Myocardial dysfunction with increased ventricular compliance in volume overload hypertrophy

The aim this study was to evaluate systolic and diastolic function in volume overload induced myocardial hypertrophy in rats.Volume overload myocardial hypertrophy was induced in thirteen male Wistar rats by creating infrarenal arteriovenous fistula (AVF). The results were compared with a SHAM operated group (n = 11). Eight weeks after surgery, tail-cuff blood pressure was recorded, then rats were sacrificed for isolated heart studies using Langendorffs preparation.AVF rats presented increased left and right ventricular weights, compared to controls. The increased normalized ventricular volume (V0/LVW, 0.141 +/- 0.035 mL/g vs. 0.267 +/- 0.071 mL/g, P < 0.001) in the AVF group indicated chamber dilation. Myocardial hydroxyproline concentration remained unchanged. There was a significant decrease in +dP/dt (3318 +/- 352 mm Hg s(-1) vs. 2769 +/- 399 mm Hg s(-1); P=0,002), end-systolic pressure-volume relation (246 +/- 56 mm Hg mL(-1) vs. 114 +/- 63 mm Hg mL(-1);, P < 0,001), and -dP/dt (1746 +/- 240 min Hg s(-1) vs. 1361 +/- 217 mm Hg s(-1), P < 0.001) in the AVF group, which presented increased ventricular compliance (Delta V-25: SHAM=0.172 +/- 0.05 mL vs. AVF=0.321 +/- 0.072 mL, P < 0.001) with preserved myocardial passive stiffness (Strain(25): SHAM=13.5 +/- 3.0% vs. AVF=12.3 +/- 1.9%, P > 0.05).We conclude that volume-overload induced hypertrophy causes myocardial systolic and diastolic dysfunction with increased ventricular compliance. These haemodynamic features help to explain the long-term compensatory phase of chronic volume overload before transition to overt congestive heart failure. (c) 2006 European Society of Cardiology. Published by Elsevier B.V. All rights reserved.

Tobacco smoke-induced left ventricular remodelling is not associated with metalloproteinase-2 or -9 activation

Aim: To investigate the role of MMP-2 and MMP-9 in cardiac remodelling induced by tobacco smoke exposure in rats.Methods: Rats were allocated into two groups: C (n = 9): control animals; ETS (n = 9): exposed to tobacco smoke. After 4months, the animals underwent echocardiography, morphometric study and determination of MMP-2 and MMP-9 activity.Results: ETS rats had larger diastolic (C= 15.6 +/- 1.2 mm/kg, ETS = 18.0 +/- 0.9 mm/kg; p < 0.001) and systolic (C= 7.3 +/- 1.2 mm/kg, ETS = 9.2 0.9 mm/kg; p = 0.001) ventricular diameters adjusted for body weight. Fractional shortening (C= 53 +/- 4.8%, ETS = 48 +/- 3.3%; p = 0.031) and ejection fraction (C= 0. 89 +/- 0.03 5 ETS = 0. 86 +/- 0.02; p = 0.03 0) were smaller in the ETS group. Myocyte cross-sectional area (C= 245 8 mu m(2), ETS=253 8 mu m(2); p = 0.028) was higher in ETS rats. There were no differences in MNtP-2 (C=50 +/- 14%; ETS 43 +/- 11%, p 0.22 +/- 8) or MMP-9 (C=0.36 +/- 0.3%; ETS=0.62 +/- 0.3%, p=0.630) activity between the groups.Conclusion: MMP-2 and MMP-9 did not participate in the remodelling process induced by tobacco smoke exposure. (c) 2007 European Society of Cardiology. Published by Elsevier B.V. All rights reserved.

Influence of fluid volume variations on the calculated value of the left ventricular mass measured by echocardiogram in patients submitted to hemodialysis

