Kardiopulmonális kutatócsoport
A kutatóműhely a keringés és légzés területéhez tartozó tudományos tevékenységet végez. A kutatásaink a kardiopulmonális rendszer tanulmányozását ölelik át az állatkísérletes modellektől a humán klinikai vizsgálatokig.
Kutatási területek:
- A keringés és a légzés mechanikai kölcsönhatásainak vizsgálata
- Anesztetikumok és kardiovaszkuláris gyógyszerek légzőrendszeri hatásainak vizsgálata
- Légúti túlérzékenység állatkísérletes modelljeinek tanulmányozása
- A két tüdőfél eltérő ventillációs és mechanikai viselkedésének tanulmányozása izolált intubálással állatkísérletes modellben
- Lebegő részecskék inhalációjának légzőrendszeri következményei
- Kilégzett gázok analízise, CO2 koncentráció dinamikájának elemzése kapnográfia módszerével, oxigráfia
- A kardiopulmonális bypass morbiditása csökkentésének lehetőségei
- Diabetes mellitus pulmonális hatásainak vizsgálata állatkísérletes modellben és betegekben
- Közel infravörös spektroszkópia szöveti oxigén-szaturáció mérésére
- Perioperatív hemosztázis vizsgálata
Kutatásaink jelentősége:
A kardiopulmonális kölcsönhatások meghatározó szerepére a különböző légúti szűkülettel és a tüdőszöveti mechanika romlásával együtt járó tüdőbetegségekben bizonyított. A légzési elégtelenségben érintett különböző, ezekhez a kölcsönhatásokhoz kötődő mechanizmusok ugyanakkor nem tisztázottak. Kutatásaink egyik alapkérdése a légző- és keringési rendszerek kölcsönhatások olyan vonatkozásának tisztázása, mely a keringéstámogató kezelések eddig feltáratlan pulmonális hatásainak leírására és a mechanizmusok tisztázására vonatkozik.
A rutin aneszteziológiában használt szerek és beavatkozások többsége a tüdő mechanikai tulajdonságait is jelentősen befolyásolja. Az allergiás eredetű légúti túlérzékenységgel együtt járó betegségek előretörésével a pulmonális mechanika változása egyre inkább a figyelem középpontjába kerül rutin anesztézia során. Az általános anesztézia légzőrendszeri vonatkozásait célzó kutatásaink a klinikai gyakorlatban előforduló konstrikciós állapotok kialakulásáért felelős mechanizmusok leírásához járulhatnak hozzá. A háttérfolyamatok feltárása a pulmonális kóros folyamatok célzott kezeléséhez, és a kóros elváltozásért elsősorban felelős kompartmentre irányuló terápia vezetéséhez adhat támpontot.
A betegmonitorizálás fejlesztésében végzett kutatásaink a transzlációs medicinára jellemző módon járulnak hozzá betegeink ellátásának javításához a kardiopulmonális bypass utáni optimális farmakológiai és ventilációs stratégia meghatározásával. Eredményeink megnyithatják a lehetőséget a rövidített szívsebészeti posztoperatív ellátásban részvevő betegek számának növelésére, a lélegeztetési-, és intenzív osztályon eltöltött idő rövidítésére, és esetlegesen megelőzhetnek saját rizikóval is rendelkező egyéb kezeléseket.
Vezető kutatók:
Prof. Peták Ferenc, egyetemi tanár, SZTE ÁOK-TTIK Orvosi Fizikai és Orvosi Informatikai Intézet
Dr. Babik Barna, egyetemi tanár, SZTE ÁOK Aneszteziológiai és Intenzív Terápiás Intézet
Alapító: Prof. Hantos Zoltán
Kutatók:
Dr. Tolnai József, egyetemi adjunktus
Dr. Fodor Gergely, egyetemi adjunktus
Dr. Schranc Álmos, PhD hallgató
Rárosi Ferenc, tudományos segédmunkatárs
Ivánkovitsné Kiss Orsolya, biológus
TDK hallgatók:
Ballók Bence, ÁOK V. évf.
Forgács Robin, ÁOK V. évf.
Kovács Barbara Nóra, ÁOK VI. évf.
Kulcsár Richárd Máté, ÁOK V. évf.
