Understanding the mechanisms of lung mechanical stress

Physical forces affect both the function and phenotype of cells in the lung. Bronchial, alveolar, and other parenchymal cells, as well as fibroblasts and macrophages, are normally subjected to a variety of passive and active mechanical forces associated with lung inflation and vascular perfusion as a result of the dynamic nature of lung function. These forces include changes in stress (force per unit area) or strain (any forced change in length in relation to the initial length) and shear stress (the stress component parallel to a given surface). The responses of cells to mechanical forces are the result of the cell's ability to sense and transduce these stimuli into intracellular signaling pathways able to communicate the information to its interior. This review will focus on the modulation of intracellular pathways by lung mechanical forces and the intercellular signaling. A better understanding of the mechanisms by which lung cells transduce physical forces into biochemical and biological signals is of key importance for identifying targets for the treatment and prevention of physical force-related disorders.

Proteomic inventory of myocardial proteins from patients with chronic Chagas' cardiomyopathy

Chronic Chagas' disease cardiomyopathy (CCC) is an often fatal outcome of Trypanosoma cruzi infection, with a poorer prognosis than other cardiomyopathies. CCC is refractory to heart failure treatments, and is the major indication of heart transplantation in Latin America. A diffuse myocarditis, plus intense myocardial hypertrophy, damage and fibrosis, in the presence of very few T. cruzi forms, are the histopathological hallmarks of CCC. To gain a better understanding of the pathophysiology of CCC, we analyzed the protein profile in the affected CCC myocardium. Homogenates from left ventricular myocardial samples of end-stage CCC hearts explanted during heart transplantation were subjected to two-dimensional electrophoresis with Coomassie blue staining; protein identification was performed by MALDI-ToF mass spectrometry and peptide mass fingerprinting. The identification of selected proteins was confirmed by immunoblotting. We demonstrated that 246 proteins matched in gels from two CCC patients. They corresponded to 112 distinct proteins. Along with structural/contractile and metabolism proteins, we also identified proteins involved in apoptosis (caspase 8, caspase 2), immune system (T cell receptor ß chain, granzyme A, HLA class I) and stress processes (heat shock proteins, superoxide dismutases, and other oxidative stress proteins). Proteins involved in cell signaling and transcriptional factors were also identified. The identification of caspases and oxidative stress proteins suggests the occurrence of active apoptosis and significant oxidative stress in CCC myocardium. These results generated an inventory of myocardial proteins in CCC that should contribute to the generation of hypothesis-driven experiments designed on the basis of the classes of proteins identified here.

Ventricular performance and Na+-K+ ATPase activity are reduced early and late after myocardial infarction in rats

Myocardial infarction leads to compensatory ventricular remodeling. Disturbances in myocardial contractility depend on the active transport of Ca2+ and Na+, which are regulated by Na+-K+ ATPase. Inappropriate regulation of Na+-K+ ATPase activity leads to excessive loss of K+ and gain of Na+ by the cell. We determined the participation of Na+-K+ ATPase in ventricular performance early and late after myocardial infarction. Wistar rats (8-10 per group) underwent left coronary artery ligation (infarcted, Inf) or sham-operation (Sham). Ventricular performance was measured at 3 and 30 days after surgery using the Langendorff technique. Left ventricular systolic pressure was obtained under different ventricular diastolic pressures and increased extracellular Ca2+ concentrations (Ca2+e) and after low and high ouabain concentrations. The baseline coronary perfusion pressure increased 3 days after myocardial infarction and normalized by 30 days (Sham 3 = 88 ± 6; Inf 3 = 130 ± 9; Inf 30 = 92 ± 7 mmHg; P < 0.05). The inotropic response to Ca2+e and ouabain was reduced at 3 and 30 days after myocardial infarction (Ca2+ = 1.25 mM; Sham 3 = 70 ± 3; Inf 3 = 45 ± 2; Inf 30 = 29 ± 3 mmHg; P < 0.05), while the Frank-Starling mechanism was preserved. At 3 and 30 days after myocardial infarction, ventricular Na+-K+ ATPase activity and contractility were reduced. This Na+-K+ ATPase hypoactivity may modify the Na+, K+ and Ca2+ transport across the sarcolemma resulting in ventricular dysfunction.

