Diet-induced obesity causes metabolic, endocrine and cardiac alterations in spontaneously hypertensive rats

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Growth hormone and heart failure: Oxidative stress and energetic metabolism in rats

Several evidences point for beneficial effects of growth hormone (GH) in heart failure (HF). Taking into account that HF is related with changes in myocardial oxidative stress and in energy generation from metabolic pathways, it is important to clarify whether GH increase or decrease myocardial oxidative stress and what is its effect on energetic metabolism in HF condition. Thus, this study investigated the effects of two different doses of GH on energetic metabolism and oxidative stress in myocardium of rats with HF. Male Wistar rats (n = 25) were submitted to aortic stenosis (AS). The HF was evidenced by tachypnea and echocardiographic criteria around 28 weeks of AS. The rats were then randomly divided into three groups: (HF) with HF, treated with saline (0.9% NaCl); (HF-GHI), treated with 1 mk/kg/day recombinant human growth hormone (rhGH), and (HF-GH2) treated with 2 mg/kg/day rhGH. GH was injected, subcutaneously, daily for 2 weeks. A control group (sham; n = 12), with the same age of the others rats was evaluated to confirm data for AS. HF had lower IGF-I (insulin-like growth factor-I) than sham-operated rats, and both GH treatments normalized IGF-I level. HF-GH1 animals had lower lipid hydroperoxide (LH), LH/total antioxidant substances (TAS) and glutathione-reductase than HF. Glutathione peroxidase (GSH-Px), hydroxyacyl coenzyme-A dehydrogenase, lactate dehydrogenase(LDH) were higher in HF-GH1 than in HF. HF-GH2 compared with HF, had increased LH/TAS ratio, as well as decreased oxidized glutathione and LDH activity. Comparing the two GH doses, GSH-Px, superoxide dismutase and LDH were lower in HF-GH2 than in HF-GHI. In conclusion, GH effects were dose-dependent and both tested doses did not aggravate the heart dysfunction. The higher GH dose, 2 mg/kg exerted detrimental effects related to energy metabolism and oxidative stress. The lower dose, 1 mg/kg GH exerted beneficial effects enhancing antioxidant defences, reducing oxidative stress and improving energy generation in myocardium of rats with heart failure. (c) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Physiological importance of the coronary arterial blood supply to the rattlesnake heart

The reptilian heart consists of a thick inner spongy myocardium that derives its oxygen and nutrient supply directly from the blood within the ventricular cavity, which is surrounded by a thin outer compact layer supplied by coronary arteries. The functional importance of these coronary arteries remains unknown. In the present study we investigate the effects of permanent coronary artery occlusion in the South American rattlesnake (Crotalus durissus) on the ability to maintain heart rate and blood pressure at rest and during short term activity. We used colored silicone rubber (Microfil) to identify the coronary artery distribution and interarterial anastomoses. The coronary circulation was occluded and the snakes were then kept for 4 days at 30 degrees C. Microfil injections verified that virtually all coronary arteries had successfully been occluded, but also made visible an extensive coronary supply to the outer compact layer in untreated snakes. Electrocardiogram (ECG), blood pressure (P(sys)) and heart rate (f(H)) were measured at rest and during enforced activity at day 1 and 4. Four days after occlusion of the coronary circulation, the snakes could still maintain a P(sys) and f(H) of 5.2 +/- 0.2 kPa and 58.2 +/- 2.2 beats min(-1), respectively, during activity and the ECG was not affected. This was not different from sham-operated snakes. Thus, while the outer compact layer of the rattlesnake heart clearly has an extensive coronary supply, rattlesnakes sustain a high blood pressure and heart rate during activity without coronary artery blood supply.

Formyl-peptide receptor is not involved in the protection afforded by annexin 1 in murine acute myocardial infarct

Recent interest in the annexin 1 field has come from the notion that specific G-protein-coupled receptors, members of the formyl-peptide receptor (FPR) family, appear to mediate the anti-inflammatory actions of this endogenous mediator. Administration of the annexin 1 N-terminal derived peptide Ac2-26 to mice after 25 min ischemia significantly attenuated the extent of acute myocardial injury as assessed 60 min postreperfusion. Evident at the dose of 1 mg/kg (similar to9 nmol per animal), peptide Ac2-26 cardioprotection was intact in FPR null mice. Similarly, peptide Ac2-26 inhibition of specific markers of heart injury (specifically myeloperoxidase activity, CXC chemokine KC contents, and endogenous annexin 1 protein expression) was virtually identical in heart samples collected from wild-type and FPR null mice. Mouse myocardium expressed the mRNA for FPR and the structurally related lipoxin A(4) receptor, termed ALX; thus, comparable equimolar doses of two ALX agonists (W peptide and a stable lipoxin A4 analog) exerted cardioprotection in wild-type and FPR null mice to an equal extent. Curiously, marked (>95%) blood neutropenia produced by an anti-mouse neutrophil serum did not modify the extent of acute heart injury, whereas it prevented the protection afforded by peptide Ac2-26. Thus, this study sheds light on the receptor mechanism(s) mediating annexin 1-induced cardioprotection and shows a pivotal role for ALX and circulating neutrophil, whereas it excludes any functional involvement of mouse FPR. These mechanistic data can help in developing novel therapeutics for acute cardioprotection.

