Laboratórium funkčných vyšetrení kardiovaskulárneho, nervového a dýchacieho systému

O laboratóriu

Laboratórium rozvíja svoje vedecko-výskumné aktivity v troch hlavných smeroch: výskum autonómnej nervovej regulácie, psychofyziologický výskum a experimentálna respirológia.

1. Skupina pre výskum autonómnej nervovej regulácie

Skupina pre výskum autonómnej nervovej regulácie sa zaoberá skúmaním zložitých vzťahov medzi aktivitou autonómneho nervového systému (ANS) a patogenézou kardiovaskulárnych komplikácií. Tieto vzťahy študuje u probandov v rôznych vekových kategóriách od novorodencov cez adolescentov a mladých dospelých až po seniorov, a to zdravých alebo s metabolickými poruchami (podváhou, nadváhou, obezitou), ochoreniami nervového systému (Parkinsonova choroba) a ďalšími patologickými stavmi. Stav autonómneho nervového systému je v našom laboratóriu hodnotený pomocou analýzy oscilácií frekvencie srdca, tlaku krvi, vývrhového objemu srdca, periférnej vaskulárnej rezistencie a ďalších biosignálov a ich vzájomných vzťahov v ľahu a počas fyziologickej záťaže (napr. pasívny ortostatický test, test mentálnej aritmetiky). Pre lepšiu charakterizáciu stavu pacienta sa ďalej hodnotia: arteriálna tuhosť, funkcia endotelu ciev, úroveň metabolického obratu a zloženie tela pacienta. Tento prístup umožňuje presnejšie charakterizovať zmeny aktivity ANS spojené s rôznymi rizikovými faktormi vzniku kardiovaskulárnych ochorení a v budúcnosti môže prispieť k včasnému terapeutickému ovplyvneniu a oddialeniu rozvoja závažných komplikácií, ako sú infarkt myokardu, ateroskleróza a mnohé ďalšie.

2. Psychofyziologická skupina

Psychofyziologická skupina sa zameriava na sledovanie komplexného stresového profilu počas rôznych stresorov (emočný, kognitívny, fyziologický) využitím hodnotenia autonómnej charakteristiky biosignálov (frekvencia srdca, tlak krvi, elektrodermálna aktivita, priemer zrenice a ďalších); aplikáciu získaných poznatkov v klinickej praxi – diagnostika najvčasnejších zmien autonómnej dysregulácie v súvislosti s osobnostnou charakteristikou s cieľom vyhľadania neinvazívnych biomarkerov pre detekciu rizikových skupín a klinicky asymptomatických a latentných zmien súvisiacich so stanovením kardiovaskulárneho rizika pri stresovo podmienených, psychosomatických a psychických ochoreniach. Priame sledovanie a aplikácia personalizovaných terapeutických modulov na základe biologickej a neuro-kognitívnej spätnej väzby s cieľom úpravy reverzibilných funkčných porúch autonómnej dysregulácie, znižovania kardiovaskulárneho a iného zdravotného rizika a zásadným spôsobom následného ovplyvnenia adaptability a flexibility vrátane „coping“ mechanizmov počas pôsobenia stresových situácií a záťaže v bežnom fungovaní. Tento prístup je prelomový v detekcii potenciálnych biomarkerov a následnej striktne individuálnej a personalizovanej terapii.

3. Experimentálna respirológia

Hlavné zameranie skupiny spočíva v modelovaní respiračných ochorení súvisiacich prevažne s poruchou funkcie pľúcneho surfaktantu. Získavajú sa poznatky z patofyziológie akútneho poškodenia pľúc rôznej etiológie, ktoré je charakterizované neprimeranou zápalovou reakciou, edémom, inaktiváciou pľúcneho surfaktantu a následným zhoršením ventilačno-perfúznych vzťahov. Záujem sa sústreďuje aj na predklinické testovanie inovatívnych terapeutických postupov s využitím laboratórnych zvierat, tkanív a bunkových kultúr, čo môže prispieť k úspešnejšej liečbe akútneho poškodenia pľúc.

