produkce reaktivních sloučenin kyslíku (ROS) v plicní tkáni,

tak pozitivní vliv antioxidační terapie na rozvoj HPH. Jedním z významných zdrojů reaktivních sloučenin kyslíku v plicní tkáni

jsou alveolární makrofágy. Dle práce Vergadi 2011 (1) je právě aktivace alveolárních makrofágů v časné fázi expozice hypoxii

klíčovým bodem pro další rozvoj HPH. Domníváme se proto, že důležitou roli zde může sehrát právě změna jejich produkce

ROS. Proto jsme se rozhodli testovat produkci superoxidu alveolárními makrofágy v časné fázi vystavení hypoxii.

Metodika: Alveolární makrofágy byly získány bronchoalveolární laváží (BAL) plic dospělých samců potkanů kmene Wistar

(283 ± 27 g) žijících v normoxii nebo vystavencých hypoxii 4 dny v izobarické hypoxické komoře (FiO2=0,1). Počet živých

buněk na 1 ml BAL byl ověřen mikroskopicky pomocí barvení trypanovou modří. Produkce superoxidu byla měřena

bezprostřeně po odběru nebo byly buňky z normoxických zvířat naneseny na plastové destičky a kultivovány v

normoxických nebo hypoxických podmínkách (FiO2=0,1) 4 dny. Produkce superoxidu u všech vzorků (nanáška 20 tisíc buněk

na 1 jamku) byla měřena u nestimulovaných buněk pomocí luminoldependentní chemiluminescence po dobu 5 hodin.

Výsledky byly vyjádřeny jako suma produkce v relativních jednotkách chemiluminescence a porovnány pomocí ANOVA a

Fischerova post hoc testu.

Výsledky: Při bezprostředním měření extracelulární produkce superoxidu alveolárními makrofágy získanými ze zvířat žijících

v normoxii (N) a vystavených 4 dnům hypoxii (H) jsme zaznamenali signifikantní rozdíl (N = 275 000 ± 35 000, H = 749 000 ±

85 000). Při měření produkce makrofágů získaných ze zvířat žijících v normoxii a pouze vystavencýh 4 dnům hypoxie „in

vitro“ (NN, NH) jsme žádnou změnu v produkci superoxidu nepozorovali (NN = 137 000 ± 34 000, NH = 146 000 ± 34 000 ).

Domníváme se tedy, že alveolární makrofágy mohou významně přispět ke vzniku HPH prostřednictvím zvýšení produkce

ROS, ale samotná hypoxie v nich nenavozuje změny, které by k tomuto zvýšení vedly.

Podpořeno: IGA NT/13358, GAČR 13-01710S.

1. Vergadi E, Chang MS, Lee C, Liang OD, Liu X, Fernandez-Gonzalez A, Mitsialis SA, Kourembanas S. Early macrophage

recruitment and alternative activation are critical for the later development of hypoxia-induced pulmonary hypertension.

Circulation. 2011 May 10;123(18):1986-95.

60

Živný J., Maswabi B., Klener P.

HUMAN CELL-MEMBRANE DERIVED MICROVESICLES IN THE MONITORING OF ANTI-CANCER THERAPY RESPONSE IN

MOUSE XENOTRANSPLANTATION MODEL

Ústav patologické fyziologie 1. LF UK Praha, Česká republika

Somatic cells produce membrane-derived vesicles variously termed microparticles, microvesicles, exosomes, and apoptotic

blebs. These microparticles originate from at least three distinct mechanisms: (1) Endosomal processing formation of

multivesicular bodies (MVB), which are redirected to the cellular surface from the lysozomal degradation pathway and

released in the form of exosomes. (2) Blebbing of the cellular plasma membrane and release of “shed” microparticles,

referred as microvesicles. (3) Break-down of dying cells into apoptotic blebs.

Cell membrane-derived microvesicles of various tissue origins are present in plasma. Microvesicle release is a controlled

event and is considered a hallmark of cellular activation or alteration. Microvesicles represent important supramolecular

complexes which can participate on the regulation of physiologic and pathophysiologic conditions. Tissue specific

microvesicles can be used as biomarkers of various pathologies. Elevated levels of circulating microvesicles are associated

with vascular, inflammatory, malignant and hematologic disorders.

We developed a method to identify human cell-derived microvesicles in xenotransplantation model of human ovarian

cancer using flow cytometry. We used this model to monitor the release of cancer cell-derived microvesicles in response to

therapy with cis-platin. We detected increased levels of circulating ovarian cancer-specific microvesicles, e.g.

CA125/MUC16, as soon as 4 hour following the therapy administration. The increased levels of cancer cell-derived

microvesicles declined within 48 hours following the therapy.

We propose that measurement of cancer cell-derived microvesicles could be used as a biomarker for the monitoring of

cancer response to therapy.

Supported by: IGA MZ NT12248-5