Ióny vápnika (Ca²⁺) sú jedny z najdôležitejších iónov v ľudskom organizme. Významne sa podieľajú aj na excitačno-kontrakčnom prepojení v srdci, ale tiež pri regulácii tvorby ATP v mitochondriách [1,2]. Schopnosť mitochondrií zadržiavať vápnik ako reakcia na výkyvy hladiny vnútrobunkového vápnika, rozhoduje o prežití myocytu počas metabolického poškodenia. Pri závažnom narušení vápnikovej homeostázy sa aktivujú špecifické mitochondriálne póry (MPTP – ang. mitochondrial permeability transition pore), čo vedie k strate membránového potenciálu a v končenom dôsledku k bunkovej smrti [3]. Pri rôznych ochoreniach ovplyvňujúcich srdcovú činnosť môže dochádzať k zníženiu retenčnej schopnosti mitochondrií myokardu. Väčšina štúdií využíva na porovnanie retenčnej kapacity koncentráciu Ca²⁺ iónov vo vzorke, pri ktorej dochádza k otvoreniu PTP, vyplaveniu Ca²⁺ do extramitochondriálneho priestoru a kolapsu mitochondriálnej membrány [3,4]. Ako referencia sa často používa inhibítor MPTP – cyklosporín A. V prípadoch, kedy je potrebné študovať vplyv malých koncentrácií Ca²⁺ na mitochondrie, alebo nie je možné, prípadne nie je žiaduce dosiahnuť stav otvorenia PTP, je potrebné vhodné zvoliť na analýzu iný prístup.

Cieľom práce, bolo predstaviť vhodné alternatívne metódy kvantitatívnej analýzy retenčnej schopnosti mitochondrií. Na rozdiel od štandardne využívaného porovnávania „zlomovej“ koncentrácie Ca²⁺, pri ktorej dochádza k otvoreniu PTP, sme sa zamerali na priebežnú schopnosť mitochondrií absorbovať a udržiavať Ca²⁺. V práci sme predstavili metódu analýzy s využitím plochy pod krivkami, ako aj „dose-response“ metódu porovnávania celých časových záznamov. Obe metódy sú vhodné na analyzovanie aj v prípade, že počas experimentu nebol zaznamenaný „zlomový“ bod.

Podporené grantmi VEGA 2/0133/15, APVV-15-0119 a VEGA 2/0121/18; ITMS 26230120006

[1] Szabadkai G. a Duchen M. R., Mitochondria: The Hub of Cellular Ca 2+ Signaling. In: Physiology 23, 2008, s. 84-94.
[2] Maack Ch. a O’Rourke B. Excitation-contraction coupling and mitochondrial energetics. In: Basic Res. Cardiol. 102, 2007, s. 369–392.
[3] Bernardi P. et al., Regulation of the Permeability Transition Pore in Skeletal Muscle Mitochondria. In: The Journal of Biological Chemistry 273, 1998, s. 12662-12668.
[4] O’Rourke B. et al., Dynamics of matrix-free Ca²⁺ in cardiac mitochondria: two components of Ca²⁺ uptake and role of phosphate buffering. In: J. Gen. Physiol. Vyd. 139, 2012, s. 465–478.