The left ventricular mass (LVM) measurement is of major importance for renal patients, as ventricular hypertrophy is an important prognostic index. The echo-cardiogram of the ventricular mass is larger before than it is after hemodialysis, which can confuse data interpretation. The aim of this work is to study the influence of alterations in fluid volume on the variations in measurements of ventricular mass observed during the course of a hemodialysis. Sixteen patients with chronic renal insufficiency in hemodialysis were evaluated at the Dialysis Unit of the University Hospital-UNESP, Botucatu, São Paulo State. The left ventricular mass was calculated from echocardiograms taken before and after hemodialysis and simultaneous ultra-filtration (12 patients: UF GROUP) and before and after hemodialysis isovolemic phase with sequential ultra-filtration (10 patients: ISO GROUP). Six of these patients were submitted to measurements of left ventricular mass before and after hemodialysis in both isovolemic and simultaneous ultra-filtration procedures. In the UF group, there was significant reduction in the following parameters before and after dialysis: diastolic diameter from 54.0 +/- 6.0 mm to 45.6 +/- 7.6 mm; left ventricular mass from 342 +/- 114 g to 265 +/- 117 g; and its respective index (IMVE) from 214 +/- 68 g/m(2) to 168 +/- 71 g/m(2). The ISO group showed no statistically significant variation. The behavior of the variables of six patients submitted to both observations confirm these results. In conclusion, the variations in echocardiogram measurements of the left ventricular mass relating to hemodialysis appear to be induced by alterations of the volemic condition.

beta-carotene attenuates the paradoxical effect of tobacco smoke on the mortality of rats after experimental myocardial infarction

The objective of this study was to investigate the effects of exposure to tobacco smoke (ETS) in rats that were or were not supplemented with dietary beta-carotene (BC), on ventricular remodeling and survival after myocardial infarction (MI). Rats (n = 189) were allocated to 4 groups: the control group, n = 45; group BC administered 500 mg/kg diet, n = 49, BC supplemented rats; group ETS, n = 55, rats exposed to tobacco smoke; and group BC+ETS, n = 40. Wistar rats weighing 100 g were administered one of the treatments until they weighed 200 to 250 g (similar to 5 wk). The ETS rats were exposed to cigarette smoke for 30 min 4 times/d, in a chamber connected to a smoking device. After reaching a weight of 200-250 g, rats were subjected to experimental MI (coronary artery occlusion) and mortality rates were determined over the next 105 d. In addition, echocardiographic, isolated heart, morphometrical, and biochemical studies were performed. Mortality data were tested using Kaplan-Meyer curves and other data by 2-way ANOVA. Survival rates were greater in the ETS group (58.2%) than in the control (33.3%) (P = 0.001) and BC+ETS rats (30.0%) (P = 0.007). The groups did not differ in the other comparisons. Left ventricular end-diastolic diameter normalized to body weight was greater and maximal systolic pressures were lower in the ETS groups than in non-ETS groups. Previous exposure to tobacco smoke induced a process of cardiac remodeling after MI. There is a paradoxical protector effect with tobacco smoke exposure, characterized by lower mortality, which is offset by BC supplementation.

Dysautonomia and ventricular dysfunction in the indeterminate form of Chagas disease

Background: the associations between autonomic function and biventricular function in patients with the indeterminate form of Chagas disease remains to be elucidated.Methods: In 42 asymptornatic patients and 19 healthy volunteers, the autonomic function was assessed by time domain indices of heart rate variability (HRV), analyzed for 24 h; the right ventricular function was assessed by fraction area change, right ventricle shortening, and systolic excursion of the tricuspid valve; and the left ventricular function was assessed by ejection fraction and transmittal flow velocities. Data were expressed as mean SD or medians (including the lower quartile and upper quartile). Groups were compared by Student's t or Mann-Whitney U test. Autonomic and ventricular function were correlated by Pearson's or Spearman's correlation coefficient. The level of significance was 5%.Results: Right and left ventricular systolic function indexes were comparable between groups. Transmittal flow velocities were decreased in the Chagas disease group (p < 0.05). The patients presented impaired HRV as indicated by the values of SDNN-day (80 (64-99) ms vs. 98 (78-127) ms; p = 0.045), SDNNI-24 It (54 (43-71) vs. 65 (54-105) ms; p = 0.027), SDNNI-day (49 (42-64) vs. 67 (48-76) ms; p = 0.045), pNN50-day (2.2 (0.7-5)% vs. 10 (3-11)%; p = 0.033); and pNN50-24 It (3 (1-7)% vs. 12 (8-19)%; p = 0.013). There were no correlations between the left ventricular diastolic indices and autonomic dysfunctional indices (p > 0.05).Conclusion: Patients with the indeterminate form of Chagas disease have both dysautonomia, and left ventricular diastolic dysfunction. However, the right ventricular function is preserved. Importantly, ventricular diastolic dysfunction and dysautonomia. are independent phenomena. (c) 2005 Elsevier B.V.. All rights reserved.