CPU0213, a novel endothelin type A and type B receptor antagonist, protects against myocardial ischemia/reperfusion injury in rats

The efficacy of endothelin receptor antagonists in protecting against myocardial ischemia/reperfusion (I/R) injury is controversial, and the mechanisms remain unclear. The aim of this study was to investigate the effects of CPU0123, a novel endothelin type A and type B receptor antagonist, on myocardial I/R injury and to explore the mechanisms involved. Male Sprague-Dawley rats weighing 200-250 g were randomized to three groups (6-7 per group): group 1, Sham; group 2, I/R + vehicle. Rats were subjected to in vivo myocardial I/R injury by ligation of the left anterior descending coronary artery and 0.5% sodium carboxymethyl cellulose (1 mL/kg) was injected intraperitoneally immediately prior to coronary occlusion. Group 3, I/R + CPU0213. Rats were subjected to identical surgical procedures and CPU0213 (30 mg/kg) was injected intraperitoneally immediately prior to coronary occlusion. Infarct size, cardiac function and biochemical changes were measured. CPU0213 pretreatment reduced infarct size as a percentage of the ischemic area by 44.5% (I/R + vehicle: 61.3 ± 3.2 vs I/R + CPU0213: 34.0 ± 5.5%, P < 0.05) and improved ejection fraction by 17.2% (I/R + vehicle: 58.4 ± 2.8 vs I/R + CPU0213: 68.5 ± 2.2%, P < 0.05) compared to vehicle-treated animals. This protection was associated with inhibition of myocardial inflammation and oxidative stress. Moreover, reduction in Akt (protein kinase B) and endothelial nitric oxide synthase (eNOS) phosphorylation induced by myocardial I/R injury was limited by CPU0213 (P < 0.05). These data suggest that CPU0123, a non-selective antagonist, has protective effects against myocardial I/R injury in rats, which may be related to the Akt/eNOS pathway.

Dexmedetomidine decreases the inflammatory response to myocardial surgery under mini-cardiopulmonary bypass

Cardiopulmonary bypass (CPB) with extracorporeal circulation produces changes in the immune system accompanied by an increase in proinflammatory cytokines and a decrease in anti-inflammatory cytokines. We hypothesize that dexmedetomidine (DEX) as an anesthetic adjuvant modulates the inflammatory response after coronary artery bypass graft surgery with mini-CPB. In a prospective, randomized, blind study, 12 patients (4 females and 8 males, age range 42-72) were assigned to DEX group and compared with a conventional total intravenous anesthesia (TIVA) group of 11 patients (4 females and 7 males). The endpoints used to assess inflammatory and biochemical responses to mini-CPB were plasma interleukin (IL)-1, IL-6, IL-10, interferon (INF)-γ, tumor necrosis factor (TNF)-α, C-reactive protein, creatine phosphokinase, creatine phosphokinase-MB, cardiac troponin I, cortisol, and glucose levels. These variables were determined before anesthesia, 90 min after beginning CPB, 5 h after beginning CPB, and 24 h after the end of surgery. Endpoints of oxidative stress, including thiobarbituric acid reactive species and delta-aminolevulinate dehydratase activity in erythrocytes were also determined. DEX+TIVA use was associated with a significant reduction in IL-1, IL-6, TNF-α, and INF-γ (P<0.0001) levels compared with TIVA (two-way ANOVA). In contrast, the surgery-induced increase in thiobarbituric acid reactive species was higher in the DEX+TIVA group than in the TIVA group (P<0.01; two-way ANOVA). Delta-aminolevulinate dehydratase activity was decreased after CPB (P<0.001), but there was no difference between the two groups. DEX as an adjuvant in anesthesia reduced circulating IL-1, IL-6, TNF-α, and INF-γ levels after mini-CPB. These findings indicate an interesting anti-inflammatory effect of DEX, which should be studied in different types of surgical interventions.

