Sexual Dimorphism in Bidirectional Sr-Mitochondria Crosstalk in Ventricular Cardiomyocytes

Calcium transfer into the mitochondrial matrix during sarcoplasmic reticulum (SR) Ca2+ release is essential to boost energy production in ventricular cardiomyocytes (VCMs) and match increased metabolic demand. Mitochondria from female hearts exhibit lower mito-[Ca2+] and produce less reactive oxygen species (ROS) compared to males, without change in respiration capacity. We hypothesized that in female VCMs, more efficient electron transport chain (ETC) organization into supercomplexes offsets the deficit in mito-Ca2+ accumulation, thereby reducing ROS production and stress-induced intracellular Ca2+ mishandling. Experiments using mitochondria-targeted biosensors confirmed lower mito-ROS and mito-[Ca2+] in female rat VCMs challenged with β-adrenergic agonist isoproterenol compared to males. Biochemical studies revealed decreased mitochondria Ca2+ uniporter expression and increased supercomplex assembly in rat and human female ventricular tissues vs male. Importantly, western blot analysis showed higher expression levels of COX7RP, an estrogen-dependent supercomplex assembly factor in female heart tissues vs males. Furthermore, COX7RP was decreased in hearts from aged and ovariectomized female rats. COX7RP overexpression in male VCMs increased mitochondrial supercomplexes, reduced mito-ROS and spontaneous SR Ca2+ release in response to ISO. Conversely, shRNA-mediated knockdown of COX7RP in female VCMs reduced supercomplexes and increased mito-ROS, promoting intracellular Ca2+ mishandling. Compared to males, mitochondria in female VCMs exhibit higher ETC subunit incorporation into supercomplexes, supporting more efficient electron transport. Such organization coupled to lower levels of mito-[Ca2+] limits mito-ROS under stress conditions and lowers propensity to pro-arrhythmic spontaneous SR Ca2+ release. We conclude that sexual dimorphism in mito-Ca2+ handling and ETC organization may contribute to cardioprotection in healthy premenopausal females

A Keleti-Bodrog mentesített és nem mentesített részének összehasonlító kémiai elemzése

Mára a felszín alatti és a felszín feletti vizek minősége és mennyisége globális problémává nőtte ki magát az emberi gondatlanság miatt. Fontosnak tartom vizeink védelmét, hiszen a Föld édesvízkészlete korlátozott mennyiségben áll rendelkezésünkre. A Bodrogközben található a Keleti-Bodrog elnevezésű holtmeder, ahol a vizsgálataimat végeztem. A meder különlegessége abban rejlik, hogy az 1970-es években végrehajtott töltéskorrekció keretében kettévágták, ezáltal az egyik részét teljesen elvágták a Bodrogtól. Ezt az oldalt neveztük el a Keleti-Bodrog mentesített részének, míg a másikat, ahol a folyóval való kapcsolat a mai napig fennáll, nem mentesítettnek. Ez a dolgozat azzal a céllal készült, hogy összehasonlítsam a Keleti-Bodrog mentesített és nem mentesített részét.BSc/BABiológiag

Koleszterin hatása a Kv1.2 feszültségfüggő kálium csatornára

Jelen tanulmányban azt vizsgáltuk, hogy hogyan módosítja a feszültségfüggő Kv1.2 ioncsatornák működését a membrán koleszterintartalmának növelése. A sejtmembrán koleszterin tartalmát genetikai faktorok, az étrend, különböző betegségek és gyógyszerek szabályozzák, a Kv csatornák pedig széles körben elterjedtek gyakorlatilag az összes szövettípusban. Ezen ismeretek tekintetében nyilvánvaló, hogy a közöttük lévő interakció részletes feltérképezése rendkívül fontos: hogy milyen típusú csatornák érintettek és milyen mértékben befolyásolja működésüket a membrán koleszterin tartalmának változása, egyes betegségek tüneteinek vagy gyógyszerek mellékhatásainak jobb megértéséhez vezethet.MSc/MABiológusG

MCU overexpression evokes disparate dose-dependent effects on mito-ROS and spontaneous Ca\u3csup\u3e2 þ\u3c/sup\u3e release in hypertrophic rat cardiomyocytes

Cardiac dysfunction in heart failure (HF) and diabetic cardiomyopathy (DCM) is associated with aberrant intracellular Ca2 þ handling and impaired mitochondrial function accompanied with reduced mitochondrial calcium concentration (mito-[Ca2 þ ]). Pharmacological or genetic facilitation of mito-Ca2 þ uptake was shown to restore Ca2 þ transient amplitude in DCM and HF, improving contractility. However, recent reports suggest that pharmacological enhancement of mito-Ca2 þ uptake can exacerbate ryanodine receptor-mediated spontaneous sarcoplasmic reticulum (SR) Ca2 þ release in ventricular myocytes (VMs) from diseased animals, increasing propensity to stress-induced ventricular tachyarrhythmia. To test whether chronic recovery of mito-[Ca2 þ ] restores systolic Ca2 þ release without adverse effects in diastole, we overexpressed mitochondrial Ca2 þ uniporter (MCU) in VMs from male rat hearts with hypertrophy induced by thoracic aortic banding (TAB). Measurement of mito-[Ca2 þ ] using genetic probe mtRCamp1h revealed that mito-[Ca2 þ ] in TAB VMs paced at 2 Hz under b-adrenergic stimulation is lower compared with shams. Adenoviral 2.5-fold MCU overexpression in TAB VMs fully restored mito-[Ca2 þ ]. However, it failed to improve cytosolic Ca2 þ handling and reduce proarrhythmic spontaneous Ca2 þ waves. Furthermore, mitochondrial-targeted genetic probes MLS-HyPer7 and OMM-HyPer revealed a significant increase in emission of reactive oxygen species (ROS) in TAB VMs with 2.5-fold MCU overexpression. Conversely, 1.5-fold MCU overexpression in TABs, that led to partial restoration of mito-[Ca2 þ ], reduced mitochondria-derived reactive oxygen species (mito-ROS) and spontaneous Ca2 þ waves. Our findings emphasize the key role of elevated mito-ROS in disease-related proarrhythmic Ca2 þ mishandling. These data establish nonlinear mito-[Ca2 þ ]/mito-ROS relationship, whereby partial restoration of mito-[Ca2 þ ] in diseased VMs is protective, whereas further enhancement of MCU-mediated Ca2 þ uptake exacerbates damaging mito-ROS emission