A VÉRKERINGÉSI RENDSZER NORMÁLIS ÉS KÓROS MUKÖDÉSÉNEK MECHANIZMUSAI (5. program) Programvezeto: Dr. Monos Emil A keringési betegségek a haláloki statisztikákban világszerte vezeto helyet foglalnak el. A vérkeringési rendszer normális muködésének pontos ismerete nélkül a kóros keringésváltozások lényegét nem lehet megérteni és így oki terápia nem folytatható, és az egészségmegorzés szempontjai sem érvényesülhetnek. A program célkítuzése a normális és kóros keringési folyamatok kutatása és orvosi köztudatba való átvitele, különös tekintettel a következo területekre: Az érrendszer hemodinamikaibiomechanikai funkcióinak és hálózati tulajdonságainak alkalmazkodási mechanizmusai egészséges és kóros terheléshez. Neuropeptidek és endothelialis vazoaktív anyagok agyi vérkeringésre gyakorolt hatása fiziológiás és pathológiás körülmények között. A cardiális és bronchiális vagus tónust kialakító és befolyásoló mechanizmusok. Az agy makro- és mikrocirkulációjában kialakuló heterogenitások fraktálgeometriai analízise normális és ischemiás körülmények között. Vérkeringési adaptációs mechanizmusok az agykéregben és a szívizomban. Az agyi erek endothelium és simaizomsejtjeinek funkcionális jellegzetességei. Az energiaforgalom és az intracellularis calcium kapcsolata gyors és lassú izmokban. Sexualsteroidok és eicosanoidok jelentosége a kardiovaszkuláris szabályozásban. Cardiovasculáris adaptáció károsodásának mechanizmusai krónikus betegségi állapotokban. Oxidatív stressz szerepe a szív-érrendszer kóros állapotaiban. Alprogramok I. Az érrendszer hemodinamikai funkcióinak és hálózati tulajdonságainak alkalmazkodási mechanizmusai egészséges és kóros terheléshez Alprogramvezeto : Dr. Monos Emil Komplex kutatási program a vénás és artériás rendszer akut, valamint krónikus hemodinamikai terhelés–változásokhoz történo biomechanikai, ill. celluláris alkalmazkodási mechanizmusainak feltárására, az adaptáció folyamatainak kvantitativ leírására, s e folyamatok kölcsönhatásainak, valamint moduláló tényezoinek megismerésére. Mikroerek preparálási, kanülálási, perfúziós és szuperfúziós technikája; izolált, vagy in situ preparált mikroerek átmérojének, falvastagságának intralumináris nyomásának komputerizált videomikroszkópos mérése (mikroangiometria); passzív és aktív biomechanikai tulajd onságok (rugalmas megnyúlás, elasztikus modulus, disztenzibilitás, stb.) meghatározása; izolált cilindrikus artériák és vénák nagydeformációs biomechanikai tulajdonságainak komplex (háromdimenziós) meghatározása; krónikus ortosztatikus jellegu gravitációs terhelési teszt alkalmazása kísérleti patkányokon; a szomatomotoros magatartásmintázat kvantitatív meghatározása folyamatosan komputerizált infravörös video-mozgásanalízáló berendezéssel; patch-clamp elektrofiziólógiai mérési technika az ér simaizom sejtek membrán-ion csatornái muködésének tanulmányozására; subcelluláris struktúrák mennyiségi és minoségi tulajdonságainak meghatározása. II. Az endogén peptidek és endothel eredetu vazoaktiv anyagok agyi vérkeringésre gyakorolt hatásainak vizsgálata fiziológiás és pathológiás körülmények között Alprogramvezeto : Dr. Sándor Péter A kutatási program célja a neuropeptidek (elsosorban az endorfinok), valamint az endothelium eredetu vazoaktív anyagok szerepének tisztázása az agyi vérkeringés szabályozásában fiziológiás és pathológiás körülmények között. Agyi véráramlás folyamatos mérése Laser -Doppler technikával és mintavételszeru mérése H2 -gáz clearance módszerrel, agyi vértérfogat folyamatos mérése szilikon fotodiódás módszerrel, stereotaxikus agycélzóval történo beavatkozások, Halász-kés technika, intracerebroventricularis, intraciszternális injekciók, CF mintavételek, agyi erek kontrakciós-relaxációs tulajdonságainak vizsgálata “in vitro” körülmények között, vérgáz-analízis.