Altérations du métabolisme cardiaque associées à des désordres génétiques de l’oxydation des acides gras à chaîne longue chez la souris

Bien que le changement dans le choix des substrats énergétiques des acides gras (AGs) vers les glucides soit considéré comme bénéfique pour le cœur insuffisant, il n’est pas clair à savoir pourquoi les patients atteints de désordres de la β-oxydation (β-OX) des AGs à chaîne longue (AGCLs) développent des troubles du rythme et des cardiomyopathies. De plus, le traitement actuel ne permet pas de prévenir l’apparition du phénotype clinique chez tous les patients, spécifiquement en condition de jeûne ou de stress. Ainsi, plusieurs modèles de souris déficientes pour des enzymes impliquées dans l’oxydation des acides gras ont été développés de manière à améliorer les connaissances de la maladie ainsi que les traitements offerts aux patients. À cet égard, cette étude vise à évaluer le phénotype métabolique et fonctionnel des cœurs de souris déficientes pour le récepteur activé de la prolifération des peroxysomes-α (PPARα), un facteur de transcription des gènes impliqués notamment dans la β-OX des AGs, et pour la déshydrogénase des acyl-CoA à très longue chaîne (very-long chain acyl-CoA dehydrogenase, VLCAD), le déficit de l’oxydation des AGCLs le plus commun chez l’humain. L’approche expérimentale utilisée comprend plusieurs techniques dont (i) la perfusion ex vivo de cœur de souris au travail combinée à l’utilisation de substrats marqués au carbone 13 (13C) et à l’analyse par chromatographie gazeuse-spectrométrie de masse (GCMS), (ii) l’analyse de l’expression génique par qPCR et (iii) l’analyse de l’activité électrique du cœur in vivo par télémétrie. De manière inattendue, les résultats de cette étude menée chez la souris ont permis de mettre en évidence que des déficits pour des protéines impliquées dans l’oxydation des AGCLs sont associés à des altérations du métabolisme (i) des glucides, (ii) des AGs polyinsaturés (AGPIs), et (iii) mitochondrial, incluant l’anaplérose, en plus d’être liés à des désordres de la fonction électrique du cœur, à savoir une prolongation du segment QTc. Pris dans leur ensemble, les résultats de cette thèse pourraient servir à l’élaboration de nouvelles interventions métaboliques destinées à améliorer les traitements possibles et donc, la qualité de vie des patients atteints de désordres héréditaires de la β-OX des AGCLs.

Modulation de la néovascularisation post-ischémique en présence de facteurs de risque cardiovasculaire

