Ativação elétrica ventricular na ressincronização cardíaca caracterizada pelo mapeamento eletrocardiográfico de superfície

OBJETIVOS: Avaliar a ativação elétrica cardíaca usando Mapeamento Eletrocardiográfico de Superfície (MES), em pacientes com ICC e bloqueio de ramo esquerdo [BRE] submetidos a terapia de ressincronização cardíaca (CRT) com implante de marca-passo átrio-biventricular (MP-BIV). MÉTODOS: Foram analisados os tempos médios de ativação elétrica cardíaca no ventrículo direito (tempo médio de ativação do VD [mVD]), área ântero-septal (mAS), e ventrículo esquerdo (mVE), de 28 pacientes (idade média 61,2±9,5 anos, ICC classe III-IV NYHA, fração de ejeção <40%, BRE com QRS médio 181,2±19,4ms, SÂQRS= -8,5º±68,6º), mostrados nos mapas de linhas isócronas do MES, antes e após implante de marca-passo átrio-biventricular, e comparados a valores obtidos em um grupo controle composto de indivíduos normais [GNL], em três situações: (1) BRE nativo, (2) estimulação do VD; e (3) estimulação átrio-biventricular. RESULTADOS: situação (1): mVD e mAS foram semelhantes (41,0±11,8ms x 43,6±13,4ms), com mVE tardio (81,0±12,5ms, p<0,01) perdendo o sincronismo com o VD e a área ântero-septal; situação (2): mVD foi maior que no GNL (86,8±22,9ms, p<0,001), com maior diferença entre mAS e mVE (63,4±20,7ms x 102,7±20,3ms; p<0,001); situação (3): mVE e mVD foram semelhantes (72,0±32,0ms x 71,6±32,3ms), mVD foi maior que no GNL e BRE nativo (71,6±32,3ms x 35,1±10,9ms e 41,0±11,8ms; p<0,001), mAS se aproximou do GNL e BRE nativo (51,3±32,8ms x 50,1±11,4ms e 43,6±13,4ms). CONCLUSÃO: Pelo mapeamento eletrocardiográfico de superfície, tempos de ativação semelhantes no VD e VE e próximos daqueles da região ântero-septal indicam padrões de ativação ventricular sincronizada em portadores de ICC e BRE durante estimulação átrio-biventricular.

Ativação imune-inflamatória na insuficiência cardíaca

Apesar de relativamente recente, nota-se um acúmulo crescente e robusto de evidências experimentais e clínicas que apontam um estado gradativo de ativação imune-inflamatória em pacientes com insuficiência cardíaca (IC). Níveis elevados de diversas citocinas são encontrados na circulação e no músculo cardíaco de indivíduos com IC, correlacionando-se, invariavelmente, com o grau de gravidade da doença e agindo na disfunção endotelial, no estresse oxidativo, na indução de anemia, na apoptose miocitária e na perda gradativa de massa muscular esquelética - no que se convencionou denominar o paradigma inflamatório da IC. Não só o miocárdio, mas diversos tecidos parecem sintetizar tais citocinas e perpetuar esse contínuo estado de inflamação em baixo grau, inclusive leucócitos, monócitos, células musculares esqueléticas e endoteliais - em resposta a estímulos hemodinâmicos, infecciosos, à hipóxia, ao estresse oxidativo e à ativação neuro-humoral, entre outros. Desse modo, forma-se uma rede de moléculas que interagem entre si, estabelecendo, ainda, conexões com outros eixos que efetivamente contribuem para a deterioração clínica dos pacientes - o que se encaixa no modelo fisiopatológico de acometimento multissistêmico que tem sido cada vez mais atribuído à IC. Ainda que a dosagem periférica desses biomarcadores reúna evidências bastante sólidas de poder prognóstico, os resultados dos ensaios terapêuticos que modularam em fase clínica a alça imune-inflamatória foram, até então, pouco encorajadores. Desse modo, acreditamos que é fundamental compreender melhor a ativação inflamatória e sua multifacetada relação com os eixos de descompensação da doença, para que possamos estabelecer novas perspectivas terapêuticas com impacto de relevância em um futuro próximo.