1
III. Az autonom idegrendszeri tónust és reflex-aktivitást kialakító tényezok vizsgálata – az érrendszer tulajdonságainak szerepe Alprogramvezeto: Dr. Kollai Márk A különbözo szervek esetében az autonom idegrendszeri tónust és reflexérzékenységet meghatározó élettani tényezok szerepe nem ismert. Hasonlóképpen kevés adat áll rendelkezésre, hogy egyes klinikai kórképekben az autonom idegrendszer aktivitásának megváltozása milyen mechanizmusok révén jön létre. Feltételezheto, hogy a vérkeringés reflexes szabályozásában szerepet játszó receptoroknak a muködését – amelyek a szívben és az érfalban helyezkednek el – befolyásolják az érfal mechanikai tulajdonságai és az érfali simaizomzat tónusa. Spiro-ergometria, echocardiographia, érfal rugalmasság mérés (Wall-Track), baroreflex érzékenység meghatározás, biológiai jelek spektrális analízise IV. Az agy makro- és mikrocirkulációjában kialakuló heterogenitások fraktálgeometriai analízise normális és ischemiás körülmények között Alprogramvezeto : Dr. Eke András A cerebrovaszkuláris halálesetek nagy száma miatt sürgeto, hogy többet tudjunk meg azokról a törvényszerüségekrol, melyek az agyi vaszkulatúra és a benne folyó véráramlás tér- és idobeli organizációját jellemzik. Ezeket a térben és idoben komplex módon szervezodo heterogén folyamatokat komputerizált videoreflektometrikus leképezo módszerekkel és az adatok fraktálgeometriai analízisével tanulmányozzuk. Az agyi mikrocirkuláció multiparametrikus leképezése, digitális, 32-bites videoképfeldolgozás és a NIH-Image program alkalmazásai, idosorok fraktálgeometriai analízise, Laser-Doppler Flowmetry, az agyi hemodinamika non-invazív vizsgálata közeli infravörös spektrofotometriával patkányon, az agyi hemodinamika non-invazív vizsgálata közeli infravörös spektrofotometriával emberen, in-situ spektrofotometria, kvantitatív neurohisztopatológia, Matlab program alkalmazásai, komputerizált kisérletvezérlés, Biopac adatgyujto rendszer alkalmazásai V. A kalcium homeosztázis szabályozása szívizomszövetben Alprogramvezeto : Dr. Ligeti László A program célja azon transzport folyamatok szabályozásának megértése, melyek biztosítják a szabad citoplazmatikus kalcium koncentráció ciklikus változásait muködo szívizomszövetben. Vizsgálataink tárgya az intracelluláris kalcium homeosztázisért felelos transzportfolyamatok kinetikájának vizsgálata különbözo patofiziológiás körülmények között (iszkémia/reperfúzió, ho-sokk, diabétesz, hipertónia, szívelégtelenség, stb) izolált, perfundált patkány szívben, valamint genetikailag manipulált egerekbol izolált szívekben. Az intracellularis szadad kalcium szint, az intracelluláris pH és a szöveti NADH koncentráció mérése felszíni fluorometriával. A Ca2+i tranziens kialakításáért felelos ion csatornák és ion pumpák kinetikai paramétereinek meghatározása a Ca 2+i homeosztázisra kidolg ozott számítógépes modell segítségével. VI. Vérkeringési adaptációs mechanizmusok a szervezetben, ill. a szívizomban és az agykéregben Alprogramvezeto : Dr. Dézsi László Az élo szervezet hemodinamikai paramétereinek vizsgálata az adaptációs mechanizmusok megismerése és a farmakonokra adott válasz tisztázása szempontjából egyaránt fontos. Éber, szabadon mozgó állatokon a méroszonda elozetes beültetése után telemetriás módszerrel hosszú (több hetes) távon követjük a vérnyomás, szívfrekvencia, biopotenciálok (EKG v. EEG), testhomérséklet és fizikai aktivitás változásait. Az un. életfontosságú szervek közé tartozó szívben és agyban vizsgáljuk a vérkeringési adaptációs mechanizmusokban szerepet játszó vaszkuláris tényezok (pl. humorális anyagok, ionmilio, endotheliális nitrogén monoxid, prosztanoidok) szerepét szöveti ischemia ill. az endothel funkcionális blokkolása során. Izolált szívben a koronáriaáramlást, a mechanikai