Papel relativo da remodelação geométrica do ventrículo esquerdo, morfológica e funcional do miocárdio na transição da hipertrofia compensada para a falência cardíaca em ratos com estenose aórtica supravalvar

OBJETIVO: Avaliar a contribuição relativa da remodelação geométrica do ventrículo esquerdo (VE) e das alterações morfológicas e funcionais do miocárdio, em ratos com estenose aórtica supravalvar (EAS), na fase de transição da hipertrofia compensada para a insuficiência cardíaca congestiva (ICC). MÉTODOS: Vinte e uma semanas após a indução da EAS os ratos foram classificados como controles (GC,n=13), não portadores (GE,n=11) ou portadores de insuficiência cardíaca congestiva (GE-IC,n=12).Todos os grupos foram avaliados com estudo ecocardiográfico, hemodinâmico e morfológico do miocárdio. RESULTADOS: Vinte e uma semanas após EAS: índice de massa (GE-IC>GE>GC,p<0.05); pressão sistólica: (GE-IC = GE>GC, p<0,05); pressão diastólica: (GE-IC>GE>GC, p<0,05); estresse meridional sistólico e diastólico: (GE-IC>GE>GC,p<0.05); área de secção dos miócitos: (GE-IC>GE>GC, p<0,05) e conteúdo de hidroxiprolina: (GE-IC>GE>GC, p<0,05) do VE. No grupo GE-IC o remodelamento geométrico do VE foi caracterizado por aumento significante das dimensões e espessura relativa da parede normal (remodelamento excêntrico) enquanto que o grupo GE apresentou remodelamento concêntrico. Os índices de desempenho do VE do grupo GE-IC foram significantemente menores que do grupo GE. CONCLUSÃO: Os grupos GE-IC e GE diferiram primariamente no processo de remodelação geométrica do VE e estrutural do miocárdio que estabeleceu um estado cronicamente compensado no grupo GE e precipitou a ICC no grupo GE-IC na vigência de graus equivalentes de comprometimento da contratilidade. Neste modelo experimental a fase de transição da hipertrofia compensada para a ICC está mais estreitamente relacionada com o remodelamento geométrico adverso do VE e estrutural do miocárdio do que com o grau de comprometimento da contratilidade.

Detecção de anticorpo anticoração em camundongos Balb/c imunizados com Streptococcus mutans

Anticorpos para antígenos cardíacos foram analisados por ELISA em 14 soros de camundongos Balb/c hiperimunizados com Streptococcus mutans, inativado pelo formaldeído. Os níveis de anticorpos da classe IgG anticoração e antimiosina elevaram-se significativamente nos animais imunizados quando comparados com os controles, especialmente no grupo A, imunizado e reestimulado com antígenos solúveis de S. mutans. Neste grupo, os resultados do Western Blot mostraram reatividade com miosina cardíaca e uma banda de 35 kDa. A análise histológica dos corações dos animais do grupo B, imunizado e reestimulado com antígenos de superfície do microrganismo, demonstrou a presença de degeneração celular, tipo hidrópica e hialina e focos inflamatórios constituídos de linfócitos e macrófagos no miocárdio e pericárdio. Os resultados deste trabalho reforçam a hipótese da existência de mimetismo antigênico entre tecido cardíaco e S. mutans e chamam a atenção para o risco de desenvolvimento de anticorpos reativos com antígenos próprios induzidos por vacina anticárie com componentes estreptocócicos.