Ativação adrenérgica intramiocárdica na cardiomiopatia chagásica e doença arterial coronariana

FUNDAMENTO: A norepinefrina miocárdica está alterada na disfunção ventricular esquerda. Em pacientes com cardiomiopatia chagásica (CC), essa questão ainda não foi discutida. OBJETIVO: Determinar o nível de norepinefrina (NE) miocárdica em pacientes com CC e compará-la em pacientes com doença arterial coronariana (DAC) e relacionar NE miocárdica com a fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FEVE). MÉTODOS: Estudamos 39 pacientes com CC, divididos em grupo 1: 21 indivíduos com FEVE normal e grupo 2: 18 com FEVE diminuída. Dezessete pacientes com DAC foram divididos em grupo 3: 12 indivíduos com FEVE normal e grupo 4: 5 indivíduos com FEVE diminuída. Ecocardiografia bidimensional foi usada para medir a FEVE. A NE miocárdica foi determinada através de Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC). RESULTADOS: A NE miocárdica na CC com e sem disfunção ventricular foi 1,3±1,3 e 6,1±4,2 pg/μg de proteína não-colagenosa, respectivamente (p<0,0001); na DAC com e sem disfunção ventricular, foi 3,3±3,0 e 9,8±4,2 pg/μg de proteína não-colagenosa, respectivamente (p<0,0001). Uma correlação positive foi observada entre a FEVE e a concentração de NE miocárdica em pacientes com CC (p<0,01; r = 0,57) e também naqueles com DAC (p<0,01; r=0,69). Uma diferença significante foi demonstrada entre as concentrações de NE em pacientes com FEVE normal (grupos 1 e 3; p = 0,0182), mas nenhuma diferença foi observada em pacientes com FEVE diminuída (grupos 2 e 4; p = 0,1467). CONCLUSÃO: Pacientes com CC e fração de ejeção global normal apresentam uma denervação cardíaca precoce, quando comparados à pacientes com doença arterial coronariana.

Óxido nítrico e sistema cardiovascular: ativação celular, reatividade vascular e variante genética

O óxido nítrico (NO), primariamente identificado como um fator relaxante derivado do endotélio, é um radical livre atuante na sinalização de diferentes processos biológicos. A identificação das isoformas das sintases do NO (NOS) e a subsequente caracterização dos mecanismos de ativação celulares das enzimas possibilitaram tanto a compreensão de parte das interações fisiológicas como a compreensão de parte dos mecanismos de doença, na qual o NO está envolvido. A isoforma endotelial da NOS (eNOS), expressa principalmente no endotélio vascular, desempenha importante papel na regulação da reatividade vascular e no desenvolvimento e na progressão da aterosclerose. Esta revisão tem o propósito de contextualizar o leitor sobre a estrutura da eNOS e seus mecanismos de ativação celular. Tendo em vista os avanços da biologia molecular, trataremos ainda dos conhecidos mecanismos de regulação da expressão gênica e do papel de variantes no código genético da eNOS associados a fenótipos cardiovasculares. Embora se reconheça a importância do NO como molécula ateroprotetora, nossa atenção estará voltada à revisão de literatura envolvendo NO e sua participação na modulação do fenótipo de vasodilatação muscular.

Ativação adrenérgica alterada se associa à recuperação anormal da Frequência Cardíaca?