aktivitást, az EKG-t, ill. a szöveti Ca++ szint változásait mérjük. In situ agyban a kortiká lis véráramlást, az EEG-t, és a hisztopatológiai lézió (infarktusos terület) alakulását követjük. Agykeringés: fokális agyi ischemia (a. cerebri media okklúzió) modellek patkányon és macskán, agyi elektromos aktivitás mérése (EEG regisztrálás és spektrum analízis), agyi infarktus (stroke) hisztopatológiai vizsgálata tetrazólium vörös (TTC) festéssel, agyi véráramlás mérése (belégzett és generált H2 clearence, laser doppler áramlásmérés), agyi neuronális NO termelés meghatározása (NO elektród, NADPH diaforáz technika) 2
Szívkeringés: izolált perfundált (Langendorff) szív modell patkányon, in situ nyitott mellkasú szívmodell, izolált koronária kiserek és arteriolák biomechanikája és farmakológiája (videoangiometria), vazoaktív anyagok koronáriaáramlásra kifejtett hatásai (ultrahangos áramlásmérés), ischemia/reperfúzió hatása a szív funkcionális paramétereire (balkamrai nyomás, dP/dt), a szöveti Ca++ szint változásai miokardiális ischemia/reperfúzió során, szív szöveti véráramlás mérése (belégzett H2 clearence, laser doppler áramlásmérés), a szív NO termelésének meghatározása (NO elektród), szívinfarktus hisztopatológiai vizsgálata tetrazólium vörös (TTC) festéssel. VII. Hipertónia, ill. menopauza/hormonpótlás szív-érrendszeri következményei Alprogramvezeto : Dr. Székács Béla A program célkituzése az elmúlt években hasonló (kor)állapotokban perifériás kis veroerekben és visszerekben alkalmazott kutatási módszereinkre és kapott eredménzeinkre alapozva annak tisztázása, hogy a hipertónia ill. menopauza/hormonpótlás állatkisérletes modelljeiben, vagy azok kombinációiban mik a szív balkamra intraluminális kiserek térbeli elrendezodésében, vagy biomechanikai sajátosságaiban és finomabb, elektonmikroszkópos struktúrájában megjeleno következmények. Kísérletes vizsgálatok: Patkány állatkísérletes menopauza és hipertónia (AgtII) modell, vero - és visszérbiomechanika, agyi flow vizsgálat, szövettan Human vizsgálatok: ABPM, mikroalbuminuria, általános labordiagnosztika VIII. Az agyi vérkeringés kórélettani folyamatai Alprogramvezeto : Dr. Benyó Zoltán Azok a cerebrovaszkuláris szabályozó mechanizmusok, melyek fiziológiás körülmények között megfeleloen biztosítják az agyszövet normális perfúzióját, patológiás állapotokban rendkívül komplex változásokon mennek keresztül. A kutatási program célja egyrészt a normál szabályozási mechanizmusok kórélettani körülmények között bekövetkezo változásainak minél részletesebb feltérképezése, másrészt annak tisztázása, milyen módon vezetnek az észlelt változások a centrális neuronok struktúrális és funkcionális károsodásához. Az agyi véráramlás és érreaktivitás változásait, valamint a következményes agyszöveti károsodást befolyásoló tényezoket in vivo és in vitro metodikák alkalmazásával vizsgáljuk. Kísérletes modellek: vérkeringési sokk különbözo fajtái, kísérletes endotélium-diszfunkció, fokális és globális agyi iszkémia, szubarachnoideális vérzés, kísérletes agyi trauma Mérési módszerek: izolált agyi erek válaszkészségének meghatározása miográffal, agyi véráramlás mérése hidrogén-clearance és Laser-Doppler technikákkal, szöveti nitrogén monoxid felszabadulás meghatározása, szívperctérfogat- és vérnyomás-mérés, agyszöveti károsodás meghatározása TTCfestéssel IX. A cardiovascularis adaptáció klinikai vizsgálata ép és kóros körülmények között Alprogramvezetok: Dr. Kempler Péter Dr. Gero László A cardiovascularis adaptáció ép voltáért felelos vegetativ idegrendszeri mechanizmusok károsodása cukorbetegekben, idült májbetegségben szenvedokben és szívinfarktuson átesett betegekben bizonyítottan a kedvezotlen prognózis meghatározó összetevoje. Célunk a paraszimpatikus és szimpatikus károsodás klinikai következményeinek feltérképezése belgyógyászati betegségekben szenvedokben. Adatokat kivánunk gyujteni, mennyiben tekintheto az autonom neuropathia a