Exercício e restrição alimentar aumentam o RNAm de proteínas do trânsito de Ca2+ miocárdico em ratos

FUNDAMENTO: Treinamento físico (TF) aumenta a sensibilidade dos hormônios tireoidianos (HT) e a expressão gênica de estruturas moleculares envolvidas no movimento intracelular de cálcio do miocárdio, enquanto a restrição alimentar (RIA) promove efeitos contrários ao TF. OBJETIVO: Avaliar os efeitos da associação TF e RIA sobre os níveis plasmáticos dos HT e a produção de mRNA dos receptores HT e estruturas moleculares do movimento de cálcio do miocárdio de ratos. MÉTODOS: Utilizaram-se ratos Wistar Kyoto divididos em: controle (C, n = 7), RIA (R50, n = 7), exercício físico (EX, n = 7) e exercício físico + RIA (EX50, n = 7). A RIA foi de 50% e o TF foi natação (1 hora/dia, cinco sessões/semana, 12 semanas consecutivas). Avaliaram-se as concentrações séricas de triiodotironina (T3), tiroxina (T4) e hormônio tireotrófico (TSH). O mRNA da bomba de cálcio do retículo sarcoplasmático (SERCA2a), fosfolamban (PLB), trocador Na+/Ca+2 (NCX), canal lento de cálcio (canal-L), rianodina (RYR), calsequestrina (CQS) e receptor de HT (TRα1 e TRβ1) do miocárdio foram avaliados por reação em cadeia da polimerase (PCR) em tempo real. RESULTADOS: RIA reduziu o T4, TSH e mRNA do TRα1 e aumentou a expressão da PLB, NCX e canal-L. TF aumentou a expressão do TRβ1, canal-L e NCX. A associação TF e RIA reduziu T4 e TSH e aumentou o mRNA do TRβ1, SERCA2a, NCX, PLB e correlação do TRβ1 com a CQS e NCX. CONCLUSÃO: Associação TF e RIA aumentou o mRNA das estruturas moleculares cálcio transiente, porém o eixo HT-receptor não parece participar da transcrição gênica dessas estruturas.

Influência de prolongados períodos de obesidade sobre a expressão gênica miocárdica

FUNDAMENTO: Vários autores mostraram que a deterioração da função cardíaca associa-se com o grau e a duração da obesidade. Os padrões de expressão gênica após longos períodos de obesidade precisam ser estabelecidos. OBJETIVO: Este estudo testou a hipótese de que a exposição prolongada à obesidade leva à redução nos níveis de RNAm de proteínas envolvidas na homeostase do Ca2+ miocárdico. Além disso, este estudo avaliou se uma diminuição no hormônio tireoidiano causava redução na expressão de RNAm. MÉTODOS: Ratos Wistar machos de 30 dias de idade foram distribuídos em dois grupos: controle (C) e obeso (Ob). O grupo C recebeu uma dieta padrão e o grupo Ob recebeu dietas hiperlipídicas por 15, 30 e 45 semanas. A obesidade foi definida pelo índice de adiposidade. A expressão gênica foi avaliada por PCR em tempo real quantitativa. RESULTADOS: O índice de adiposidade foi maior no grupo Ob do que no C em todas as etapas. Enquanto a obesidade nas semanas 15 e 45 determinou uma redução no RNAm de Ca2+-ATPase do retículo sarcoplasmático (SERCA2a), trocador Na+/Ca2+ (NCX) e calsequestrina (CSQ), observou-se aumento da expressão do RNAm de canal de Ca2+ do tipo L, receptor de rianodina, SERCA2a, fosfolamban (PLB), NCX e CSQ após a semana 30, em comparação ao grupo C. Não houve associação significativa entre os níveis de T3 e a expressão de RNAm. CONCLUSÕES: Nossos dados indicam que a obesidade por curtos ou longos períodos de tempo pode promover alteração na expressão gênica de proteínas reguladoras da homeostase do Ca2+ sem influência do hormônio tireoidiano

Myocyte necrosis is the basis for fibrosis inrenovascular hypertensive rats

The pathogenesis of fibrosis and the functional features of pressure overload myocardial hypertrophy are still controversial. The objectives of the present study were to evaluate the function and morphology of the hypertrophied myocardium in renovascular hypertensive (RHT) rats. Male Wistar rats were sacrificed at week 4 (RHT4) and 8 (RHT8) after unilateral renal ischemia (Goldblatt II hypertension model). Normotensive rats were used as controls. Myocardial function was analyzed in isolated papillary muscle preparations, morphological features were defined by light microscopy, and myocardial hydroxyproline concentration (HOP) was determined by spectrophotometry. Renal artery clipping resulted in elevated systolic arterial pressure (RHT4: 178 ± 19 mmHg and RHT8: 194 ± 24 mmHg, P<0.05 vs control: 123 ± 7 mmHg). Myocardial hypertrophy was observed in both renovascular hypertensive groups. The myocardial HOP concentration was increased in the RHT8 group (control: 2.93 ± 0.38 µg/mg; RHT4: 3.02 ± 0.40 µg/mg; RHT8: 3.44 ± 0.45 µg/mg of dry tissue, P<0.05 vs control and RHT4 groups). The morphological study demonstrated myocyte necrosis, vascular damage and cellular inflammatory response throughout the experimental period. The increased cellularity was more intense in the adventitia of the arterioles. As a consequence of myocyte necrosis, there was an early, local, conjunctive stroma collapse with disarray and thickening of the argyrophilic interstitial fibers, followed by scarring. The functional data showed an increased passive myocardial stiffness in the RHT4 group. We conclude that renovascular hypertension induces myocyte and arteriole necrosis. Reparative fibrosis occurred as a consequence of the inflammatory response to necrosis. The mechanical behavior of the isolated papillary muscle was normal, except for an early increased myocardial passive stiffness

