urinary bladder, human, rat, acethyl-choline, ATP, interaction, localisation
Discipline
Analysis, modelling and simulation of biological systems (Council of Medical and Biological Sciences)
70 %
Nephrology, urology (Council of Medical and Biological Sciences)
30 %
Panel
Genetics, Genomics, Bioinformatics and Systems Biology
Department or equivalent
Department of Physiology (University of Debrecen)
Starting date
2007-07-01
Closing date
2011-06-30
Funding (in million HUF)
8.345
FTE (full time equivalent)
1.79
state
closed project
Summary in Hungarian
Az életkor előrehaladtával, valamint a húgyhólyagot érintő betegségek kialakulásakor a humán húgyhólyag morfológiájában és a szabályozásában jelentős változások következnek be. Tekintettel arra, hogy a humán hólyagműködés egyik legjobb állatmodelljének a patkány tekinthető, a fenti módosulások tanulmányozását is ezen a modellen célszerű kivitelezni. A patkány húgyhólyag idegi szabályozásában, a humán hólyaghoz hasonlóan, mind adrenerg, mind kolinerg, mind pedig NANC mechanizmusok részt vesznek. Más szövetekből, sejtekből ismert, hogy ezen folyamatok jelentős mértékben képesek befolyásolni egymás működését. Néhány korábbi eredmény alapján feltételezhető, hogy gátló kölcsönhatás van a hólyag simaizomzatban található nikotinos acetilkolin és a P2X1 purinoreceptor között. A folyamat további érdekessége, hogy ismert a kolinerg és a purinerg jelátvitel dominanciájának életkorfüggése, ami feltételezi a két jelátviteli folyamat egymásra hatásának életkor-függő módosulását is. A két jelátviteli útvonalat, valamint a közöttük kialakuló interakciók életkorfüggését 1) a teljes izolált hólyag, illetve hólyagdarab kontrakciók, 2) a receptorok aktiválódása által létrehozott ionáramok, 3) a következményes intracelluláris kalcium koncentrációváltozás, valamint 4) a receptorok jelátviteli útvonalainak génszintű módosításával kívánjuk körbejárni. A négy felsorolt munkafolyamatot, mind humán húgyhólyagból, mind különböző életkorú patkány hólyagból származó simaizomsejtekben meg kívánjuk vizsgálni.
Summary
During aging, the human bladder undergoes significant plasticity that contributes to the development of detrusor overactivity. The originally flawless storage and emptying function of the bladder becomes altered over time as more and more pathological features begin operating that are partly the result of the changes in bladder smooth muscle in addition to changes in afferent and efferent innervation. We hypothesize that the purinergic component in the contractile response of the bladder is determined by a negative interaction between the nicotinic and the P2X1 purinergic receptors. To study these changes as a function of age we have extended our research to bladders taken from neonatal, young, and old rats and humans. By examining the age dependence of the purinergic-nicotinic interaction, we expect to better identify mechanisms underlying significant age related plasticity in bladder function. The emphasis of the present proposal will be based on characterizing age-related changes in rat bladder function through: 1) changes in Ca2+ entry in smooth muscle cells through interactions between nicotinic and purinergic receptors; 2) changes ionic current generated by receptor activation,; 3) changes in intracellular Ca2+ concentration; and 4) changes in nicotinic and purinergic receptor function. This approach will significantly contribute to achieving the main goals of the proposal and at the same time will shed light on the interesting phenomenon of the age related plasticity in urinary bladder function rats and humans.
Final report
Results in Hungarian
Összefoglalva elmondhatjuk, hogy az atropin jobban gátolja mind a spontán hólyagkontrakciókat, mind a téringerléssel kiváltott választ idősebb patkányok húgyhólyagjában. Ráadásul a hólyagcsúcs atropinérzékenysége fokozottabban csökken az életkor előrehaladásakor. Ezzel párhuzamosan a carbachol stimuláló hatása hasonló életkor és hólyagterület függést mutat. Az alfa-beta-metil ATP hatásának életkorfüggése alternál az előzőekkel, ami a purinerg jelátvitel jelentőségének fokozódását mutatja az idősebb állatokban. A bemutatott kísérletek klinikai jelentősége kettős. Egyrészt az adatok alapján úgy tűnik, hogy a húgyhólyag telődés és ürülés szabályozásának klasszikus leírását felül kell vizsgálnunk. Másrészt a 2-3 hetes patkány húgyhólyag az un. „túlstimulált” hólyag (overactive bladder) kórképét mutatja. Ennek következtében a patkány hólyag szabályozási folyamatainak feltérképezése, mint állatmodell, alapvető jelentőségű lehet az emberekben kialakuló „túlstimulált” hólyag mechanizmusának megismerésében és terápiájának továbbfejlesztésében.
Results in English
In summary, we can say that the atropine has more inhibitory effect both spontaneous and evoked bladder contractions in aged rats. The atropine sensitivity of the urinary bladder’s dome is greater decreases in aged animals. In parallel, the stimulatory effect of carbachol shows similar age and bladder area dependence. The age dependence of the alpha-beta-methylene ATP’s effect shows opposite tendency, which means that the purinergic signaling more significant in the older animals. The clinical significance of the presented experiments is double. First, based on the presented data the classic description of the regulation of filling and emptying of the bladder should be re-examined. On the other hand, the 2-3 weeks old rat urinary bladder shows the picture of overactive bladder. As a result, the mapping of rat bladder regulatory processes, such as animal model, may be essential for us to understand the mechanism of “overactive" bladder and for the further development of therapy.
L. Lörincz, A. Varga, G.P. Szigeti, Á. Jenes, F. Ruzsnavszky, E.A. Széll, G.T. Somogyi, L. Csernoch: The role of the cholinergic and purinergic interaction in the contraction of the cultured human and rat urinary bladder smooth muscle cells, Urology, Volume 70, Issue 3, Supplement 1, September 2007, Page 109, 2007
Szigeti, G. P., Jenes, A., Varga, A., Szell, E. A., Somogy, G. T., Csernoch, L.: A possible role of the cholinergic and purinergic receptor interaction in the regulation of the urinary bladder function, J Muscle Res Cell Motil (2007) 28:429–480, 2007
Csernoch László, Geyer Nikolett, Jenes Ágnes, Magyar János, Ruzsnavszky Ferenc, Szigeti Gyula Péter: A Purinerg jelátvitel szerepe a húgyhólyag simaizom működésének szabályozásában, MÉT Absztraktkönyv, 2010
Szigeti Gyula Péter: A purinerg és a kolinerg jelátvitel szerepe a húgyhólyag működésének szabályozásában, MÉT Absztraktkönyv, 2008
Jenes, Geyer, Ruzsnavszky, Szigeti GP: Cajal-sejtek jelenléte és elrendeződése különböző fajok húgyhólyagjában, MÉT Absztraktkönyv, 2008