L’athérosclérose est la principale cause d’infarctus du myocarde, de mort subite d’origine cardiaque, d’accidents vasculaires cérébraux et d’ischémie des membres inférieurs. Celle-ci cause près de la moitié des décès dans les pays industrialisés. Lorsque les obstructions artérielles athérosclérotiques sont tellement importantes que les techniques de revascularisation directe ne peuvent être effectuées avec succès, la sévérité de l’ischémie tissulaire résiduelle dépendra de l’habilité de l’organisme à développer spontanément de nouveaux vaisseaux sanguins (néovascularisation). La néovascularisation postnatale est le résultat de deux phénomènes : la formation de nouveaux vaisseaux à partir de la vasculature existante (angiogenèse) et la formation de vaisseaux à partir de cellules souches progénitrices (vasculogenèse). Notre laboratoire a démontré que plusieurs facteurs de risque associés aux maladies cardiovasculaires (tabagisme, vieillissement, hypercholestérolémie) diminuaient également la réponse angiogénique suite à une ischémie. Cependant, les mécanismes précis impliqués dans cette physiopathologie sont encore inconnus. Un point commun à tous ces facteurs de risque cardiovasculaire est l’augmentation du stress oxydant. Ainsi, le présent ouvrage visait à élucider l’influence de différents facteurs de risque cardiovasculaire et du stress oxydant sur la néovascularisation. Nos résultats démontrent que l’exposition à la fumée de cigarette et le vieillissement sont associés à une diminution de la néovascularisation en réponse à l’ischémie, et que ceci est au moins en partie causé par une augmentation du stress oxydant. De plus, nous démontrons que les acides gras dérivés de la diète peuvent affecter la réponse à l’ischémie tissulaire. La première étude du projet de recherche visait à évaluer l’impact de l’exposition à la fumée de cigarette sur la néovascularisation post-ischémique, et l’effet d’une thérapie antioxydante. L’exposition à la fumée de cigarette a été associée à une réduction significative de la récupération du flot sanguin et de la densité des vaisseaux dans les muscles ischémiques. Cependant, une récupération complète de la néovascularisation a été démontrée chez les souris exposées à la fumée de cigarette et traitées au probucol ou aux vitamines antioxydantes. Nous avons démontré qu’une thérapie antioxydante administrée aux souris exposées à la fumée de cigarette était associée à une réduction significative des niveaux de stress oxydant dans le plasma et dans les muscles ischémiques. De plus, les cellules endothéliales progénitrices (EPCs) exposées à de l’extrait de fumée de cigarette in vitro présentent une diminution significative de leur activité angiogénique (migration, adhésion et incorporation dans les tissus ischémiques) qui a été complètement récupérée par le probucol et les vitamines antioxydantes. La deuxième étude avait pour but d’investiguer le rôle potentiel de la NADPH oxydase (Nox2) pour la modulation de la néovascularisation post-ischémique dans le contexte du vieillissement. Nous avons trouvé que l’expression de la Nox2 est augmentée par le vieillissement dans les muscles ischémiques des souris contrôles. Ceci est associé à une réduction significative de la récupération du flot sanguin après l’ischémie chez les vieilles souris contrôles comparées aux jeunes. Nous avons aussi démontré que la densité des capillaires et des artérioles est significativement réduite dans les muscles ischémiques des animaux vieillissants alors que les niveaux de stress oxydant sont augmentés. La déficience en Nox2 réduit les niveaux de stress oxydant dans les tissus ischémiques et améliore la récupération du flot sanguin et la densité vasculaire chez les animaux vieillissants. Nous avons aussi démontré que l’activité fonctionnelle des EPCs (migration et adhésion à des cellules endothéliales matures) est significativement diminuée chez les souris vieillissantes comparée aux jeunes. Cependant, la déficience en Nox2 est associée à une récupération de l’activité fonctionnelle des EPCs chez les animaux vieillissants. Nous avons également démontré une augmentation pathologique du stress oxydant dans les EPCs isolées d’animaux vieillissants. Cette augmentation de stress oxydant dans les EPCs n’est pas présente chez les animaux déficients en Nox2. La troisième étude du projet de recherche a investigué l’effet des acides gras dérivés de la diète sur la néovascularisation postnatale. Pour ce faire, les souris ont reçu une diète comprenant 20% d’huile de maïs (riche en oméga-6) ou 20% d’huile de poisson (riche en oméga-3). Nos résultats démontrent qu’une diète riche en oméga-3 améliore la néovascularisation post-ischémique au niveau macro-vasculaire, micro-vasculaire et clinique comparée à une diète riche en oméga-6. Cette augmentation de la néovascularisation postnatale est associée à une réduction du ratio cholestérol total/cholestérol HDL dans le sérum et à une amélioration de la voie VEGF/NO dans les tissus ischémiques. De plus, une diète riche en acides gras oméga-3 est associée à une augmentation du nombre d’EPCs au niveau central (moelle osseuse) et périphérique (rate). Nous démontrons aussi que l’activité fonctionnelle des EPCs (migration et incorporation dans des tubules de cellules endothéliales matures) est améliorée et que le niveau de stress oxydant dans les EPCs est réduit par la diète riche en oméga-3. En conclusion, nos études ont permis de déterminer l’impact de différents facteurs de risque cardiovasculaire (tabagisme et vieillissement) et des acides gras dérivés de la diète (oméga-3) sur la néovascularisation post-ischémique. Nous avons aussi identifié plusieurs mécanismes qui sont impliqués dans cette physiopathologie. Globalement, nos études devraient contribuer à mieux comprendre l’effet du tabagisme, du vieillissement, des oméga-3, et du stress oxydant sur l’évolution des maladies vasculaires ischémiques.

Évaluation du rôle du récepteur CD36 comme cible thérapeutique potentielle dans le traitement de la maladie cardiaque ischémique