Morphometric and quantitative characterization of atrial ganglion neurons from the intercaval region in dogs with dilated cardiomyopathy

Avaliaram-se quantitativa, morfométrica e qualitativamente os neurônios atriais da faixa intercaval de cães com cardiomiopatia dilatada (CMD). Os neurônios dos gânglios nervosos de cães com CMD eram maiores que os dos cães controle. A histopatologia do miocárdio ventricular e dos neurônios ganglionares confirmou a CMD e demonstrou evidente processo degenerativo neuronal ganglionar. Cães com CMD em fase crônica apresentavam cardioneuropatia secundária, provavelmente pela privação da inervação parassimpática cardíaca.

Solução cardioplégica polarizante: estado da arte

A exegese do termo cardioplegia remete aos significados de lesão, golpe, ataque ou ferimento, bem diferente, portanto, do sentido em que o termo é empregado na maior parte dos centros de cirurgia cardíaca do Brasil e do mundo, ou seja, como correspondendo à proteção miocárdica. Daí a melhor denominação de solução cardioplégica, para caracterizar as soluções empregadas com finalidade de promover a parada cardíaca controlada do coração. A parada cardíaca induzida por solução cardioplégica pode acontecer por hiperpolarização, despolarização ou com bloqueadores da bomba de cálcio. No presente trabalho, discorreremos sobre os principais agentes que promovem a parada cardíaca por hiperpolarização da membrana miocárdica. Com a solução hiperpolarizante, o coração pára no período diastólico, havendo uma redução ainda maior no seu gasto energético, o que propicia melhores condições ao coração quando este reinicia sua contração ao final do procedimento cirúrgico.

Efeitos das cardioplegias sangüínea e cristalóide no miocárdio hipertrófico de coelho: avaliação estrutural e ultra-estrutural

OBJETIVO: Comparar e avaliar experimentalmente as alterações estruturais e ultra-estruturais em corações hipertrofiados isolados de coelhos submetidos à parada protegida pela solução de cardioplegia sangüínea e cardioplegia cristalóide. MÉTODO: O estudo compreendeu um grupo controle e dois grupos experimentais. No grupo I, a parada cardíaca foi obtida pela infusão da solução de cardioplegia sangüínea contínua e tépida. No grupo II, a parada cardíaca foi conseguida pela infusão da solução de cardioplegia cristalóide intermitente e fria. No grupo controle, os corações foram submetidos à parada anóxia normotérmica por 45 minutos. Após experimentos, oito amostras da parede lateral do ventrículo esquerdo foram coletadas e fixadas em formaldeído 10% e glutaraldeído 2,5% para análises estrutural e ultra-estrutural. RESULTADOS: Os resultados estruturais e as descrições ultra-estruturais mostraram que os corações submetidos à parada protegida pela cardioplegia sangüínea contínua e tépida (grupo I) estavam mais preservados com alterações celulares menos acentuadas se comparados aos submetidos à parada protegida pela cardioplegia cristalóide intermitente e fria (grupo II) e ao grupo controle. CONCLUSÃO: A cardioplegia sangüínea contínua e tépida (Grupo I) foi mais eficiente na preservação da integridade estrutural e ultra-estrutural do miocárdio, quando comparada à cardioplegia cristalóide intermitente e fria (Grupo II).