Kutatóhelyek:
SZTE Orvosi Fizikai és Orvosi Informatikai Intézet, Kardiopulmonális kutatólabor (Kis Oktatási Épület, alagsor 2. laboratórium)
6720 Szeged, Korányi fasor 9.
SZTE Aneszteziológiai és Intenzív Terápiás Intézet
6720 Szeged, Semmelweis u. 6.
Főbb együttműködő hazai intézmények:
SZTE ÁOK Sebészeti Műtéttani Intézet (Dr. Kaszaki József, egyetemi docens)
SZTE ÁOK Gyermekgyógyászati Klinika és Gyermek Egészségügyi Központ (Prof. Dr. Novák Zoltán, egyetemi tanár)
SZTE ÁOK II. számú Belgyógyászati Klinika és Kardiológiai Központ, Szívsebészeti Osztály (Dr. Bogáts Gábor, egyetemi docens)
SZTE TTIK Műszaki Informatika Tanszék (Prof. Dr. Gingl Zoltán, tanszékvezető egyetemi tanár)
Főbb együttműködő külföldi intézmények:
Department of Anesthesiology, Pharmacology and Intensive Care, University of Geneva, Genf, Svájc (Prof. Dr. Walid Habre)
Centre Hospitalier Universitaire, Grenoble, Franciaország (Prof. Dr. Sam Bayat)
Deutsches Herzzentrum München (Dr. Patrick N Mayr)
A kutatáshoz rendelkezésre álló források:
OTKA-NKFI K115253: Characterization of the pulmonary effects of circulatory support (2015-2019.)
GINOP-2.3.2-15-2016-00006: Új molekuláris mechanizmusok, diagnosztikus és terápiás célpontok metabolikus és kardiovaszkuláris kórképekben (2016-2020)
Kutatási beszámolók:
Diabétesz mellitusz légzőrendszeri hatásainak vizsgálata szívműtött betegeken (Sás Valentin)
A munkacsoport közleményei az utóbbi 5 évben:
1. Czövek D, Novák Z, Somlai C, Asztalos T, Tiszlavicz L, Bozóki Z, Ajtai T, Utry N, Filep A, Bari F, Peták F. Respiratory consequences of red sludge dust inhalation in rats. Toxicol Lett. 209: 113-120, 2012. [IF: 3.145]
2. Peták F, Czövek D, Novák Z. Spirometry and forced oscillations in the detection of airway hyperreactivity in asthmatic children. Pediatr Pulmonol 47:956-65, 2012 [IF: 2.365]
3. Babik B, Csorba Z, Czovek D, Mayr PN, Bogats G, Peták F. Effects of respiratory mechanics on the capnogram phases: Importance of dynamic compliance of the respiratory system. Crit Care. 16(5):R177, 2012. [IF: 4.718]
4. Peták F, Albu G, Lele E, Beghetti M, Habre W. Prevention of airway hyperresponsiveness induced by left ventricular dysfunction in rats. Respir Res. 13:114, 2012 [IF: 3.642]
5. Albu G, Wallin M, Hallbäck M, Emtell P, Wolf A, Lönnqvist PA, Göthberg S, Peták F, Habre W. Comparison of static end-expiratory and effective lung volumes for gas exchange in healthy and surfactant-depleted lungs. Anesthesiology 119: 101-110, 2013 [IF: 6.168]
6. Bayat S, Porra L, Albu G, Suhonen H, Strengell S, Suortti P, Sovijärvi A, Peták F, Habre W. Effect of positive end-expiratory pressure on regional ventilation distribution during mechanical ventilation after surfactant depletion. Anesthesiology 119: 89-100, 2013 [IF: 6.168]
7. Lele E, Peták F, Carnesecchi S, Virag K, Barazzone Argiroffo C, Walid H. The Protective effects of volatile anesthestics against the bronchoconstriction induced by an allergic reaction in sensitized rabbit pups. Anesth Analg 116: 1257-1264, 2013 [IF: 3.422]
8. Habre W, Peták F. Anaesthesia management of patients with airway susceptibilities: what have we learnt from animal models? A narrative review. Eur J Anaesthesiol 30: 519-528, 2013 [IF: 3.218]
9. Layachi S, Porra L, Albu G, Trouillet N, Suhonen H, Peták F, Sevestre H, Suortti P, Sovijarvi AR, Habre W, Bayat S. Role of cellular effectors in the emergence of ventilation defects during allergic bronchoconstriction. J Appl Physiol 115: 1057-1064, 2013 [IF: 3.434]
10. Peták F, Wallin M, Hallbäck M, Habre W. In reply to “Capnodynamic estimation of lung volumes: teething issues of a potential early warning system.” Anesthesiology. 120: 779-80, 2014.