La maladie cardiaque ischémique, la plus commune des maladies qui affectent le cœur, est encore aujourd’hui une importante cause de décès dans les pays industrialisés. Une réponse cardio-métabolique inflammatoire à un changement aigu initié par une modification du métabolisme énergétique du cœur ischémique est accentuée après que l’apport en oxygène ait été rétabli. Parmi les altérations délétères dans le myocarde qui en résultent, sont inclus l’accumulation d’acides gras non estérifiés (AGNE) ainsi que leur oxydation au détriment de l’utilisation du glucose, ce qui amplifie la génération d’espèces réactives de l’oxygène (ROS). Les tissus en périphérie du cœur tel que le tissu adipeux peuvent affecter l’étendue des blessures au myocarde par la relâche en circulation de substances bioactives comme les AGNE et l’adiponectine. Le CD36 est le principal facilitateur de l’entrée d’AGNE dans le cœur et les adipocytes et constitue une importante cible métabolique spécialement lors d’un stress d’ischémie-reperfusion (I/R). Il a été rapporté précédemment par notre groupe qu’un ligand synthétique et sélectif envers le CD36 exerce un effet protecteur puissant sur le système vasculaire. Cependant, aucune étude in vivo n’a rapporté d’effet cardioprotecteur de ligands sélectifs envers le CD36. Ainsi, ce projet visait à évaluer le rôle et possiblement l’effet cardioprotecteur de ligands sélectifs du récepteur CD36 sur la blessure au myocarde en I/R. Des souris CD36+/+ et CD36-/- ont été traitées quotidiennement avec le EP 80317, le CP-3(iv) ou le véhicule pendant 14 jours avant de subir la ligature temporaire de l’artère coronaire antérieure descendante gauche (LAD). Notre première étude a montré que le EP 80317 exerce un effet cardioprotecteur puissant tel que montré par la réduction de la surface des lésions et l’amélioration de la fonction cardiaque in vivo suivant la blessure au myocarde en I/R. De plus, le EP 80317 a réduit l’internalisation totale d’AGNE dans le myocarde, mesurée in vivo par l’imagerie métabolique cardiaque, en accord avec la diminution du niveau circulant d’AGNE. Une réduction de la lipolyse révélée par une perfusion de radiotraceur de palmitate et une augmentation du niveau d’expression de gènes adipogéniques et anti-lipolytiques appuient davantage l’effet du EP 80317 dans la prévention de la mobilisation délétère d’acides gras du tissu adipeux. Notre deuxième étude a investigué le mécanisme cardioprotecteur d’une nouvelle génération de ligands dotés d’une plus grande affinité de liaison envers le CD36. Cette étude a montré que le CP-3(iv) est aussi pourvu d’un puissant effet cardioprotecteur comme le montre la réduction de la taille de l’infarctus et l’amélioration de la fonction cardiaque post-I/R du myocarde qui est fonction d’une signalisation métabolique et anti-oxydante de l’adiponectine. En effet, l’augmentation des principales voies de signalisation régulant la sécrétion de l’adiponectine et des gènes antioxydants a été démontrée dans le tissu adipeux suivant l’I/R du myocarde et un traitement avec le CP-3(iv). L’activation de la protéine kinase B ou Akt dans le myocarde avec la diminution de la génération de ROS et de la signalisation de mort cellulaire appuient davantage le rôle cardioprotecteur du CP-3(iv) dans l’I/R du myocarde. En conclusion, le travail présenté dans cette thèse soutient qu’une signalisation du CD36 par le EP 80317 et le CP-3(iv) pourrait s’avérer être une nouvelle approche thérapeutique dans le traitement de la maladie cardiaque ischémique. Ces ligands synthétiques sélectifs envers le CD36 provoquent un effet salutaire sur le myocarde ischémique par le biais d’une amélioration du profil métabolique dans les premières heures de la reperfusion. Le EP 80317 réduit le niveau délétère d’AGNE et leur internalisation dans le cœur en situation d’excès, tandis que le CP-3(iv) augmente le niveau bénéfique d’adiponectine et son effet cardioprotecteur.