Myocardial protection by continuous, blood, antegrade-retrograde cardioplegia in rabbits

OBJETIVO: Estudar a eficácia e a segurança da cardioplegia sanguínea, aterógrada-retrógrada contínua, por meio da avaliação da função ventricular. MÉTODOS: Os coelhos foram divididos em quatro grupos: Controle-C(n=10); isquêmico e cardioplegia cristaloide-IC(n=10; isquêmico e cardioplegia sanguínea-IB(n=10; isquêmico sem cardioplegia-INC(n=10. Após o período isquêmico do protocolo a função ventricular foi analisada pela técnica do balão intra-ventricular. RESULTADOS: a pressão desenvolvida intra-ventricular (IVDP) foi: C(92,90± 6,86mmHg); IC(77,78± 6,15mmHg); IB(93,64 ±5,09mmHg); INC(39,46 ±8,91mmHg) p<0,005. a primeira derivada temporal da pressão ventricular na sua deflexão positiva: C(1137,50± 92,23mmHg/sec); IC(1130,62 ±43,78mmHg/sec); IB(1187,58± 88,38mmHg/sec); INC(620,02± 43,80mmHg/se) p<0,005. A primeira derivada da pressão ventricular na sua deflexão negativa: C(770,00± 73,41mmHg/sec); IC(610,03 ±47,43mmg/sec); IB(762,53 ±46,02mmHg/sec); INC(412,35 ±84,36mmHg/sec) p<0,005. A relação do coeficiente angular logarítmico foi: C(0,108± 0,02); IC(0,159± 0,038); IB(0,114 ±0,016); INC(0,175± 0,038) p<0,05. CONCLUSÃO: No modelo experimental estudado o grupo isquêmico protegido pela cardioplegia sanguínea apresentou melhor função ventricular que os grupos protegidos por cardioplegia cristalóide e não protegido.

Sevoflurano e desflurano sobre o ritmo cardíaco de cães tratados com infusão contínua de doses crescentes de adrenalina

Os anestésicos inalatórios sensibilizam o miocárdio ou seu sistema de condução à ação das catecolaminas endógenas e/ou exógenas, predispondo o animal às arritmias cardíacas. Dentre os anestésicos voláteis, o sevoflurano e o desflurano são fármacos relativamente recentes e, embora sejam dotados de características relacionadas a não sensibilização do miocárdio às catecolaminas, desconhecem-se estudos que comparem suas eventuais propriedades antiarritmogênicas. Com o objetivo de estudar, comparativamente, o comportamento do ritmo cardíaco e observar eventuais bloqueios atrioventriculares em cães anestesiados pelo sevoflurano e desflurano e submetidos à infusão contínua de adrenalina, foram utilizados 20 animais adultos, os quais foram separados em dois grupos de igual número (G1 e G2). Aos cães do G1, foi administrado propofol, na dose média de 10mmg.kg-1; em seguida os animais receberam sevoflurano, a 1,5CAM. Decorridos 30 minutos do início da administração do anestésico volátil, iniciou-se a infusão de adrenalina na dose de 1mmg.kg-1.min-1. A cada 10 minutos, a dose da catecolamina foi acrescida em uma unidade, cessando-se a administração em 6mmg.kg-1.min-1. Para o G2, empregou-se a mesma metodologia, substituindo-se o sevoflurano pelo desflurano, administrado a 1,5CAM. A cada dose de adrenalina, foi feita contagem de batimentos ventriculares ectópicos, bem como a observação de bloqueios atrioventriculares. Os achados foram tratados pelos métodos estatísticos de Análise de Perfil e Kruskall-Wallis. Os resultados permitiram concluir que o desflurano minimiza de maneira mais eficiente a arritmia induzida pela adrenalina, além de reduzir a incidência de bloqueios atrioventriculares.

Miocardite chagásica em caninos no Estado do Rio Grande do Sul

Neste trabalho, são relatados dois casos de morte súbita por doença de Chagas aguda em caninos da zona rural de Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brasil. Os cães, um macho Pit Bull com nove meses (canino 1) e uma fêmea Labrador Retriever com dois anos (canino 2), morreram em janeiro de 2005 e maio de 2008, respectivamente. As necropsias revelaram aumento cardíaco em ambos os casos. O coração do canino 2 apresentou formato globoso com múltiplas áreas pálidas na musculatura cardíaca, mais evidentes no ventrículo direito e câmaras cardíacas dilatadas, principalmente as da direita. Ao exame histológico, ambos os casos apresentaram alterações semelhantes caracterizadas por infiltrado inflamatório difuso não-purulento acentuado, predominantemente linfocitário intersticial. Nas fibras miocárdicas, havia grande número de pseudocistos, repletos de formas amastigotas do Trypanosoma cruzi. Ao teste sorológico TESA-blot, amostra do canino 2 foi positiva para anticorpos IgM e IgG anti-T.cruzi, achado característico da fase aguda da miocardite chagásica. Os resultados indicam que a doença de Chagas deve ser investigada em casos de morte súbita em cães na região Sul do Brasil e que a espécie pode servir como reservatório e sentinela da doença em humanos.