11. Fodor GH, Peták F, Erces D, Balogh AL, Babik B. Lung mechanical changes following bronchoaspiration in a porcine model: differentiation of direct and indirect mechanisms. Respir Physiol Neurobiol. 199:41-9, 2014. [IF: 1.971]
12. Czövek D, Peták F, Donati Y, Belin X, Pache JC, Barazzone Argiroffo C, Habre W. Prevention of hyperoxia-induced bronchial hyperreactivity by sildenafil and vasoactive intestinal peptide: impact of preserved lung function and structure. Respir Res.15:81, 2014 [IF: 3.093]
13. Albu G, Petak F, Zand T, Hallbäck M, Wallin M, Habre W. Lung volume assessments in normal and surfactant depleted lungs: agreement between bedside techniques and CT imaging. BMC Anesthesiol. 14:64, 2014. [IF: 1.375]
14. Habre W, Peták F. Perioperative use of oxygen: variabilities across age (Review). Br J Anaesth. 113 Suppl 2:ii26-36, 2014. [IF: 4.853]
15. Bayat S, Porra L, Broche L, Albu G, Malaspinas I, Doras C, Strengell S, Peták F, Habre W. Effect of surfactant on regional lung function in an experimental model of respiratory distress syndrome in rabbit. J Appl Physiol 119(3): 290-8, 2015 [IF: 3.004]
16. Doras C, Le Guen M, Peták F, Habre W. Cardiorespiratory effects of recruitment maneuvers and positive end expiratory pressure in an experimental context of acute lung injury and pulmonary hypertension. BMC Pulm Med. 15:82, 2015 [IF: 2.329]
17. Fodor GH, Babik B, Czövek D, Doras C, Balogh ÁL, Bayat S, Habre W, Peták F. Fluid replacement and respiratory function: comparison of whole blood with colloid and crystalloid: A randomised animal study. Eur J Anaesthesiol. 33:34-41, 2016 [IF: 3.634]
18. Csorba Zs, Peták F, Névery K, Tolnai J, Balogh AL, Rarosi F, Fodor GH, Babik B. Capnographic parameters in ventilated patients: correspondence with airway and lung tissue mechanics. Anesth Analg. 122:1412-20, 2016 [IF: 3.827]
19. Filep A, Fodor GH, Kun Szabó F, Tiszlavicz L, Rázga Zs, Bozsó G, Bozóki Z, Szabó G, Peták F. Exposure to urban PM1 in rats: development of bronchial inflammation and airway hyperresponsiveness. Respir Res. 10;17:26, 2016. [IF: 3.751]
20. Peták F, Fodor GH, Babik B, Habre W. Airway mechanics and lung tissue viscoelasticity: effects of altered blood hematocrit in the pulmonary circulation. J Appl Physiol. 2016 121(1):261-7, 2016. [IF: 3.004]
21. Balogh AL, Petak F, Fodor GH, Tolnai J, Csorba Z, Babik B. Capnogram slope and ventilation dead space parameters: comparison of mainstream and sidestream techniques. Br J Anaesth. 117(1):109-17, 2016. [IF: 5.616]
22. Malaspinas I, Petak F, Chok L, Perrin A, Martin AL, Beghetti M, Habre W. Surgical Repair of Mitral Valve Disease in Children: Perioperative Changes in Respiratory Function. J Cardiothorac Vasc Anesth. 30(5):1286-95, 2016. [IF: 1.519]
23. Porra L, Bayat S, Malaspinas I, Albu G, Doras C, Broche L, Strengell S, Peták F, Habre W. Pressure-regulated volume control vs. volume control ventilation in healthy and injured rabbit lung: An experimental study. Eur J Anaesthesiol. 33(10):767-75, 2016. [IF: 3.634]
Molekuláris biofizikai kutatócsoport
Research activities:
General interest: structure, function and dynamics of membrane proteins;
biological energy transduction (bioenergetics)
Focus: how a special redox protein, the reaction center (RC) proteins of photosynthesis converts the energy of the sun into other forms of energy with high efficiency; this process is the basis and initial point of the terrestrial life;
Connected research subjects: light-induced structural changes, electron and proton transfer processes, electrostatics and quinone function/herbicide action in photosynthetic purple bacteria; how to gain physiological data and how to estimate the photosynthetic capacity of intact cells; protection against high light intensity and heavy metal pollution;
Central methods: laser light-induced absorption and fluorescence changes of photosynthetic bacteria
Some selected recent results:
- One of the first site-directed mutations engineered in RCs of photosynthetic bacteria
E. Takahashi, P. Maróti, C.A. Wraight: Site-directed mutagenesis of Rb. sphaeroides reaction center: the role of tyrosin L222. In "Current Research in Photosynthesis", M. Baltscheffsky (ed.) Vol. I. , Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, pp. 169-172, (1990).
