The cellular variations of P13 and ER kinases in the myocardium after ischemic postconditioning

Preconditioning has shown the most robust and potent intervention of endogenouscardioprotection from ischemia/reperfusion (I/R) injury. Despite its powerfulprotective effects, the fact that it has to be administrated before the onset of ischemiahas been rather disappointing, as it minimized the clinical applicability of thisintervention. Postconditioning is a time-sensitive cardioprotective strategy induced bybrief repetitive interruptions in blood flow applied at the onset of reperfusion.The factthat it requires no fore-knowledge of an ischemic event, gives us the benefit ofclinical applicability of this intervention.In this study, we questioned the best relationship between the duration and the cyclesof repetitive ischemia-reperfusion (postconditioning) that induce the best result inreducing the infract size in the ischemic heart in anaesthetized rabbits.All animals were subjected to 30min of regional ischemia of the heart and 3h ofreperfusion with the following interventions starting 30s after the end of indexischemia: Control group: no intervention 2/10 PoC group: 2 cycles of 10s of ischemia and 10s reperfusion 2/30 PoC group: 2 cycles of 30s of ischemia and 30s reperfusion 4/10 PoC group: 4 cycles of 10s of ischemia and 10s reperfusion 4/30 PoC group: 4 cycles of 30s of ischemia and 30s reperfusion 6/10 PoC group: 6 cycles of 10s of ischemia and 10s reperfusion 6/30 PoC group: 6 cycles of 30s of ischemia and 30s reperfusion 8/10 PoC group: 8 cycles of 10s of ischemia and 10s reperfusion 8/30 PoC group: 8 cycles of 30s of isc hemia and 30s reperfusionIn the first series of experiments, after the end of reperfusion, hearts were excised forinfarct size measurement.In a second series of experiments, eight animals respective to all the series groupswere subjected to the same protocol up to the 10th min after the last intervention,where the hearts were quickly excised for kinases assessment.It is unknown whether the ischemic period, the reperfusion period or the number ofcycles is the critical factor in postconditioning. The appropriate algorithm inpostconditioning is an open issue with divergent results in the literature and the possible combination of number of cycles and duration of the short ischemic andreperfusion periods is virtually infinite.It it generally shown that applying these brief episodes at the onset of reperfusion, inthe first minute, in short duration periods of ischemia/reperfusion is cardioprotective.This phenomenon exerts its protective effects through the recruitment of prosurvivalkinases such as PI3Κ/AKT and the p42/p44 (ERK1/2) pathways.