Padrão de remodelação e função ventricular em ratos expostos à fumaça do cigarro

FUNDAMENTO: A relevância do padrão de remodelação no modelo de ratos expostos à fumaça do cigarro não é conhecida. OBJETIVO: Analisar a presença de diferentes padrões de remodelação nesse modelo e sua relação com a função ventricular. MÉTODOS: Ratos fumantes (n=47) foram divididos de acordo com o padrão de geometria, analisado pelo ecocardiograma: normal (índice de massa normal e espessura relativa normal), remodelação concêntrica (índice de massa normal e espessura relativa aumentada), hipertrofia concêntrica (índice de massa aumentado e espessura relativa aumentada) e hipertrofia excêntrica (índice de massa aumentado e espessura relativa normal). RESULTADOS: Os ratos fumantes apresentaram um dos quatro padrões de geometria: padrão normal, 51%; hipertrofia excêntrica:,32%; hipertrofia concêntrica, 13% e remodelação concêntrica, 4%. Os grupos normal e hipertrofia excêntrica apresentaram menores valores de fração de ejeção e porcentagem de encurtamento que o grupo hipertrofia concêntrica. Treze animais (28%) apresentaram disfunção sistólica, detectada pela fração de ejeção e pela porcentagem de encurtamento. Na análise de regressão univariada, os padrões de geometria e o índice de massa não foram fator de predição de disfunção ventricular (p>0,05). Por outro lado, o aumento da espessura relativa da parede foi fator de predição de disfunção ventricular na análise univariada (p<0,001) e na análise multivariada, após ajuste para o índice de massa (p=0,003). CONCLUSÃO: Ratos expostos à fumaça do cigarro apresentam um dos quatro diferentes padrões de remodelação. Entre as variáveis geométricas analisadas, somente o aumento da espessura relativa da parede do ventrículo esquerdo foi fator de predição de disfunção ventricular nesse modelo.

A exposição crônica à fumaça do cigarro resulta em remodelação cardíaca e prejuízo da função ventricular em ratos

OBJETIVO: Determinar as alterações cardíacas estruturais e funcionais causadas pela exposição à fumaça do cigarro em ratos. MÉTODOS: Os animais foram aleatoriamente distribuídos em dois grupos: fumante (F), composto por 10 animais, expostos à fumaça do cigarro, na taxa de 40 cigarros/dia e controle (C), constituído por 10 animais não submetidos à exposição. Após 4 meses, os animais foram submetidos a estudo morfológico e funcional por meio do ecocardiograma. As variáveis estudadas foram analisadas pelo teste t ou pelo teste de Mann-Whitney. RESULTADOS: Os ratos fumantes apresentaram maior átrio esquerdo (F=4,2± 0,7mm; C=3,5±0,6mm; p<0,05), maiores diâmetros diastólicos (F=7,9±0,7mm; C=7,2±0,5mm; p<0,05) e sistólicos (F=4,1 ±0,5; C=3,4±0,5; p<0,05) do ventrículo esquerdo (VE). O índice de massa do VE foi maior nos animais fumantes (F=1,5 mg/kg± 0,2; C=1,3 mg/kg±0,2; p<0,05), e a fração de ejeção (F=0,85±0,03; C=0,89±0,03; p<0,05) e a fração de encurtamento (F=47,8 %±3,7; C=52,7%±4,6; p<0,05) maiores no grupo controle. Não foram identificadas diferenças nas variáveis de fluxo diastólico (onda E, na onda A e na relação E/A) transmitral. CONCLUSÃO: A exposição crônica à fumaça do cigarro resulta em remodelação cardíaca, com diminuição da capacidade funcional ventricular.

A exposição à fumaça de cigarro intensifica a remodelação ventricular após o infarto agudo do miocárdio