D. Onidas, G. Sipka, E. Asztalos, P. Maróti : Mutational Control of Bioenergetics of Bacterial Reaction Center Probed by Delayed Fluorescence, Biochim. Biophys. Acta Bioenergetics, 1827 1191-1199 (2013).
- The protein dynamics limits the kinetics of light-induced proton binding to RC
P. Maróti and C.A. Wraight: Kinetics of H+-ion binding by the P+QA– state of the bacterial photosynthetic reaction centers: Rate limitation within the protein. Biophysical Journal 73 367-381 (1997)
- Construction of novel devices to measure
- delayed fluorescence of bacterial RC
K. Turzó, G. Laczkó, Z. Filus, P. Maróti: Quinone-dependent delayed fluorescence from reaction center of photosynthetic bacteria. Biophys. J. 79 (1): 14-25 (2000).
- fluorescence induction and relaxation of bacteria
P. Kocsis, E. Asztalos, Z. Gingl, P. Maróti: Kinetic bacteriochlorophyll fluorometer. Photosynt Res 105, 73-82 (2010)
- The heavy metal pollution of water can be detected by detection of the fluorescence induction and relaxation of bacteriochlorophyll of photosynthetic bacteria and the method can be used for biomonitoring and biomediation of the polluted aqueous habitat.
E. Asztalos, F. Italiano, F. Milano, P. Maróti, M. Trotta: Early detection of mercury contamination by fluorescence induction of photosynthetic bacteria. Photochem. Photobiol. Sci., 9, 1218-1223 (2010).
E. Asztalos, G. Sipka, M. Kis, M. Trotta, P. Maróti: The reaction center is the sensitive target of the mercury(II) ion in intact cells of photosynthetic bacteria. Phototosynthesis Research, Vol. 112, Number 2, pp 129-140 (2012).
Publications (2009-2013)
Anne Pilotelle-Bunner, Patricia Beaunier, Julia Tandori, Péter Maróti, Ronald J. Clarke & Pierre Sebban: The local electric field within phospholipid membranes modulates the charge transfer reactions in reaction centres. Biochim. Biophys. Acta 1787, 1444-1450 (2009).
IF: 3.835
Hélène Cheap, Sophie Bernad, Valérie Derrien, László Gerencsér, Júlia Tandori, Pedro de Oliveira, Deborah K. Hanson, Péter Maróti and Pierre Sebban: M234Glu is a component of the proton sponge in the reaction center from photosynthetic bacteria. Biochim. Biophys. Acta 1787, 1505-1515 (2009).
IF.: 3.835
Emese Asztalos, Péter Maróti: Export or recombination of charges in reaction centers in intact cells of photosynthetic bacteria. Biochim. Biophys. Acta 1787, 1444-1450 (2009).
IF.: 3.835
Asztalos Emese és Maróti Péter: Fotoszintetizáló baktériumok szinkrontenyésztése: molekuláris- és membránátrendezések. Magyar Biofiziksai Társaság (MBFT) XXIII. kongresszusa, Pécs, 2009. aug 23-26., 2009
Maróti Péter, Asztalos Emese és Laczkó Gábor: Fehérjéken belüli elektrontranszfer. MBFT XXIII. kongresszusa, Pécs, 2009. aug 23-26., 2009
Péter Kocsis, Emese Asztalos, Zoltán Gingl, Péter Maróti: Kinetic bacteriochlorophyll fluorometer. Photosyntesis Res 105, 73-82 (2010)
IF.: 3.139
E. Asztalos, F. Italiano, F. Milano, P. Maróti, M. Trotta: Early detection ofmercury contamination by fluorescence induction of photosynthetic bacteria. Photochem. Photobiol. Sci., 9, 1218-1223 (2010)
IF: 2,208
Emese Asztalos, Mariann Kis and Péter Maróti: Aging photosynthetic bacteria monitored by absorption and fluorescence changes. Acta Biologica Szegediensis vol. 54, 2, pp 149-154, (2010)
Péter Maróti and Emese Asztalos: Induction and relaxation of bacteriochlorophyll fluorescence: Electron transfer through reaction center in intact cells of photosynthetic bacteria. Abstract of the 15th International Congress of Photosynthesis, Beijing, China, 2010