Μετά από την εκτεταμένη έρευνα γύρω από γύρω από την ισχαιμική προετοιμασία (ischemic preconditioning), ως καρδιοπροστατευτικός μηχανισμός,ένας νέος μηχανισμός προστασίας της καρδιάς, στον οποίο δόθηκε η ονομασία“ischemic postconditioning”, περιγράφεται με ελπιδοφόρα αποτελέσματα. Ο νέος αυτός μηχανισμός προστασίας της καρδιάς, στον οποίο δόθηκε η ονομασία“postconditioning”, έχει περιγραφεί με ελπιδοφόρα αποτελέσματα. Το φαινόμενο αυτό αναφέρεται σε μετισχαιμικές παρεμβάσεις στο μυοκάρδιο. Συγκεκριμένα, στοτέλος της παρατεταμένης ισχαιμίας – μέσα στο πρώτο λεπτό δηλαδή της επαναιμάτωσης – εφαρμόζονται πολύ μικρής διάρκειας κύκλοι ισχαιμίας –επαναιμάτωσης, οι οποίοι και φαίνεται να προκαλούν μείωση της εμφραγματικής περιοχής του μυοκαρδίου. Επειδή οι παρεμβάσεις αυτές προκαλούνται μετά το τέλος της παρατεταμένης ισχαιμίας, το postconditioning έχει το πλεονέκτημα ότι μπορεί να εφαρμοστεί κλινικά.Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι να βρεθεί ο αριθμός των κύκλων του postconditioning και η χρονική διάρκεια των κύκλων αυτών, που προστατεύουν το ισχαιμικό μυοκάρδιο σε φυσιολογικούς κονίκλους.Τα πειραματόζωα είναι χωρισμένα σε εννέα ομάδες. Όλα εκτίθενται σε 30 λεπτά ισχαιμία και ακολουθεί επαναιμάτωση διάρκειας 3 ωρών με τις ακόλουθες παρεμβάσεις που ξεκινούν 30 s μετά την παρατεταμένη ισχαιμία: Ομάδα control: χωρίς παρέμβαση Ομάδα 2/10 PoC: 2 κύκλοι των 10 s ισχαιμίας και 10 s επαναιμάτωσης Ομάδα 2/30 PoC: 2 κύκλοι των 30 s ισχαιμίας και 30 s επαναιμάτωσης Ομάδα 4/10 PoC: 4 κύκλοι των 10 s ισχαιμίας και 10 s επαναιμάτωσης Ομάδα 4/30 PoC: 4 κύκλοι των 30 s ισχαιμίας και 30 s επαναιμάτωσης Ομάδα 6/10 PoC: 6 κύκλοι των 10 s ισχαιμίας και 10 s επαναιμάτωσης Ομάδα 6/30 PoC: 6 κύκλοι των 30 s ισχαιμίας και 30 s επαναιμάτωσης Ομάδα 8/10 PoC: 8 κύκλοι των 10 s ισχαιμίας και 10 s επαναιμάτωσης Ομάδα 8/30 PoC: 8 κύκλοι των 30 s ισχαιμίας και 30 s επαναιμάτωσηςΣτην πρώτη σειρά πειραμάτων, μετά το πέρας των τριών ωρών η καρδιάαπομακρύνεται με σκοπό την εύρεση της έκτασης της εμφραγματικής περιοχής. Σε μια δεύτερη σειρά ζώων γίνεται μελέτη της ενζυμικής δράσης στην προστασία του μυοκαρδίου, με λήψη μέρους του ισχαιμικού ιστού στο δέκτο λεπτό της επαναιμάτωσης.Η εφαρμογή μετισχαιμικής προστασίας μετά το τέλος της παρατεταμένης ισχαιμίας έχει σαν αποτέλεσμα έστω και μια μικρή μείωση της έκτασης της εμφραγματικής περιοχής σε σχέση με τα πειραματόζωα τα οποία δεν είχαν υποστεί καμία παρέμβαση. Η αύξηση του αριθμού των κύκλων οδηγεί σε μείωση της έκτασης του εμφράγματος, ενώ η διάρκεια των 10 ή των 30 δευτερολέπτων στον ίδιο αριθμό κύκλων δεν παρουσιάζει ιδιαίτερες διακυμάνσεις. Η εφαρμογή των μετισχαιμικών παρεμβάσεων μετά από ισχαιμία του μυοκαρδίου έχει μελετηθεί σε διαφορετικά πρωτόκολλα στη βιβλιογραφία σχετικά με τη χρονική διάρκεια αυτών, αλλά και των κύκλων ισχαιμίας/επαναιμάτωσης που εφαρμόζεται. Γενικά φαίνεται ότι τοποθετώντας τα σύντομα αυτά ισχαιμικά επεισόδια μέσα στο πρώτο λεπτό της επαναμάτωσης σε μικρές περιόδους από 10 έως 60 δευτερόλεπτα, χωρίζόμενα από ίδιας διάρκειας μικρές περιόδους επαναιμάτωσης, μειώνουν το μέγεθος του εμφράγματος συγκριτικά με τα πειράματα control. Ο μηχανισμός δράσης του φαινομένου σχετίζεται με το σηματοδοτικό μονοπάτι των RISK κινασών, αφού παρατηρείται φωσφορυλίωση αυτών

