Vedci predpokladajú, že starnutie a chronický sociálny stres sú faktormi, ktoré môžu ovplyvňovať akumuláciu železa v ľudskom tele. Zároveň môže dochádzať k zmenám fyzikálno-chemických vlastností železa a železitých iónov, čo môže ovplyvňovať fyziologické deje v tele. To sa môže odzrkadliť na behaviorálnom správaní, rozvoji hypertenzie a poškodením štruktúry a funkcie orgánov. Tím odborníkov v zložení Pavol Valovič, Peter Bališ, Štefánia Galandová, Angelika Púzserová, Michal Kluknavský a Iveta Bernátová zisťuje, či spomínané zmeny môžu byť počiatočnými faktormi podieľajúcimi sa na mnohých ochoreniach, predovšetkým hypertenzii.
Ich experimentálnou prácou chcú poukázať na významnosť úlohy metabolického železa, ako aj účinok železitých iónov uvoľnených v procese rozpadu utramalých supraparamagnetickych nanočastíc oxidov železa (USPIONs) v komorbidite kardiovaskulárnych ochorení a porúch správania, ktorých rizikovými faktormi sú starnutie a chronický sociálny stres.
Pavol Valovič sa v rámci projektu zaoberá zatiaľ málo preskúmanou oblasťou interakcie USPIONs a akútneho stresu na reguláciu krvného tlaku a na zmeny v reaktivite cievnej steny.
„Výsledky našej práce prinesú mnohé originálne výstupy, ktoré poukážu na možné riziká používania USPIONs vo zvieracích modeloch tlaku (u normotenzných a hypertenzných jedincov) s výstupom pre klinickú prax. Zároveň bude našou snahou ukázať, že krvný tlak (normotonický, hypertonický) môže mať vplyv na distribúciu USPIONs, ktoré môže viesť v cievnej stene, srdci a v ďalších orgánoch k funkčným a štruktúrnym zmenám kardiovaskulárneho systému, tzn. že sa môžu USPIONs podieľať na regulácii krvného tlaku, indukovať metabolické poruchy a oxidačné poškodenie aj v dôsledku zmien Fe2+/Fe3+, ako aj v zmenách metabolizmu železa a jeho zlúčenín v srdci, mozgu a cievach.“
Pavol Valovič ďalej vysvetlil, že biogénne železo je prítomné vo všetkých biologických systémoch. Keďže podľa neho neexistuje špecifický mechanizmus na vylúčenie nadbytočného železa z organizmu, sú absorpcia železa z potravy a jeho recyklácia z vnútorných zdrojov prísne regulované. Priblížil, že v literatúre je málo informácii o vplyve USPIONs na krvný tlak, jeho reguláciu a na zmeny funkcie cievnej steny.
„Dôležitú úlohu v tomto hrá práve cievny endotel, kedy jeho poškodenie navodzuje stav endotelovej dysfunkcie. Práve správna funkčnosť cievneho endotelu je potrebná pre optimálne fungovanie kardiovaskulárneho systému a zabezpečenie tak rovnováhy v relaxačno-konstrikorických odpovediach organizmu na rôzne podnety (stresová reakcia, zápal, športová aktivita, atď.). Ak sa USPIONs priamo podieľajú na ovplyvnení, resp. poškodení cievneho endotelu poprípade cievnej steny vo všeobecnosti, je táto informácia pre odbornú verejnosť významným aspektom. Vďaka magnetickým vlastnostiam majú USPIONs stále väčší potenciál a využitie v klinickej a biomedicínskej praxi, ako transportné a regulovateľné nanočastice v organizme.“
Pri klinických štúdiách už bolo podľa Pavla Valoviča pozorovaných niekoľko nežiaducich účinkov, ktoré súviseli s liečbou – anafylaktický šok, bolesť na hrudníku, dyspnoe, kožná vyrážka, pokles kyslíka a hypotenzia.
„V našej experimentálnej štúdii na normotenzných zvieratách sme pozorovali hypotenziu len v prípade, ak boli jedince vystavené akútnemu stresu, t. j. bol im aplikovaný 5 sekundový prúd vzduchu do forntálnej časti tváre. Práve tento pokles tlaku, ktorý bol meraný zvieratám prostredníctvom katétru zavedeného v a.carotis (priame meranie krvného tlaku) pripisujeme negatívnemu účinku USPIONs.“
V súčasnosti majú vedci už namerané dáta krvného tlaku a kardiovaskulárnych a biometrických parametrov aj u hypertenzných zvierat, u ktorých sa hypertenzia rozvíja spontánne už od 5. – 6. týždňa života. Tie sú v štádiu vyhodnocovania, preto komplexnejší pohľad na túto problematiku sú schopní interpretovať až po vyhodnotení dát.
Pavol Valovič je študentom druhého ročníka na magisterskom stupni štúdia odboru Biomedicínska fyzika, Fakulty matematiky fyziky a informatiky Univerzity Komenského v Bratislave. Svoju magisterskú prácu s názvom Vplyv ultramalých superparamagnetických nanočastíc oxidov železa na funkciu cievnej steny vypracuváva v Centre experimentálnej medicíny, Ústavu normálnej a patologickej fyziológie Slovenskej akadémie vied pod vedením RNDr. Petra Bališa, PhD. Práca je podporená národnými projektmi APVV-16-0263 (Výskum magnetických foriem železa v rozvoji kardiovaskulárnych chorôb a porúch správania) a VEGA 2/0160/17 (Vplyv ultra malých superparamagnetických nanočastíc železa na kardiovaskulárny systém potkana v podmienkach vysokého krvného tlaku), za ktoré je zodpovedná RNDr. Iveta Bernátová, DrSc.
So svojou prácou Polyetylénglykolom obalené ultramalé superparamagnetické nanočastice magnetitu modifikujú reguláciu krvného tlaku v podmienkach akútneho stresu sa autori zapojil do XI. ročníka Interaktívnej Konferencie Mladých Vedcov 2019 Preveda.
*********************************************
Občianske združenie Preveda už roky organizuje konferenciu pre mladých výskumných pracovníkov zameranú na vybrané obory chemických a prírodných vied ako biochémia a molekulová biológia; biotechnológia a potravinárska technológia; analytická chémia; organická, bioorganická, farmaceutická chémia, farmakológia a toxikológia; environmentalistika a tiež biomedicínska fyzika, matematické modelovanie, bioštatistika, biometria.
Poskytuje tak možnosť jednoduchým spôsobom prezentovať prácu mladých vedcov, prináša interaktívnu diskusiu na odborné témy a dáva príležitosť získať plnohodnotnú publikáciu príspevkov v recenzovanom zborníku konferencie. „Veríme, že sa nám s vašou pomocou podarí týmto projektom naštartovať cyklus konferencií, ktorých obsah a vysoká výpovedná úroveň napomôžu k udržaniu vzdelanostnej úrovne, ako i k zefektívneniu štúdia mladej vedeckej obce,“ uvádzajú organizátori.
Informácie a ilustráciu poskytol: Pavol Valovič
Spracovala: Slávka Cigáňová (Habrmanová), NCP VaT pri CVTI SR
Ilustračné foto: Pixabay.com /geralt/
Uverejnila: VČ