Ο ρόλος του καδμίου (Cd) στην αθηρογενετική διαδικασία

Abstract

INTRODUCTION: Environmental factors contribute to cardiovascular disease development. Among them Cd2+ is a toxic divalent metal that attract research interest due to its increasing presence, in abiotic and biotic circles, caused by worldwide industrialization. As a result of its presence in cigarette smoke was accused further as the main smoke constituent leading to Peripheral Arterial Disease (PAD). AIM: The goal of the present study was to investigate the inflammatory and the consequent angiogenic reaction to hypoxic stimuli - in peripheral skeletal muscle. In accordance, inflammatory mediators such as TNF-α, IL-1β and IL-6 and angiogenic mediators such as VEGF and Ang-2 were measured in muscle extracts from animals sustained or not ischemia reperfusion with/without either acute or chronic Cd exposure. MATERIALS AND METHODS: Male Wistar rats weighing 200-250 gr. were given unlimited access to food and water. Initially a group of 15 animals received 2-mg/kgr body weight (b.w.) Cd chloride (CdCl2) subcutaneously and were sacrificed at 1, 3, 6, 12, and 24h post-toxicosis. Tissue harvesting included the soleus and gastrocnemious muscles which were then burned and the solid remnant diluted in H2NO3. By atomic absorption analysis, the concentration of Cd per mg of muscle tissue was estimated. The highest concentration of the metal was measured at 12 h post toxicosis. Three groups of animals were used for main experiments. A group of 15 animals used as the acute cadmiosis model received 2-mg/kgr b.w. CdCl2 subcutaneously. Twelve hours post toxicosis, they sustained ischaemia reperfusion of their left limb. A group of 30 animals received 0,5 mg/kgr CdCl2 subcutaneously 3 times per week for 16 weeks. The last group serving as the control group (10 animals) received subcutaneously Normal Saline solution 3 times per week for 16 weeks. All three groups sustained ischaemiareperfusion injury on their left leg. The right limb served as an internal control for each rat. IL1b, IL-6 and TNF-a protein levels in the skeletal muscle crude extracts were evaluated by performing the appropriate developmental ELISAs (DuoSet) (RnD Systems). Total RNA extracts (DNase I treated) from 30mg of frozen tissue (skeletal muscle) were prepared using the RNeasy Mini Kit (QIAGEN), according to the modified protocol for fibrous tissue provided by the manufacturer. ..........................................................................................................

ΕΙΣΑΓΩΓΗ: Περιβαλλοντικοί παράγοντες συμμετέχουν στην εγκατάσταση νοσημάτων του καρδιαγγειακού. Μεταξύ αυτών το Cd2+ ,το οποίο συγκέντρωσε το ερευνητικό ενδιαφέρον, λόγω της αύξησης της παρουσίας του - στους αβιοτικούς κύκλους των υλικών και στους κύκλους των εμβίων - εξαιτίας της αθρόας εκβιομηχάνισης του σύγχρονου κόσμου. Η παρουσία του στο τσιγάρο το ενοχοποίησε περαιτέρω ως το κύριο στοιχείο του καπνού το οποίο οδηγεί στην περιφερική αγγειακή νόσο. ΣΤΟΧΟΣ : Στην παρούσα μελέτη διερευνήθηκε η αντίδραση φλεγμονής και η επακόλουθη αντίδραση αγγειογένεσης, όπως αυτές αντανακλώνται στα επίπεδα αφενός των TNF-α, IL-1β και IL-6 και αφετέρου των VEGF και Ang-2 σε εκχυλίσματα μυών επίμυων από κάτω άκρα τα οποία υπέστησαν ισχαιμία επαναιμάτωση. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ: Χρησιμοποιήθηκαν 70 επίμυες με σωματικό βάρος 200-250 gr. Στα προκαταρτικά πειράματα χρησιμοποιήθηκαν 15 ζώα (5 ομάδες των 3) για την εκτίμηση της μέγιστης συγκέντρωσης Cd στους ιστούς μετά οξεία υποδόρια χορήγηση 2mg/kgr CdCl2. Μία ομάδα 15 ζώων χρησιμοποιήθηκε σαν ομάδα οξεία έκθεσης στο Cd και έλαβε υποδόρια 2mg/kgr Σ.Β. CdCl2. Μία δεύτερη ομάδα 30 ζώων έλαβε υποδόρια- τρεις φορές την εβδομάδα -για 16 εβδομάδες, 0,5 mg/kgr Σ.Β. CdCl2 και αποτέλεσε την ομάδα χρόνιας έκθεσης στο Cd. Τέλος μια τρίτη ομάδα αποτελούμενη από 10 ζώα έλαβε υποδόρια- τρεις φορές την εβδομάδα -για 16 εβδομάδες, 0,9% NaCl και αποτέλεσε την ομάδα ελέγχου. Όλες και οι τρείς ομάδες των βασικών πειραμάτων υπέστησαν ισχαιμία /επαναιμάτωση του αριστερού σκέλους ενώ στο τέλος των πειραμάτων εξαιρέθηκαν οι γαστροκνήμιοι μύες από αμφότερα τα σκέλη. Τα επίπεδα πρωτεϊνών-από τα εκχυλίσματα των σκελετικών μυών- IL6, IL1b, και TNF-a υπολογίστηκαν εφαρμόζοντας την ανάλογη τεχνική ELISA (DuoSet) (RnD Systems). Το ολικό εκχύλισμα RNA κεκαθαρμένο με επίδραση (DNase I) λήφθηκε από 30mg ιστού από καταψυγμένο σκελετικό μυ και παρασκευάστηκε χρησιμοποιώντας το σύστημα απομόνωσης με φίλτρα σιλικόνης [RNeasy Mini Kit (QIAGEN)], σύμφωνα με το προτεινόμενο από τον κατασκευαστή, τροποποιημένο πρωτόκολλο για ινώδη ιστό. ........................................................................................................................................