ZAMESTNANCI

Videoprehliadka

Prezrite si videoprehliadku nášho laboratória funkčných vyšetrení kardiovaskulárneho, nervového a dýchacieho systému.

Infraštruktúra laboratória

1. Skupina pre výskum autonómnej nervovej regulácie
Skupina je vybavená modernými neinvazívnymi meracími zariadeniami. Základný set na snímanie biosignálov pre hodnotenie regulácie kardiovaskulárneho systému autonómnym nervovým systémom pozostáva z prístrojov Finometer (FMS) a Nexfin (Edwards Lifesciences), ktoré slúžia na neinvazívne kontinuálne snímanie tlaku krvi pri každom údere srdca pomocou tzv. volume-clamp metódy, EKG Cardiofax 9620M (Nihon Cohden) na monitorovanie elektrickej aktivity srdca, RespiTrace (NIMS) na neinvazívne snímanie dýchania pomocou impedančnej metódy s použitím hrudného a brušného pásu a impedančného kardiografu CardioScreen 2000 (Medis) na neinvazívne monitorovanie viacerých parametrov súvisiacich s čerpacou funkciou srdca (systolický vývrhový objem, systolické časové intervaly, atď.) Ďalšie zariadenia sa používajú na charakterizáciu arteriálnej tuhosti – VaSera VS-1500N (Fukuda Denshi), endotelovej dysfunkcie – EndoPAT 2000 (Itamar Medical), stanovenie bazálneho metabolizmu – MedGem (Microlife) a analýzu zloženia tela pacienta – InBody J10 (Biospace).

2. Psychofyziologická skupina
Skupina využíva prístroje pre neinvazívne snímanie kontinuálnych biosignálov (EKG (BTL; Polar V8), tlak krvi (Finometer, Finapres medical systems), elektrodermálna aktivita, dýchanie, periférna teplota (Flex Comp Infinity, Thought Technology), pupilometria (Neuroptics PLR200), očné pohyby (Eyetracking, Pupil Labs)) a analýzu zloženia tela (InBody 120). Komplexné snímanie a hodnotenie biomarkerov pomáha pri odhaľovaní včasných zmien, ktoré môžu byť spojené so vznikom/rozvojom kardiovaskulárnych a iných ochorení.

3. Experimentálna respirológia
Skupina disponuje prístrojom na testovanie funkčnosti pľúcnych surfaktantov in vitro, kde imituje správanie pľúcnych mechúrikov – Surfaktometer na princípe pulzujúcej bubliny (General Transco) a kompletnou infraštruktúrou pre akútne experimenty: ventilátory – Aura V (Chirana), SLE5000 (SLE), Inspira ASV (Harvard Apparatus) na umelé pľúcne ventilovanie; sústava ADInstruments – LabChart, Spirometer, Bridge Amp, Animal Bio Amp na monitoring a analýzu vitálnych funkcií peroperačne; RAPIDLab TM348EX (Siemens) na meranie krvných plynov a parametrov acidobázickej rovnováhy; veterinárny hematologický analyzátor XT-2000i (Sysmex) na analýzu krvného obrazu.

Virtuálna prehliadka

Predstavujeme vám virtuálnu prehliadku nášho moderného laboratória funkčných vyšetrení kardiovaskulárneho, nervového a dýchacieho systému.

Riešené projekty

  1. VEGA 1/0200/19 „Neinvazívne hodnotenie včasných aterosklerotických zmien v súvislosti s obezitou.“

  2. VEGA 1/0190/20 „Elektrodermálna aktivita ako index sympatikovej regulácie/dysregulácie – analýza pomocou komplexných matematických metód vo vzťahu k vybraným ochoreniam.“

  3. VEGA 1/0004/21 „Syntetický surfaktant s analógmi surfaktantových proteínov SP-B a SP-C a protizápalová terapia v experimentálnom syndróme akútnej respiračnej tiesne (ARDS)“