OBJETIVO: Analisar os efeitos da exposição à fumaça de cigarro (EFC) na remodelação ventricular após o infarto agudo do miocárdio (IAM). MÉTODOS: Ratos foram infartados e distribuídos em dois grupos: C (controle, n = 31) e F (EFC: 40 cigarros/dia, n = 22). Após seis meses, foi realizado ecocardiograma, estudo funcional com coração isolado e morfometria. Para comparação, foi utilizado o teste t (com média ± desvio padrão) ou teste de Mann-Whitney (com mediana e percentis 25 e 75). RESULTADOS: Os animais EFC apresentaram tendência a maiores áreas ventriculares diastólicas (C = 1,5 ± 0,4 mm², F = 1,9 ± 0,4 mm²; p = 0,08) e sistólicas (C = 1,05 ± 0,3 mm², F = 1,32 ± 0,4 mm²; p = 0,08) do VE. A função sistólica do VE, avaliada pela fração de variação de área, tendeu a ser menor nos animais EFC (C = 31,9 ± 9,3 %, F = 25,5 ± 7,6 %; p = 0,08). Os valores da - dp/dt dos animais EFC foram estatisticamente inferiores (C = 1474 ± 397 mmHg, F = 916 ± 261 mmHg; p = 0,02) aos animais-controle. Os animais EFC apresentaram maior peso do VD, ajustado ao peso corporal (C = 0,8 ± 0,3 mg/g, F = 1,3 ± 0,4 mg/g; p = 0,01), maior teor de água nos pulmões (C = 4,8 (4,3-4,8)%, F = 5,4 (5,1-5,5); p = 0,03) e maior área seccional do miócito do VE (C = 239,8 ± 5,8 µm², F = 253,9 ± 7,9 µm²; p = 0,01). CONCLUSÃO: A exposição à fumaça de cigarro intensifica a remodelação ventricular após IAM.

Critérios ecocardiográficos para definição de graus de disfunção ventricular em ratos portadores de estenose aórtica

OBJETIVO: O objetivo deste estudo foi identificar variáveis ecocardiográficas que definam graus de disfunção cardíaca em ratos com estenose aórtica (EAo). MÉTODOS: Ratos Wistar (n = 23), machos (90-100 g), foram submetidos a cirurgia para indução de EAo. As variáveis ecocardiográficas analisadas foram: diâmetros diastólico do ventrículo esquerdo (DDVE) e sistólico do átrio esquerdo em valores absolutos e normalizados para o peso corporal; diâmetro sistólico do VE (DSVE); três índices de encurtamento do VE (% de encurtamento endocárdico, %Enc.Endo; % de encurtamento miocárdico, %Enc.Mio; e velocidade de encurtamento da parede posterior do VE, VEPP); e índice de massa do VE (IMVE). Essas variáveis foram utilizadas para a análise de agrupamento (cluster analysis). RESULTADOS: A análise de agrupamento possibilitou separar os ratos com EAo em dois grupos: disfunção leve (n = 13) e disfunção severa (n = 9). Os intervalos de confiança das seguintes variáveis não apresentaram superposição dos seus valores: DDVE, DSVE, %Enc.Endo, %Enc.Mio, IMVE e VEPP. CONCLUSÃO: A utilização conjunta dos intervalos de confiança dessas variáveis permite identificar dois grupos de ratos com estenose aórtica e diferentes graus de comprometimento cardíaco, possibilitando a realização de estudos longitudinais com grupos homogêneos de animais.

Follow-up study of morphology and cardiac function in rats undergoing induction of supravalvular aortic stenosis

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Relação entre a esfericidade, a função ventricular e o tamanho do infarto em ratos

FUNDAMENTO: A esfericidade do ventrículo esquerdo (VE) é fator associado com disfunção ventricular, mas não está bem caracterizada no modelo de ratos infartados. OBJETIVO: Analisar a relação entre o índice de esfericidade, a função ventricular e a área infartada no modelo experimental em ratos. MÉTODOS: Seis meses após infarto (IAM, n=33) ou cirurgia simulada (SHAM, n=18), os animais foram submetidos a ecocardiograma. O índice de esfericidade foi obtido pela razão entre as áreas diastólicas nos eixos maior e menor do VE. RESULTADOS: O grupo IAM apresentou menor índice de esfericidade (1,32 × 0,23 vs 1,57 × 0,33; p=0,002), de função sistólica e espessura relativa (0,13 × 0,003 vs 0,18 × 0,04; p<0,001) e maior índice de estresse parietal (1,27 × 0,33 vs 0,88 × 0,25; p<0,001). Houve correlação significativa entre tamanho do infarto e esfericidade (p=0,046). Na análise de regressão linear, o tamanho de infarto (p=0,014), mas não a esfericidade (p=0,683) e o estresse parietal (p=0,176), foi fator de predição da função sistólica. Remodelação excêntrica (p=0,011), mas não a esfericidade (p=0,183) ou o tamanho de infarto (p=0,101), foi fator preditor do estresse parietal. Adicionalmente, o tamanho do infarto (p=0,046), mas não remodelação excêntrica (0,705), foi fator preditor da esfericidade. O tamanho do infarto (p=0,015) e o estresse parietal (p=0,011), mas não a esfericidade (p=0,705), foram preditores de remodelação excêntrica. CONCLUSÃO: A esfericidade está associada mas não é fator determinante do estresse parietal, da remodelação excêntrica e da função sistólica ventricular no modelo de infarto experimental em ratos.