Resonancia magnética cardiaca: medidas lineales y volumétricas en adultos sanos

Introducción: La gran mayoría de las medidas de normalidad utilizadas para la interpretación de resonancia cardiaca son extrapoladas de las medidas de ecocardiografía. Los limitados registros de medidas de normalidad se encuentran ajustados en poblaciones extranjeras, no hay registros en latinoamericanos. Objetivo: Determinar las dimensiones cardiacas utilizando resonancia magnética en una población de personas sin antecedente médicos con repercusión cardiaca para lograr una muestra de valores que permitan ajustar las medidas de normalidad utilizadas por nuestro servicio. Materiales y métodos: se analizaron 45 sujetos sanos con edad comprendida entre los 21 y 45 años, las adquisiciones se realizaron utilizando un equipo de RM de 1,5 teslas, el análisis de las imágenes se realizó mediante el programa Cardiac Volume Vx. Se evaluaron múltiples parámetros morfofuncionales a través de análisis estadístico por medio del sistema SPSS versión 23. Resultados: Mediciones obtenidas de ventrículo izquierdo principales fueron volumen diastólico en mujeres de 62 ml +/- 7.1 y en hombres de 65 ml +/- 11.2 y fracción de eyección de 60 % +/- 5 en mujeres y de 62 % +/- 9 en hombres. En ventrículo derecho el volumen diastólico final se encontró 81.8 ml +/- 14.6 en mujeres y 100 ml +/- 24.8 en hombres y fracción de eyección de 53 % +/- 17 en mujeres y de 45 % +/- 12 en hombres. Volumen de fin de diástole de 50 +/- 12.7 ml en mujeres y de 49 ml +/- 19 ml en hombres y fracción de eyección de aurícula izquierda de 55 % +/- 0.08 en mujeres y de 50 % +/- 0.07 en hombres. Volumen de fin de diástole de 44.1 ml +/- 18.5 en mujeres y de 49.2 ml +/- 22.9 en hombres y fracción de eyección de aurícula derecha de 50 % +/- 11 en mujeres y de 45 % +/- 8 en hombres. Se obtuvieron otras medidas lineales y volumétricas adicionales de cavidades cardiacas y de grandes vasos supracardiacos. Conclusiones: se describen los valores de referencia de los parámetros morfofuncionales de las cavidades cardiacas y de vasos supracardiacos. El sexo fue tenido en cuenta como covariable relacionada con la modificación de los parámetros evaluados. Se sugieren variaciones en las medidas de cavidades cardiacas para la población estudiada relacionada con aclimatación crónica a la altitud de la ciudad de Bogotá.

Stimulation of "stress-regulated" mitogen-activated protein kinases (stress-activated protein kinases/c-Jun N-terminal kinases and p38-mitogen-activated protein kinases) in perfused rat hearts by oxidative and other stresses.

"Stress-regulated" mitogen-activated protein kinases (SR-MAPKs) comprise the stress-activated protein kinases (SAPKs)/c-Jun N-terminal kinases (JNKs) and the p38-MAPKs. In the perfused heart, ischemia/reperfusion activates SR-MAPKs. Although the agent(s) directly responsible is unclear, reactive oxygen species are generated during ischemia/reperfusion. We have assessed the ability of oxidative stress (as exemplified by H2O2) to activate SR-MAPKs in the perfused heart and compared it with the effect of ischemia/reperfusion. H2O2 activated both SAPKs/JNKs and p38-MAPK. Maximal activation by H2O2 in both cases was observed at 0.5 mM. Whereas activation of p38-MAPK by H2O2 was comparable to that of ischemia and ischemia/reperfusion, activation of the SAPKs/JNKs was less than that of ischemia/reperfusion. As with ischemia/reperfusion, there was minimal activation of the ERK MAPK subfamily by H2O2. MAPK-activated protein kinase 2 (MAPKAPK2), a downstream substrate of p38-MAPKs, was activated by H2O2 to a similar extent as with ischemia or ischemia/reperfusion. In all instances, activation of MAPKAPK2 in perfused hearts was inhibited by SB203580, an inhibitor of p38-MAPKs. Perfusion of hearts at high aortic pressure (20 kilopascals) also activated the SR-MAPKs and MAPKAPK2. Free radical trapping agents (dimethyl sulfoxide and N-t-butyl-alpha-phenyl nitrone) inhibited the activation of SR-MAPKs and MAPKAPK2 by ischemia/reperfusion. These data are consistent with a role for reactive oxygen species in the activation of SR-MAPKs during ischemia/reperfusion.