FUNDAMENTO: Frequência Cardíaca de Recuperação (RFC) reflete a capacidade do sistema cardiovascular de reverter a supressão vagal ocasionada pelo exercício. A cintilografia com metaiodobenzilguanidina (I¹²³ MIBG) avalia a inervação e ativação adrenérgica cardíaca. A associação entre esses dois métodos não está bem esclarecida. OBJETIVO: Avaliar associação entre RFC e Taxa de "Washout" (WO) de I¹²³ MIBG em pacientes com Insuficiência Cardíaca (IC). MÉTODOS: Vinte e cinco pacientes com fração de ejeção < 45% realizaram teste ergométrico, sendo analisada a variação da RFC do 1º ao 8º minuto pós-esforço. Submetidos a I¹²³ MIBG foram separados em grupos pela WO: G1) < 27% e G2) > 27%. Para análise estatística, foi utilizado teste U de Mann Whitney e o coeficiente de correlação de Spearman. RESULTADOS: G2 demonstrou uma variação mais lenta da RFC: 1º minuto: G1: 21,5 (16,12 - 26,87) vs G2: 11,00 (8,5 - 13,5) bpm, p = 0,001; 2º minuto: G1: 34 (29 - 39) vs G2: 20 (14 - 26) bpm, p = 0,001; 3º minuto: G1: 46 (37,8 - 54,1) vs G2: 30 (22 - 38) bpm, p = 0,005; 5º minuto: G1: 51,5 (42 - 61) vs G2: 39 (31,5 - 46,5) bpm, p = 0,013; e no 8º minuto: G1: 54,5 (46,5 - 62,5) vs G2: 43 (34 - 52) bpm, p = 0,037. A RFC no 1º (r = -0,555; p = 0,004), e 2º minuto (r = -0,550; p = 0,004) apresentaram correlação negativa com WO. CONCLUSÃO: Pacientes com IC e WO elevado apresentaram uma RFC anormal em comparação com pacientes com WO normal. Tais achados sugerem que a ativação adrenérgica pode influenciar na RFC.

Role of the chemokine receptor CX3CR1 in the mobilization of phagocytic retinal microglial cells.

We recently showed that subretinal CX3CR1-dependent microglial cell (MC) accumulation may lead to age-related macular degeneration. The fate of MC after engulfing retinal debris is poorly understood. Severe photoreceptor degeneration was observed 40days after exposure to bright light in CX3CR1-deficient but not control mice, and more MCs accumulated in the subretinal space of the former than the latter. To study the fate of subretinal MCs in CX3CR1 competent animals, we used a dystrophic rat model in which abundant subretinal MC accumulation is observed secondary to retinal degeneration. In dystrophic rats, MCs containing rhodopsin or rod outer segment (ROS) debris were found outside the outer retina at sites suggesting choroidal and ciliary egress. In conclusion, our data indicate that MC accumulation at injury sites is independent of CX3CR1 and precedes photoreceptor degeneration. The ectopic presence of rhodopsin-positive MCs suggests that CX3CR1 participates in MC egress from the outer retina.

Involvement of microglia-neuron interactions in the tumor necrosis factor-alpha release, microglial activation, and neurodegeneration induced by trimethyltin.

Trimethyltin (TMT) is a neurotoxicant known to induce early microglial activation. The present study was undertaken to investigate the role played by these microglial cells in the TMT-induced neurotoxicity. The effects of TMT were investigated in monolayer cultures of isolated microglia or in neuron-enriched cultures and in neuron-microglia and astrocyte-microglia cocultures. The end points used were morphological criteria; evaluation of cell death and cell proliferation; and measurements of tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha), interleukin-6 (IL-6), and nitric oxide (NO) release in culture supernatant. The results showed that, in cultures of microglia, TMT (10(-6) M) caused, after a 5-day treatment, an increased release of TNF-alpha, without affecting microglial shape or cell viability. When microglia were cocultured with astrocytes, TNF-alpha release was decreased to undetectable levels. In contrast, in neuron-microglia cocultures, TNF-alpha levels were found to increase at lower concentrations of TMT (i.e., 10(-8) M). Moreover, at 10(-6) M of TMT, microglia displayed further morphological activation, as suggested by process retraction and by decrease in cell size. No morphological activation was observed in cultures of isolated microglial cells and in astrocyte-microglia cocultures. With regard to neurons, 10(-6) M of TMT induced about 30% of cell death, when applied to neuron-enriched cultures, whereas close to 100% of neuronal death was observed in neuron-microglia cocultures. In conclusion, whereas astrocytes may rather dampen the microglial activation by decreasing microglial TNF-alpha production, neuronal-microglial interactions lead to enhanced microglial activation. This microglial activation, in turn, exacerbates the neurotoxic effects of TMT. TNF-alpha may play a major role in such cell-cell communications.