Food restriction induces in vivo ventricular dysfunction in spontaneously hypertensive rats without impairment of in vitro myocardial contractility

Cardiac structures, function, and myocardial contractility are affected by food restriction (FR). There are few experiments associating undernutrition with hypertension. The aim of the present study was to analyze the effects of FR on the cardiac response to hypertension in a genetic model of hypertension, the spontaneously hypertensive rat (SHR). Five-month-old SHR were fed a control or a calorie-restricted diet for 90 days. Global left ventricle (LV) systolic function was evaluated in vivo by transthoracic echocardiogram and myocardial contractility and diastolic function were assessed in vitro in an isovolumetrically beating isolated heart (Langendorff preparation). FR reduced LV systolic function (control (mean ± SD): 58.9 ± 8.2; FR: 50.8 ± 4.8%, N = 14, P < 0.05). Myocardial contractility was preserved when assessed by the +dP/dt (control: 3493 ± 379; FR: 3555 ± 211 mmHg/s, P > 0.05), and developed pressure (in vitro) at diastolic pressure of zero (control: 152 ± 16; FR: 149 ± 15 mmHg, N = 9, P > 0.05) and 25 mmHg (control: 155 ± 9; FR: 150 ± 10 mmHg, N = 9, P > 0.05). FR also induced eccentric ventricular remodeling, and reduced myocardial elasticity (control: 10.9 ± 1.6; FR: 9.2 ± 0.9%, N = 9, P < 0.05) and LV compliance (control: 82.6 ± 16.5; FR: 68.2 ± 9.1%, N = 9, P < 0.05). We conclude that FR causes systolic ventricular dysfunction without in vitro change in myocardial contractility and diastolic dysfunction probably due to a reduction in myocardial elasticity.

THE ROLE of OXIDATIVE STRESS and LIPID PEROXIDATION IN VENTRICULAR REMODELING INDUCED BY TOBACCO SMOKE EXPOSURE AFTER MYOCARDIAL INFARCTION

OBJECTIVE: To evaluate the roles of oxidative stress and lipid peroxidation in the ventricular remodeling that is induced by tobacco smoke exposure after myocardial infarction.METHODS: After induced myocardial infarction, rats were allocated into two groups: C (control, n=25) and ETS (exposed to tobacco smoke, n=24). After 6 months, survivors were submitted to echocardiogram and biochemical analyses.RESULTS: Rats in the ETS group showed higher diastolic (C = 1.52 +/- 0.4 mm(2), ETS = 1.95 +/- 0.4 mm(2); p=0.032) and systolic (C = 1.03 +/- 0.3, ETS = 1.36 +/- 0.4 mm(2)/g; p=0.049) ventricular areas, adjusted for body weight. The fractional area change was smaller in the ETS group (C = 30.3 +/- 10.1 %, ETS = 19.2 +/- 11.1 %; p=0.024) and E/A ratios were higher in ETS animals (C = 2.3 +/- 2.2, ETS = 5.1 +/- 2.5; p=0.037). ETS was also associated with a higher water percentage in the lung (C = 4.8 (4.3-4.8), ETS = 5.5 (5.3-5.6); p=0.013) as well as higher cardiac levels of reduced glutathione (C = 20.7 +/- 7.6 nmol/mg of protein, ETS = 40.7 +/- 12.7 nmol/mg of protein; p=0.037) and oxidized glutathione (C = 0.3 +/- 0.1 nmol/g of protein, ETS = 0.9 +/- 0.3 nmol/g of protein; p=0.008). No differences were observed in lipid hydroperoxide levels (C = 0.4 +/- 0.2 nmol/mg of tissue, ETS = 0.1 +/- 0.1 nmol/mg of tissue; p=0.08).CONCLUSION: In animals exposed to tobacco smoke, oxidative stress is associated with the intensification of ventricular re-remodeling after myocardial infarction.