Homocysteine Thiolactone Induces Cardiac Dysfunction: Role of Oxidative Stress

This study investigates the cardiac functioning in male Wistar rats after treatments with methionine and homocysteine thiolactone (HcyT). The rats were distributed into 3 groups and treated for 8 weeks. Group I was the control (CO) group, given water, group II was treated with methionine, and group III with HcyT (100 mg/kg). Morphometric and functional cardiac parameters were evaluated by echocardiography. Superoxide dismutase (SOD), catalase, and glutathione S-transferase activities, chemiluminescence, thiobarbituric acid reactive substances, and immunocontent were measured in the myocardium. Hyperhomocysteinemia was observed in rats submitted to the both treatments. The results showed diastolic function was compromised in HcyT group, seen by the increase of E/A (peak velocity of early (E) and late (A) diastolic filling) ratio, decrease in deceleration time of E wave and left ventricular isovolumic relaxation time. Myocardial performance index was increased in HcyT group and was found associated with increased SOD immunocontent. HcyT group demonstrated an increase in SOD, catalase, and glutatione S-transferase activity, and chemiluminescence and thiobarbituric acid reactive substances. Overall, these results indicated that HcyT induces a cardiac dysfunction and could be associated with oxidative stress increase in the myocardium.

Redox-sensitive prosurvival and proapoptotic protein expression in the myocardial remodeling post-infarction in rats

In this study, we investigated the oxidative stress influence in some prosurvival and proapoptotic proteins after myocardial infarction (MI). Male Wistar rats were divided in two groups: Sham-operated (control) and MI. MI was induced by left coronary artery occlusion. 28-days after surgery, echocardiographic, morphometric, and hemodynamic parameters were evaluated. Redox status (reduced to oxidized glutathione ratio, GSH/GSSG) and hydrogen peroxide levels (H(2)O(2)) were measured in heart tissue. The p-ERK/ERK, p-Akt/Akt, p-mTOR/mTOR and p-GSK-3 beta/GSK-3 beta ratios, as well as apoptosis-inducing factor (AIF) myocardial protein expression were quantified by Western blot. MI group showed an increase in cardiac hypertrophy (23%) associated with a decrease in ejection fraction (38%) and increase in left ventricular end-diastolic pressure (82%) when compared to control, characterizing ventricular dysfunction. Redox status imbalance was seen in MI animals, as evidenced by the decrease in the GSH/GSSG ratio (30%) and increased levels of H(2)O(2) (45%). This group also showed an increase in the ERK phosphorylation and a reduction of Akt and mTOR phosphorylation when compared to control. Moreover, we showed a reduction in the GSK-3 beta phosphorylation and an increase in AIF protein expression in MI group. Taken together, our results show increased H(2)O(2) levels and cellular redox imbalance associated to a higher p-ERK and AIF immunocontent, which would contribute to a maladaptive hypertrophy phenotype.

L-NAME Treatment Enhances Exercise-induced Content of Myocardial Heat Shock Protein 72 (Hsp72) in Rats

Background/Aim: Nitric oxide (NO) modulates the expression of the chaperone Hsp72 in the heart, and exercise stimulates both NO production and myocardial Hsp72 expression. The main purpose of the study was to investigate whether NO interferes with an exercise-induced myocardial Hsp72 expression. Methods: Male Wistar rats (70-100 days) were divided into control (C, n= 12), L-NAME-treated (L, n= 12), exercise (E, n= 13) and exercise plus L-NAME-treated (EL, n= 20) groups. L-NAME was given in drinking water (700 mg. L(-1)) and the exercise was performed on a treadmill (15-25 m.min(-1), 40-60 min. day(-1)) for seven days. Left ventricle (LV) protein Hsp content, NOS and phosphorylated-NOS (p-NOS) isoforms were measured using Western blotting. The activity of NOS was assayed in LV homogenates by the conversion of [(3)H] L-arginine to [(3)H] L-citrulline. Results: Hsp72 content was increased significantly (223%; p < 0.05) in the E group compared to the C group, but exercise alone did not alter the NOS content, p-NOS isoforms or NOS activity. Contrary to our expectation, L-NAME enhanced (p < 0.05) the exercise-induced Hsp72 content (EL vs. C, L and E groups = 1019%, 548% and 457%, respectively). Although the EL group had increased stimulatory p-eNOS(Ser1177) (over 200%) and decreased inhibitory p-nNOS(Ser852) (similar to 50%) compared to both the E and L groups (p < 0.05), NOS activity was similar in all groups. Conclusions: Our results suggest that exercise-induced cardiac Hsp72 expression does not depend on NO. Conversely, the in vivo L-NAME treatment enhances exercise-induced Hsp72 production. This effect may be due to an increase in cardiac stress. Copyright (C) 2011 S. Karger AG, Basel