cardiovascularis rizikót tükrözo markernek. Vizsgálni kivánjuk az autonom neuropathia és a circadian vérnyomásváltozások összefüggését, ill. a vérnyomásmérésen alapuló standard cardiovascularis reflextesztek és a kiindulási vérnyomásérték kapcsolatát, valamint a QTtávolság megnyúlása és az autonom neuropathia súlyossága közötti összefüggést. Értékelni szeretnénk az autonom és sensoros neuropathia potenciális összefüggését a silent ischaemiával. A további célkituzések sorába tartozik a standard cardiovascularis reflextesztek és a szívfrekvencia-variabilitás összehasonlító elemzése, továbbá az autonom és sensoros neuropathia klinikai és epidemiológiai vizsgálómódszereinek összehasonlítása. 3
Cukorbetegekben tervezzük értékelni az autonom és sensoros neuropathia, az alsó végtagi artériás perfusio, a csont ásványianyag-tartalom és az endothelin-aktivitás összefüggéseit. Az anyagcsere paraméterek, az érfal rugalmasság és a neuropathia kórosságának összefüggését metabolikus szindrómában, valamint vese transzplantáción átesett betegekben tervezzük vizsgálni. X. Önálló téma: Az oxidatív stressz szerepe a kardiovaszkuláris rendszer egyes kóros állapotaiban Önálló témavezeto : Dr. Szabó Csaba Az oxidatív stressz markereinek (DNS törések, protein oxidáció, nitráció, poli-ADP-riboziláció) mérése biokémiai és immunohisztokémiai módszerekkel endotélsejtekben, vaszkuláris simaizomban, szívizomban koronária iszkémia – reperfúzió, vérkeringési sokk, diabetes mellitus és hipertónia során, állatmodellekben valamint human mintákon. Sejthalál (nekrózis és apoptosis) és endoteliális diszfukció mérése és a patomechanizmusok tanulmányozása. Vaszkuláris reaktivitás és szívfunkció változásainak mérése a fenti betegségekben; ezen változások befolyásolása antioxidánsokkal és a poliADP-riboziláció gátlószereivel. Gyulladásos mediátorok (citokinek, chemokinek, nitrogén monoxid szabadgyök, metalloproteinázok) mérése ELISA módszerrel és Griess reakcióval; antioxidánsok hatása ezen mediátorok szintézisére kóros állapotokban.
A program vezeto oktatói Dr. Dézsi László, CSc. RICHTER GEDEON RT. Farmakológiai és Gyógyszerbiztonsági Kutatási Foosztály, 1475 Budapest 10, Pf. 27. Tel: 431-5279, Fax: 260-5000 Tudományos érdeklodési terület: Agykéreg, szívizom, véráramlás, szövet metabolizmus, ischemia, nitrogén monoxid, kalcium, acetilkolin.
Dr. Eke András, egyetemi docens, CSc. Semmelweis Egyetem, Klinikai Kísérleti Kutató és Humán Élettani Intézet, Tel: 210-0306, Fax: 334-3162 Tudományos érdeklodési terület: Mikrocirkuláció, agyi véráramlás, fraktális és kaotikus fiziológia, közeli infravörös szöveti spektrofotometria, videoképfeldolgozás.
Dr. Ivanics Tamás, egyetemi adjunktus, Ph.D. Semmelweis Egyetem, Klinikai Kísérleti Kutató és Humán Élettani Intézet, Tel: 210-0306, Fax: 334-3162 Tudományos érdeklodési terület: Az intracelluláris kalcium homeosztázis változása progrediáló szívelégtelenségben, fluorometria, transzgenetikus egértörzsek.
Dr. Monos Emil, egyetemi tanár, DSc. Semmelweis Egyetem, Klinikai Kísérleti Kutató és Humán Élettani Intézet, 1082 Budapest, Ülloi út 78/a, Tel: 210-0306, Fax: 334-3162 Tudományos érdeklodési terület: Erek biomechanikája, krónikus vaszkuláris adaptáció, vaszkuláris „remodeling”, vénák és artériák innervációja, szomatomotoros magatartás, orthosztatikus tolerancia, értónus szabályozása.
Dr. Kollai Márk, egyetemi tanár, DSc. Semmelweis Egyetem, Klinikai Kísérleti Kutató és Humán Élettani Intézet, Tel: 210-0306, Fax: 334-3162 Tudományos érdeklodési terület: Autonóm idegrendszer, keringésszabályozás, érfal biomechanikája, noninvazív módszerek, klinikai fiziológia.