Microglial reaction induced by noncytotoxic methylmercury treatment leads to neuroprotection via interactions with astrocytes and IL-6 release.

Microglial cells react early to a neurotoxic insult. However, the bioactive factors and the cell-cell interactions leading to microglial activation and finally to a neuroprotective or neurodegenerative outcome remain to be elucidated. Therefore, we analyzed the microglial reaction induced by methylmercury (MeHgCl) using cell cultures of different complexity. Isolated microglia were found to be directly activated by MeHgCl (10(-10) to 10(-6) M), as indicated by process retraction, enhanced lectin staining, and cluster formation. An association of MeHgCl-induced microglial clusters with astrocytes and neurons was observed in three-dimensional cultures. Close proximity was found between the clusters of lectin-stained microglia and astrocytes immunostained for glial fibrillary acidic protein (GFAP), which may facilitate interactions between astrocytes and reactive microglia. In contrast, immunoreactivity for microtubule-associated protein (MAP-2), a neuronal marker, was absent in the vicinity of the microglial clusters. Interactions between astrocytes and microglia were studied in cocultures treated for 10 days with MeHgCl. Interleukin-6 release was increased at 10(-7) M of MeHgCl, whereas it was decreased when each of these two cell types was cultured separately. Moreover, addition of IL-6 to three-dimensional brain cell cultures treated with 3 x 10(-7) M of MeHgCl prevented the decrease in immunostaining of the neuronal markers MAP-2 and neurofilament-M. IL-6 administered to three-dimensional cultures in the absence of MeHgCl caused astrogliosis, as indicated by increased GFAP immunoreactivity. Altogether, these results show that microglial cells are directly activated by MeHgCl and that the interaction between activated microglia and astrocytes can increase local IL-6 release, which may cause astrocyte reactivity and neuroprotection.

Large A-fiber activity is required for microglial proliferation and p38 MAPK activation in the spinal cord: different effects of resiniferatoxin and bupivacaine on spinal microglial changes after spared nerve injury.

BACKGROUND: After peripheral nerve injury, spontaneous ectopic activity arising from the peripheral axons plays an important role in inducing central sensitization and neuropathic pain. Recent evidence indicates that activation of spinal cord microglia also contributes to the development of neuropathic pain. In particular, activation of p38 mitogen-activated protein kinase (MAPK) in spinal microglia is required for the development of mechanical allodynia. However, activity-dependent activation of microglia after nerve injury has not been fully addressed. To determine whether spontaneous activity from C- or A-fibers is required for microglial activation, we used resiniferatoxin (RTX) to block the conduction of transient receptor potential vanilloid subtype 1 (TRPV1) positive fibers (mostly C- and Adelta-fibers) and bupivacaine microspheres to block all fibers of the sciatic nerve in rats before spared nerve injury (SNI), and observed spinal microglial changes 2 days later. RESULTS: SNI induced robust mechanical allodynia and p38 activation in spinal microglia. SNI also induced marked cell proliferation in the spinal cord, and all the proliferating cells (BrdU+) were microglia (Iba1+). Bupivacaine induced a complete sensory and motor blockade and also significantly inhibited p38 activation and microglial proliferation in the spinal cord. In contrast, and although it produced an efficient nociceptive block, RTX failed to inhibit p38 activation and microglial proliferation in the spinal cord. CONCLUSION: (1) Blocking peripheral input in TRPV1-positive fibers (presumably C-fibers) is not enough to prevent nerve injury-induced spinal microglial activation. (2) Peripheral input from large myelinated fibers is important for microglial activation. (3) Microglial activation is associated with mechanical allodynia.

