A fluvastatin hatása a patkány vázizom funkcióra- hypercholesterinaemiás állatmodell használata.

Effect of fluvastatin on rat skeletal muscle function – in a hypercholesterolamic animal modell

Füzi, Márta

Csernoch, László

Paragh, György

Molekuláris orvostudomány doktori iskola

DE--Általános Orvostudományi Kar -- Élettani Intézet

2022-05-24T08:41:52Z

2022-05-24T08:41:52Z

2021

2022-06-07

hiperkoleszterinemia

fluvastatin

vázizom

kalcium homeosztázis

Elméleti orvostudományok

Orvostudományok

A statinok a cardiovascularis prevenció hatékony gyógyszerei. A statin-asszociált miopátia patomechanizmusa a mai napig sem tisztázott, amihez a megfelelő állatmodell hiánya is hozzájárulhat. Felvetődik a kalcium-homeosztázis változásainak és a koenzim Q10 (Q10) csökkent koncentrációjának a kóroki szerepe is. Munkánk során kidolgoztunk egy hyperkoleszterinaemiás (HC) állatmodellt, amivel tanulmányozható a fluvastatin vázizmokra kifejtett hatása. Kísérleteink során tartósan fluvastatinnal és/vagy Q10-el kezeltünk patkányokat, és az izomerőben és a kalciumhomeosztázisban bekövetkező változásokat vizsgáltuk. A HC állatok szérum-koleszterin koncentrációja több, mint hétszeresére emelkedett a kontrollhoz képest (1.5 ± 0.1 vs. 10.7 ± 2.0 mmol/l; n = 15 és 16), és az LDL/HDL arány is megnőtt (0.29 ± 0.02 vs. 1.56 ± 0.17). Ezen változásokat a statin kezelés visszafordította, és egyrészt megemelkedett a szérumban a kreatin-kináz (CK) értéke, ami vázizom-károsodás jelenlétére utal, másrészt az állatok m. extensor digitorum longus (EDL) rostjainak keresztmetszeti területe szignifikánsan csökkent. A tenyészett myotubulusok proliferációs rátája és fúziós képessége is csökkent a statin kezelés hatására, és a szatellita sejtek és myotubulusok nyugalmi intracelluláris kalcium koncentrációja is csökkent. Azonban a kifejlett vázizomrostok nyugalmi intracelluláris kalcium koncentrációját emelte a fluvastatin kezelés (116 ± 4 nM vs. 151 ± 5 nM; n = 33 és 34), és mind az EDL, mind a m. soleus (Sol) izomereje csökkent (twitch és tetanusz egyaránt). Emellett a Sol izmon a twitch és tetanusz időbeli hossza is rövidült. A HC nem befolyásolta, azonban a fluvastatin kezelés emelte a kalcium-spark-frekvenciát. A Q10 kivédte a fluvastatin ezen hatását, azonban alapvetően nem befolyásolta az egy esemény alatt felszabadult kalcium mennyiségét. Összességében azt tapasztaltuk, hogy a fluvastatin a vér koleszterin koncentrációjától függetlenül, következetesen és specifikusan növelte a vázizomsejtek kalcium-spark frekvenciáját, és ezt a hatást meggátolta a Q10 adagolás. Eredményeink egyértelműen igazolják a statin kezelés hatására kialakuló miopátia jelenlétét, csökkent izomerővel és emelkedett szérum CK értékkel. Emellett alátámasztják a kalciumhomeosztázis szerepét a statin-asszociált miopátia kialakulásában, és a Q10 izompanaszokkal szembeni protektív hatásában.

Statins are effective drugs in cardiovascular disease prevention. Although the pathomechanism of statin-induced myopathy is not completely understood, changes in calcium homeostasis and reduced coenzyme Q10 levels are hypothesized to play important roles. However, the lack of an animal model is one of the important drawbacks in studying statin associated myopathy. In order to study the effects of fluvastatin on skeletal muscle, an animal model with high blood cholesterol level (HC) was developed by our research group. In our experiments, fluvastatin and/or coenzyme Q10 (Q10) was administered chronically to rats, and the modifications of the calcium homeostasis and the strength of their muscles were investigated. In HC animals cholesterol levels rose more than seven fold (from 1.5 ± 0.1 to 10.7 ± 2.0 mmol/l; n = 15 and 16) with a dramatic increase in low density lipoprotein/ high density lipoprotein ratio (from 0.29 ± 0.02 to 1.56 ± 0.17). While the latter was reversed by statin treatment, an elevation in blood creatine kinase level indicated the presence of muscle wasting, fibers from m. extensor digitorum longus (EDL) also showed significant reduction in cross sectional area. Statin treatment also decreased the proliferation and fusion of skeletal myotubes in culture, and resting intracellular calcium concentration ([Ca2+]i) was reduced in satellite cells and myotubes. In adult skeletal muscle fibers statin treatment increased resting [Ca2+]i (116 ± 4 nM vs. 151 ± 5 nM; n = 33 and 34) and decreased both twitch and tetanic force both in EDL and m. soleus (Sol). In addition, in Sol the duration of twitch and tetanic force was shortened. HC did not change, but Fluvastatin increased the spark frequency. Q10 supplementation prevented the spark frequency increasing effect of fluvastatin without having a major effect on the amount of calcium released during individual sparks. In conclusion, we have found that fluvastatin, independently of the cholesterol level in the blood, consistently and specifically increased the frequency of calcium sparks in skeletal muscle cells, an effect which could be prevented by the addition of coenzyme Q to the diet. These results clearly indicate that statin administration in these animals results in a myopathy characterized by decreased muscle force and elevated plasma CK level. Our results also support theories favouring the role of calcium handling in the pathophysiology of statininduced myopathy and the protective effect of coenzyme Q in statin treated patients.

magyar

PhD, doktori értekezés

application/pdf

application/pdf

application/pdf

application/pdf

103

application/pdf

application/pdf

application/pdf

application/pdf

http://hdl.handle.net/2437/333615