Estudo comparativo da viabilidade miocárdica em áreas dissinérgicas ao ecocardiograma basal : cintilografia tomográfica com Tecnécio 99m-mibi sob baixa dose de Dobutamina versus Tálio em repouso-redistribuição

A cintilografia com radioisótopos em repouso tem despertado muito interesse nos últimos anos para pesquisa da viabilidade miocárdica na disfunção isquêmica avançada do VE, porque esta pode ser reversível e porque há melhora prognóstica neste contexto. O objetivo desse trabalho é buscar identificar a acurácia da cintilografia tomográfica Tc-99m-Sestamibi, sob a infusão de dobutamina em baixa dose. Foram protocolados trinta pacientes que sofreram um infarto do miocárdio com padrão “Q”, com dissinergia ao ecocardiograma, e submetidos a estudos perfusionais em dias diferentes, com Tc-99m-Sestamibi − dobutamina e Tl-201 em repouso-redistribuição 4 horas, usado como padrão ouro. Não ocorreram complicações com nenhum paciente submetido ao protocolo do estudo. Os resultados revelaram: sensibilidade = 85%, especificidade = 87%, valor preditivo positivo = 96%, valor preditivo negativo = 65 % e acurácia de = 85,2%. A razão de probabilidade positiva foi de 6,68 e a razão de probabilidade negativa de 0,17. Confrontando-se nossos dados com uma metanálise de resultados para o Tc-99m-Sestamibi em repouso, a sensibilidade no presente estudo foi 85% vs. 81% e a especificidade de 87% vs. 60%. Em relação aos dados da literatura para Tl-201: 85% vs. 90% e 87% vs. 54%, sensibilidade e especificidade, respectivamente. Em conclusão, o Tc-99m-Sestamibi sob a infusão de dobutamina parece ser um método promissor para detectar viabilidade superior a esta modalidade de cintilografia em repouso, com valores preditivos comparáveis à literatura disponível para esse mesmo método: 85,2% vs. 87%, 96% vs. 90% e 65% vs. 83%, para acurácia, valor preditivo positivo e valor preditivo negativo, respectivamente.

Energy Expenditure, Lipid Profile, Oxidative Stress, and Cardiac Energy Metabolism After Growth Hormone Treatment in Obese Young Rats

Obesity is rampant in modern society and growth hormone (GH) could be useful as adjunct therapy to reduce the obesity-induced cardiovascular damage. To investigate GH effects on obesity, initially 32 male Wistar rats were divided into two groups (n = 16): control (C) was fed standard-chow and water and hyper-caloric (H) was fed hypercaloric chow and 30% sucrose in its drinking water. After 45 days, both C and H groups were divided into two subgroups (n = 8): C + PL was fed standard-chow, water and received saline subcutaneously; C + GH was fed standard-chow, water, and received 2 mg/kg/day GH subcutaneously; H + PL was fed hypercaloric diet, 30% sucrose in its drinking water, and received saline subcutaneously; and H + GH was fed hypercaloric diet, 30% sucrose in its drinking water, and received GH subcutaneously. After 75 days of total experimental period, H + PL rats were considered obese, having higher body weight, body mass index, Lee-index, and atherogenic index (AI) compared to C + PL. Obesity was accompanied by enhanced myocardial lipid hydroperoxide (LH) and lactate dehydrogenase (LDH), as well of depressed energy expenditure (RMR) and oxygen consumption(VO(2))/body weight. H + GH rats had higher fasting RMR, as well as lower AI and myocardial LH than H + PL. Comparing C + GH with C + PL, despite no effects on morphometric parameters, lipid profile, myocardial LH, and LDH activity, GH enhanced fed RMR and myocardial pyruvate dehydrogenase. In conclusion, the present study brought new insights into the GH effects on obesity related cardiovascular damage demonstrating, for the first time, that GH regulated cardiac metabolic pathways, enhanced energy expenditure and improved the lipid profile in obesity condition. Growth hormone in standard fed condition also offered promising therapeutic value enhancing pyruvate-dehydrogenase activity and glucose oxidation in cardiac tissue, thus optimizing myocardial energy metabolism.