Repeated exposure to Ochratoxin A generates a neuroinflammatory response, characterized by neurodegenerative M1 microglial phenotype.

Neurotoxic effects of the environmentally abundant mycotoxin Ochratoxin A (OTA) were studied in histotypic 3D rat brain cell cultures, comprising all brain cell types. Cultures were exposed to nanomolar OTA concentrations and samples were collected 48h after a single exposure, or after 10 days of repeated administration. OTA-induced changes in gene- and protein expression, as well as alterations in cell morphology were assessed. Forty-eight-hour OTA exposure resulted in a disruption of the neuronal cytoskeleton and reduced expression of several oligodendrocyte-specific markers indicative of demyelination. Astrocyte disturbances were revealed by a decrease in two astrocytic proteins involved in regulation of inflammatory responses, metallothioneins I and II. Repeated OTA administration induced a neuroinflammatory response, as visualized by an increase of isolectin B4 labelled cells, increased expression of pro-inflammatory cytokines, and detection of macrophagic ED1/CD68 positive cells, as well as an upregulation of neurodegenerative M1 microglial phenotype markers. Partial recovery from OTA-induced deleterious effects on oligodendrocytes and astrocytes was achieved by co-treatment with sonic hedgehog (SHH). In addition, metallothionein I and II co-treatment partially restored OTA-induced effects on oligodendrocytes after 48h, and modulated microglial reactivity after 10 days. These results suggest that OTA-exposure affects Shh-signalling, which in turn may influence both oligodendrocytes and astrocytes. Furthermore, the primarily astrocytic proteins MTI/MTII may affect microglial activation. Thus the neuroinflammatory response appears to be downstream of OTA-induced effects on demyelination, axonal instabilities and astrocytes disturbances. In conclusion, repeated OTA-exposure induced a secondary neuroinflammatory response characterized by neurodegenerative M1 microglial activation and pro-inflammatory response that could exacerbate the neurodegenerative process.

Determinação de manganês em presença de ferro: análise de solo por ativação neutrônica instrumental

A técnica analítica nuclear de ativação neutrônica é multielementar, precisa, exata e, além de outras características, tem sido indicada como técnica primária na determinação elementar principalmente de solo. Entretanto, ao ser aplicada, não está isenta de interferências inerentes à técnica, como a ocorrência de reações de interferências primárias, cuja contribuição depende das características do fluxo de nêutrons do reator, do local de irradiação, etc. Essas reações ocorrem durante a irradiação, quando a amostra é submetida ao fluxo de nêutrons no reator no qual há contribuição de nêutrons de diversas energias. Uma interferência que pode ser significativa é a determinação de Mn em presença de Fe, pois a formação extra do 56Mn poderá não permitir afirmar se a concentração de Mn determinada deve-se à interferência do Fe ou não. Para verificar se essa interferência é significativa, ao analisar amostras com elevada concentração de Fe no reator TRIGA MARK I IPR-R1 do CDTN/CNEN, foi realizado este estudo, visando determinar o Mn em solo do Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais, Brasil, no qual há ocorrência de minérios com teores da ordem de 40 a 60 % em Fe. Os resultados mostraram que na reação de 56Fe com nêutrons rápidos a formação de 56Mn é pouco significativa, não havendo necessidade de aplicar a correção da interferência.

Microglial responsiveness as a sensitive marker for trimethyltin (TMT) neurotoxicity.