Biological and biophysical methods used for the study of non peptide synthetic antihypertensive products which compete the binding of angiotensin II to the ΑΤ_1 receptor

The identification of the physiologic role of the renin-angiotensin system and the demonstration of its potency in regulating systemic blood pressure have provided a basis for investigating blockade of this system as a potential therapeutic strategy in patients suffering from hypertension. A recent approach involves inhibiting the effects of AII by directly blocking its actions on AII receptors. Losartan is the first orally administered, non-peptide antagonist and approved for use in treating patients with hypertension. When absorbed, it is metabolized in the liver to EXP3174, which is the active metabolite responsible for most of the drug’s actions. Many other antagonists, derivatives of losartan, appeared for the treatment of hypertension in the last five years. The aim of the present work is to assess the biological and biophysical effect of non-peptide mimetics that selectively block AT1 Receptors. The AT1 synthetic antagonists were either derivatives of losartan or contained novel pharmacophoric segments. They were given intravenously in anaesthetized rabbits or administered per oral in conscious rabbits (in various values of concentrations) that had AII-dependent hypertension, in order to investigate their biological activity, using losartan as a reference standard. Biophysical studies were performed in order to comprehend on the role of membranes in the molecular basis of hypertension.Η αγγειοτασίνη ΙΙ, η βασική ορμόνη του συστήματος ρενίνης-αγγειοτασίνης, διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση της αρτηριακής πίεσης και την ισορροπία ύδατος και ηλεκτρολυτών. Αναστολή του συστήματος αυτού μπορεί να αποτελέσει αποτελεσματική θεραπεία για ασθενείς με υπέρταση. Φαρμακολογική ρύθμιση του συστήματος αυτού μπορεί να επιτευχθεί με διάφορους τρόπους. Ο εκλεκτικός ανταγωνισμός των υποδοχέων τύπου ΑΤ1 της ΑΙΙ αποτελεί μια νεότερη προσέγγιση στη φαρμακολογική ρύθμιση του συστήματος. Το losartan αποτελεί το πρώτο φάρμακο αυτής της κατηγορίας, που χορηγήθηκε από το στόμα σε ασθενείς με υπέρταση. Μεταβολίζεται στο ήπαρ στην EXP3174, υπεύθυνη για τις περισσότερες δράσεις του φαρμάκου. Πολλά ανάλογα του losartan κυκλοφόρησαν στην αγορά τα τελευταία πέντε χρόνια. Στη διατριβή αυτή πραγματοποιήθηκε η μελέτη της βιολογικής δράσης συνθετικών ΑΤ1 ανταγωνιστών, παραγώγων του losartan και προϊόντων που παρεκκλίνουν σημαντικά από τη δομή του σε in vivo πειραματικά μοντέλα, χορηγώντας τους υπό μελέτη ανταγωνιστές είτε ενδοφλεβίως είτε από το στόμα. Επίσης έγινε επιλεκτική μελέτη των μεταβολών που προκαλεί η είσοδος των ΑΤ1 ανταγωνιστών σε λιποειδείς διπλοστιβάδες. Οι βιοφυσικές αυτές μελέτες στοχεύουν να κατανοηθεί ο ρόλος των μεμβρανών στη μοριακή βάση της υπέρτασης. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι υπό μελέτη ΑΤ1 ανταγωνιστές εξασκούν διαφοροποιημένη δράση στις λιποειδείς διπλοστιβάδες, η οποία είναι συνάρτηση της βιολογικής τους δραστικότητας

The effectiveness of postconditioning and preconditioning on infarct size in hypercholesterolemic and normal anesthetized rabbits

Background: Postconditioning with multiple very short coronary occlusions immediately after prolonged ischemia is a new endogenous mechanism for protection of the ischemic heart. We tested whether postconditioning is effective in limiting infarct size in hypercholesterolemic rabbits. Methods: Male rabbits were fed a cholesterol-enriched diet for 6 weeks. Animals were subjected to 30 min of regional ischemia of the heart and 3 h of reperfusion with the following additional interventions: Control group no additional intervention, ischemic preconditioning (IPC) group to two cycles of 5 min ischemia separated by 10 min reperfusion before the index ischemia, 6110 IPostC group to six cycles of 10 s ischemia separated by 10 s reperfusion and 4130 IPostC group to four cycles of 30 s ischemia separated by 30 s reperfusion immediately after the end of the index ischemia. In a second series of experiments the same interventions were applied to animals fed with a normal diet. Infarct size (I) was determined by triphenyltetrazolium chloride staining. Results: The I/R in hypercholesterolemic rabbits was 55.2 +/- 5.9% in Control, 17.9 +/- 4.2% in IPC (P < 0.01 versus Control), 63.4 +/- 4.8% in 6110 IPostC and 55.6 +/- 8.2% in 4130 IPostC (P = NS between them and the Control group). In the normal diet rabbits, the I/R was 48.2 +/- 4.3% in Control, 15.1 +/- 2.1% in IPC, 20.4 +/- 2.9% in 6110 IPostC (P < 0.01 versus Control) and 45.1 +/- 8.9% in 4130 IPostC (P = NS versus Control). Blood cholesterol levels were increased and atheromatic lesions were present in the first series. Conclusion: Postconditioning is ineffective in limiting the infarct size in rabbits with hypercholesterolemia and atherosclerosis while preconditioning continued to be effective under the same conditions. (c) 2005 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved

Synthesis and Pharmacological Evaluation of Novel Adenine–Hydrogen Sulfide Slow Release Hybrids Designed as Multitarget Cardioprotective Agents

This work deals with the design, synthesis, and evaluation of the cardioprotective properties of a number of novel hybrid compounds combining the adenine nucleus with a suitable H₂S slow-releasing moiety, coupled via a stable ether bond. The H₂S release rate of the hybrids and their ability to increase cGMP were estimated in vitro. The most promising derivatives <b>4</b> and <b>11</b>, both containing 4-hydroxythiobenzamide moiety as H₂S donor, were selected for further in vivo evaluation. Their ability to release H₂S in vivo was recorded using a new fully validated UPLC-DAD method. Both compounds reduced significantly the infarct size when administered at the end of sustained ischemia. Mechanistic studies showed that they conferred enhanced cardioprotection compared to adenine or 4-hydroxythiobenzamide. They activate the PKG/PLN pathway in the ischemic myocardium, suggesting that the combination of both pharmacophores results in synergistic cardioprotective activity through the combination of both molecular pathways that trigger cardioprotection