Najvýznamnejšie publikácie

Czippelova B, Turianikova Z, Krohova J, Wiszt R, Lazarova Z, Pozorciakova K, Ciljakova M, Javorka M. Arterial Stiffness and Endothelial Function in Young Obese Patients – Vascular Resistance Matters. J Atheroscler Thromb. 2019; 26(11): 1015-1025. doi: 10.5551/jat.47530

Krohova J, Faes L, Czippelova B, Pernice R, Turianikova Z, Wiszt R, Mazgutova N, Busacca A,  Javorka M. Vascular resistance arm of the baroreflex: Methodology and comparison with the cardiac chronotropic arm. Journal of Applied Physiology. 2020; 128(5): 1310-1320. doi: 10.1152/japplphysiol.00512.2019

Turianikova Z, Javorka K, Baumert M, Calkovska A, Javorka M. The effect of orthostatic stress on multiscale entropy of heart rate and blood pressure. Physiol Meas. 2011; 32(9): 1425-37. doi: 10.1088/0967-3334/32/9/006

Visnovcova Z, Bona Olexova L, Sekaninova N, Ondrejka I, Hrtanek I, Cesnekova D, Kelcikova S, Farsky I, Tonhajzerova I. Spectral and nonlinear analysis of electrodermal activity in adolescent anorexia nervosa. Applied Sciences. 2020; 10(13): 1-13. doi: 10.3390/app10134514

Tonhajzerova I, Sekaninova N, Bona Olexova L, Visnovcova Z. Novel Insight into Neuroimmune Regulatory Mechanisms and Biomarkers Linking Major Depression and Vascular Diseases: The Dilemma Continues. Int J Mol Sci. 2020; 21(7): 2317. doi: 10.3390/ijms21072317

Sekaninova N, Bona Olexova L, Visnovcova Z, Ondrejka I, Tonhajzerova I. Role of Neuroendocrine, Immune, and Autonomic Nervous System in Anorexia Nervosa-Linked Cardiovascular Diseases. Int J Mol Sci. 2020; 21(19): 7302. doi: 10.3390/ijms21197302

Bona Olexova L, Sekaninova N, Jurko A Jr, Visnovcova Z, Grendar M, Jurko T, Tonhajzerova I. Respiratory Sinus Arrhythmia as an Index of Cardiac Vagal Control in Mitral Valve Prolapse. Physiol Res. 2020; 69(Suppl 1): S163-S169. doi: 10.33549/physiolres.934402

Mikolka P, Curstedt T, Feinstein R, Larsson A, Grendar M, Rising A, Johansson J. Impact of synthetic surfactant CHF5633 with SP-B and SP-C analogues on lung function and inflammation in rabbit model of acute respiratory distress syndrome. Physiol Rep. 2021; 9(1): e14700. doi: 10.14814/phy2.14700

Zebialowicz Ahlström J, Massaro F, Mikolka P, Feinstein R, Perchiazzi G, Basabe-Burgos O, Curstedt T, Larsson A, Johansson J, Rising A. Synthetic surfactant with a recombinant surfactant protein C analogue improves lung function and attenuates inflammation in a model of acute respiratory distress syndrome in adult rabbits. Respir Res. 2019; 20(1): 245. doi: 10.1186/s12931-019-1220-x

Kosutova P, Mikolka P, Balentova S, Kolomaznik M, Adamkov M, Mokry J, Calkovska A, Mokra D. Effects of phosphodiesterase 5 inhibitor sildenafil on the respiratory parameters, inflammation and apoptosis in a saline lavage-induced model of acute lung injury. J Physiol Pharmacol. 2018; 69(5). doi: 10.26402/jpp.2018.5.15

Kolomaznik M, Kopincova J, Nova Z, Topercerova J, Zila I, Mikolka P, Kosutova P, Matasova K Jr, Skovierova H, Grendar M, Mokra D, Calkovska A. The Effect of Modified Porcine Surfactant Alone or in Combination with Polymyxin B on Lung Homeostasis in LPS-Challenged and Mechanically Ventilated Adult Rats. Molecules. 2020; 25(19): 4356. doi: 10.3390/molecules25194356