Asztalos Emese, Kis Mariann és Maróti Péter: Oxigén-függő membránátalakulások Rhodobacter sphaeroides fotoszintetizáló baktériumokban In” Biophysics 40” (Ed. Vincze János), 209-218, Budapest, 2011
Maróti Péter, Asztalos Emese: A fotoszintetikus egységek közötti kapcsolat kvantitatív mértékének megállapítása fotoszintetizáló baktériumokban. In ” Biophysics 40” (Ed. Vincze János), 171-182, Budapest, 2011
P Maróti, E. Asztalos, M. Kis, Z. Gingl and M. Trotta: Biomonitoring the environment by photosynthetic bacteria 14th Congress of the European Society for Photobiology ESP 2011 – Geneva, Switzerland, September 1-6, 2011:
P. Maróti and E. Asztalos: Relaxation of bacteriochlorophyll fluorescence in intact cells of photosynthetic bacteria 8th EBSA European Biophysics Congress, Budapest, August 23-27, 2011: European Biophysics Journal with Biophysics letters, Vol. 40. pp. 178
E. Asztalos, Z. Gingl and P. Maróti: Field instrument for determination of the photosynthetic capacity of intact photosynthetic bacteria 8th EBSA European Biophysics Congress, Budapest, August 23-27, 2011:
European Biophysics Journal with Biophysics letters, Vol. 40. pp. 174
M. Kis, E. Asztalos, P. Maróti: Ontogenesis of photosynthetic bacteria tacked by absorption and fluorescence kinetics 8th EBSA European Biophysics Congress, Budapest, August 23-27, 2011: European Biophysics Journal with Biophysics letters, Vol. 40. pp. 177
Francesco Milano, Massimo Trotta, Márta Dorogi, Béla Fischer, Livia Giotta, Angela Agostiano, Péter Maróti, László Kálmán & László Nagy: Light induced transmembrane proton gradient in artifical lipid vesicles reconstituted with photosynthetic reaction centers. Journal of Bioenergetics and Biomembranes, Vol. 44, 373-384 (2012).
IF.: 2,634
Emese Asztalos, Gábor Sipka, Mariann Kis, Massimo Trotta & Péter Maróti: The reaction center is the sensitive target of the mercury(II) ion in intact cells of photosynthetic bacteria. Phtotosynthesis Research, Vol. 112, Number 2, pp 129-140 (2012)
IF: 3,139
Péter Maróti, Emese Asztalos: Calculation of Connectivity of Photosynthetic Units In Intact Cells of Rhodobacter sphaeroides. Research for Food, Fuel and Future—15th International Conference on Photosynthesis, (ed: Congming Lu) 27-31, 2012
Emese Asztalos, Mariann Kis, Péter Maróti: Oxygen-dependent production and arrangements of the photosynthetic pigments in intact cells of Rhodobacter sphaeroides Research for Food, Fuel and Future—15th International Conference on Photosynthesis (ed. Congming Lu),32-36, 2012
Maróti P and Trotta M. Artifical Photosynthetic Systems. CRC Handbook of Organic Photochemistry and Photobiology, Third Edition, Vol.1-2, 1,694 Pages (Edited by Axel Griesbeck, University of Cologne, Germany, Michael Ölgemöller, James Cook University, Townsville, Queensland, Australia, Francesco Ghetti, CRC Instituto Biofisica, Pisa, Italy) Chapter 55, Volume II, pp 1289-1324, 2012, CRC Press, ISBN 978-1-4398-9936-6.
Maróti Péter: Biomechanika. PhD. Kurzusok fizikából (Szerk.: Hevesi Imre) VII. Fejezet, JGYTF nyomda, Szeged, 2012
P. Maróti, E. Asztalos, G. Sipka: Fluorescence Assay for Photosynthetic Capacity of Bacteria. Biophys J 104(2): 545a. (2013)
IF: 4,945
D. Onidas, G. Sipka, E. Asztalos, P. Maróti: Mutational control of bioenergetics of bacterial reaction center probed by delayed fluorescence. Biochim Biophys Acta, Bioenergetics, 1827 1191-1199 (2013).
Maróti P. Lasers in Biophysics. Angol nyelvű egyetemi elektronikus jegyzet. TÁMOP-4.1.2.A/1-11/1-2011-0013 (“Kimenet orientált képzésfejlesztés a Dél-Alföldi Régió szolgáltató egyetemén” című projekt)