Activation of microglia is a well-documented phenomenon associated with diverse pathological conditions of the central nervous system. In order to investigate the involvement of microglial cells in the neurotoxic action of the heavy metal compound trimethyltin, three-dimensional brain cell cultures were treated during an early developmental period, using concentrations at or below the limit of cytotoxicity. Microglial cells were studied by cytochemical staining, using horseradish peroxidase-conjugated B4 isolectin (GSI-B4). In parallel, neurotoxic effects were assessed by determining the content of synaptophysin and synapsin I, both in the total homogenates and in the synaptosomal fraction of the cultures. Changes in the content of the specific growth cone protein, GAP-43, were also analyzed. It was found that low, non-cytotoxic concentrations of TMT (10(-9) to 10(-8) M) caused a significant increase in the number and/or the clustering of microglial cells. A decrease in the synaptic protein (synapsin I, synaptophysin) content was detected at 10(-8) M of TMT in synaptosomal fractions, whereas in the total homogenates, changes in synaptic proteins and GAP-43 were observed only at the cytotoxic TMT concentration (10(-6) M). Although it remains to be shown whether the microglial response is caused by direct or indirect action of TMT, the present findings show that microglial responsiveness can be detected prior to any sign of neuronal degeneration, and may serve as a sensitive indicator for heavy metal neurotoxicity in the brain.

Determinação da composição mineral de subprodutos agroindustriais utilizados na alimentação animal, pela técnica de ativação neutrônica

O presente trabalho teve como objetivo analisar alguns subprodutos agroindustriais utilizados na alimentação animal e identificar os principais minerais presentes. Amostras de farelos de algodão, arroz, canola, soja e trigo; farinhas de peixe, carne e penas + vísceras; cascas de algodão, arroz, laranja; bagaços de tomate e de laranja foram coletadas em diferentes locais de produção. O método analítico empregado foi a análise por ativação com nêutrons seguida de espectrometria gama. Os níveis de minerais encontrados em todas as amostras, inclusive aqueles considerados tóxicos, tais como As, Cd e Hg, não excederam os limites máximos permitidos em dietas para animais domésticos. Os valores obtidos foram comparados com os comumente encontrados em forragens.

Induction of apoptosis by mercury compounds depends on maturation and is not associated with microglial activation

The earliest sign of neurotoxicity observed after exposure of three-dimensional brain cell cultures to low concentrations of mercury compounds is a microglial reaction. We hypothesized that an induction of apoptosis by mercury compounds could be an activating signal of the microglial reaction. Aggregating brain cell cultures of fetal rat telencephalon were treated for 10 days with either mercury chloride or monomethylmercury chloride at noncytotoxic concentrations during two developmental periods: from day 5 to 15, corresponding to an immature stage, and from day 25 to 35 corresponding to a mature stage. Apoptosis was evaluated by the TUNEL technique. It was found that both mercury compounds caused a significant increase in the number of apoptotic cells, but exclusively in immature cultures exhibiting also spontaneous apoptosis. Double staining by the TUNEL technique combined with either neuronal or astroglial markers revealed that the proportion of cells undergoing apoptosis was highest for astrocytes. Furthermore neither an association nor a colocalization was found between apoptotic cells and microglial cells. In conclusion, it appears that the induction of apoptosis by mercury compounds in immature cells is only an acceleration of a spontaneously occurring process, and that it is not a directly related to the early microglial reaction.

Lipid-bloated subretinal microglial cells are at the origin of drusen appearance in CX3CR1-deficient mice.

Drusen, the white yellowish deposits that can be seen in funduscopy, are a hallmark of age-related macular degeneration. Histologically, drusen are believed to be dome-shaped or more confluent lipid accumulations between the retinal pigment epithelium and the choriocapillaries. Recent advances in mouse funduscopy have revealed the presence of drusen-like structures in chemokine knockout animals in the absence of sizeable dome-shaped material below the retinal pigment epithelium. We show that aged CX3CR1-/- mice present with drusen-like appearance in funduscopy that is associated with a progressive age-related microglial cell accumulation in the subretinal space. We demonstrate that the anatomical equivalent of the drusen-like appearance in these mice are lipid-bloated subretinal microglial cells rather than subretinal pigment epithelium deposits [Combadière C, et al: J Clin Invest 2007;117:2920-2928].