Dr. Ligeti László, egyetemi docens, DSc. Semmelweis Egyetem, Klinikai Kísérleti Kutató és Humán Élettani Intézet, Tel: 210-0306, Fax: 334-3162 Tudományos érdeklodési terület: Intracelluláris kalcium koncentráció; szöveti energia metabolizmus; NAD+/NADH redox állapot; izolált, perfundált szív modellek; transzgenetikus egér törzsek, szöveti iszkémia; szívelégtelenség
Dr. Sándor Péter, egyetemi tanár, DSc. Semmelweis Egyetem, Klinikai Kísérleti Kutató és Humán Élettani Intézet, Tel: 210-0306, Fax: 334-3162 Tudományos érdeklodési terület: Agyi vérkeringés, neuropeptidek, endorfinok, nitrogén monoxid, endothelin, neurotranszmisszió. keringésszabályozás, vérzéses hipotenzió.
Dr. Székács Béla, egyetemi docens, CSc. 4
Semmelweis Egyetem, ÁOK, II. Belgyógyászati Klinika, 1088 Budapest, Szentkirályi u. 46. Tudományos érdeklodési terület: Keringés, hipertónia, vese, érfali reguláció, menopauza, hormonpótlás, eikozanoidok.
Dr. Benyó Zoltán, egyetemi adjunktus, CSc. Semmelweis Egyetem, Klinikai Kísérleti Kutató és Humán Élettani Intézet, Tel: 210-0306, Fax: 334-3162 Tudományos érdeklodési terület: Keringésszabályozás, cerebrovaszkuláris kórképek, endothelium, simaizo msejtek szignáltranszdukciója, mikrocirkuláció
Dr. Kempler Péter, egyetemi tanár, DSc. Semmelweis Egyetem, I.sz. Belgyógyászati Klinika Tel: 459-1500, Fax: 313-0250 Tudományos érdeklodési terület: Cardiovascularis autonom és perifériás sensoros neuropathia
Dr. Szabó Csaba, tudományos fomunkatárs, DSc. Semmelweis Egyetem, Klinikai Kísérleti Kutató és Humán Élettani Intézet, Tel: 210-0306, Fax: 334-3162 Tudományos érdeklodési terület: Oxidatív stressz, vérkeringési sokk, iszkémia-reperfúzió, gyulladásos mediátorok szabályozása, DNS károsodás, poli-ADP-ribóz polimeráz, nitrogén monoxid szabadgyök, endogén purinok, flagellin, diabetes mellitus és annak kardiovaszkuláris komplikációi, endoteliális diszfunkció.
A program hallgatói és témavezetoik Erdos Benedek Hortobágyi László Horváth Béla András Keresztes Katalin Kocsis László Lénárd Zsuzsa Lenzsér Gábor Mátrai Máté Mersich Beatrix Miklós Zsuzsanna Studinger Péter Szenczi Orsolya
ö ö MD PhD költségtérítéses ö ö ö MD PhD ö ö ö ö
Dr. Sándor Péter Dr. Benyó Zoltán Dr. Benyó Zoltán Dr. Kempler Péter Dr. Kollai Márk Dr. Kollai Márk Dr. Sándor Péter Dr. Monos Emil Dr. Kollai Márk Dr. Ligeti László Dr. Kollai Márk Dr. Kollai Márk
Fokozatszerzésre jelentkezett doktoranduszok, témáik és témavezetoik Bátkai Sándor l Dr. Ligeti lászló Az energiaforgalom és az intracelluláris calcium koncentráció kapcsolata Lohinai Zsolt l Dr. Sándor Péter A nitrogénmonoxid biológiai jelentosége a fogbélben és a fogágyban
A programban PhD. fokozatot szerzett doktorok és témavezetoik Dr. Ács Nándor Dr. Futó Judit Dr. Hermán Péter Dr. Ivanics Tamás Dr. Kakucs Réka Dr. Lacza Zsombor Dr. László Zoltán Dr. Molnár Miklós Dr. Ottlakán Aurél Dr. Ruttner Zoltán Dr. Szekeres Mária Dr. Szentiványi Mátyás Dr. Tóth András Dr. Várbíró Szabolcs Dr. Visontai Zsuzsanna
l l ö e ö ö l e e l ö ö l ö ö
Dr. Székács Béla Dr. Sándor Péter Dr. Eke András Dr. Ligeti László Dr. Székács Béla Dr. Sándor Péter Dr. Kollai Márk Dr. Monos Emil Dr. Monos Emil és Dr. Dézsi László Dr. Ligeti László Dr. Monos Emil és Dr. Dézsi László Dr. Monos Emil Dr. Ligeti László Dr. Székács Béla Dr. Kollai Márk 5
