ABSTRACT
RESUMEN Introducción: Resultados de nuestro laboratorio sugieren que la disfunción mitocondrial en el corazón precede a la falla miocárdica asociada a la hiperglucemia sostenida. Objetivo: Estudiar los eventos tempranos que ocurren en las mitocondrias de corazón en un modelo de diabetes mellitus tipo 1. Materiales y métodos: Ratas Wistar macho fueron inyectadas con estreptozotocina (STZ; 60 mg/kg, ip) y sacrificadas 10 o 14 días posinyección. Se obtuvo la fracción mitocondrial de corazón. Resultados: El consumo de O2 en estado 3 en presencia de malato-glutamato (21%) o succinato (16%) y las actividades de los complejos I-III (27%), II-III (24%) y IV (22%) fueron menores en los animales diabéticos a los 14 días posinyección. Cuando los animales se sacrificaron al día 10, solo el consumo de O2 en estado 3 en presencia de sustratos del complejo I (23%) y su control respiratorio (30%) fueron menores en las ratas inyectadas con STZ, de acuerdo con una reducción en la actividad del complejo I-III (17%). Estos cambios se acompañaron de un aumento en las velocidades de producción de H2O2 (117%), NO (30%) y ONOO- (∼225%), en la expresión de mtNOS (29%) y en la [O2 -]ss (∼150%) y [NO]ss (∼30%), junto con una disminución de la actividad de la Mn-SOD (15%) y la [GSSG+GSH]mitocondrial (28%), sin cambios en la expresión de PGC-1α. Conclusión: La disfunción del complejo I y el aumento en la generación de H2O2, NO y ONOO- pueden considerarse señales subcelulares prodrómicas del deterioro de la función mitocondrial que precede a la disfunción cardíaca en la diabetes.
ABSTRACT Background: Previous results from our laboratory suggest that heart mitochondrial dysfunction precedes myocardial failure associated with sustained hyperglycemia. Purpose: The aim of this study was to analyze the early events that take place in heart mitochondria in a type 1 diabetes mellitus (DM) model. Methods: Male Wistar rats were injected with streptozotocin (STZ; 60 mg/kg, ip.) to induce DM. They were euthanized 10 or 14 days later and the heart mitochondrial fraction was obtained. Results: State 3 O2 consumption in the presence of malate-glutamate (21%) or succinate (16%), and complex I-III (27%), II-III (24%) and IV (22%) activities were lower in diabetic animals 14 days after STZ injection. When animals were euthanized at day 10, only state 3 O2 consumption sustained by complex I substrates (23%) and its corresponding respiratory control (30%) were lower in rats injected with STZ, in agreement with reduced complex I-III activity (17%). These changes were accompanied by increased H2O2 (117%), NO (30%) and ONOO- (~225%) production rates, mtNOS expression (29%) and O2 - (~150%) and NO (~30%) steady-state concentrations, together with a decrease in Mn-SOD activity (15%) and mitochondrial [GSSG+GSH] (28%), without changes in PGC-1α expression. Conclusion: Complex I dysfunction and increased H2O2, NO and ONOO- production rates can be considered subcellular prodromal signals of the mitochondrial damage that precedes myocardial dysfunction in diabetes.
ABSTRACT
FUNDAMENTO: A influência que a ponte miocárdica exerce sobre a corrente sanguínea no curso do segmento arterial sob a ponte tem sido objeto de discussão pela comunidade científica. OBJETIVO: Comparar o tecido muscular ultraestrutural da ponte miocárdica e a parede ventricular; analisar o grau de lesão da camada íntima dos segmentos arteriais e investigar possíveis mudanças que podem preceder ou iniciar o processo de lesões ateroscleróticas. MÉTODOS: Quarenta corações bovinos da raça Canchim foram estudados em relação às alterações da camada íntima das artérias coronarianas nos diferentes segmentos de ponte miocárdica. Para o exame microscópico, foram feitas colorações por hematoxilina-eosina e fucsina-resorcina seguindo técnicas microscópicas convencionais. Para o exame de microscopia eletrônica, os segmentos da ponte miocárdica de doze corações bovinos Canchim foram coletados a partir da parede ventricular e da artéria coronariana e foram processados de acordo com técnicas convencionais. RESULTADOS: Na microscopia de luz, foi observada maior frequência de lesões em segmentos pré-ponte e pós-ponte da camada íntima, em comparação ao segmento ponte. Espessamentos da camada íntima foram seguidos por um desarranjo na lâmina limitante elástica interna. Essas células frequentemente apresentaram seus citoplasmas ingurgitados por gotas lipídicas, compondo as chamadas células de espuma. A microscopia eletrônica revelou que as fibras musculares da ponte miocárdica geralmente se unem de forma reta e lisa apresentando ramos laterais com um número maior de mitocôndrias no músculo ventricular do que na ponte. CONCLUSÃO: Há poucas diferenças entre os tecidos musculares estudados; lesões da camada íntima são menos frequentes em regiões da ponte em comparação com as regiões pré e pós-ponte.
BACKGROUND: The influence that myocardial bridge exercises over blood stream in the course of arterial segment under the bridge has been discussed by the scientific community. OBJECTIVE: To compare ultrastructural muscle tissue of myocardial bridge and the ventricular wall; to analyze the degree of injury to the tunica intima of the arterial segments, and look for possible changes that may precede or initiate the process of atherosclerotic lesions. METHODS: Forty Canchim bovine hearts were studied regarding alterations of the tunica intima from coronary arteries on the different myocardial bridge segments. For the microscopic examination, hematoxylin-eosin and fuchsin-resorcin staining following conventional microscope techniques were made. For the electronic microscopic examination, myocardial Bridge segments from twelve Canchim bovine hearts were collected from the ventricle wall and coronary artery and were processed according to conventional techniques. RESULTS: In the light microscopy, a higher frequency of lesions on prepontine and postpontine segments of the tunica intima was observed, compared to the pontine segment. Tunica intima thickenings were followed by a disarrangement on the internal elastic limitant lamina. These cells often presented their cytoplasmas engorged by lipidic drops, making up the so-called foam cells. Electronic microscopy revealed that the muscular fibers of the myocardial bridge are usually joined in a straight and smooth way presenting lateral branches with a greater number of mitochondria in the ventricular muscle than in the bridge. CONCLUSION: There are few differences between the muscle tissues studied; intimae lesions are less frequent in pontine regions compared to pre and post-pontine regions.
FUNDAMENTO: La influencia que el puente miocárdico ejerce sobre la corriente sanguínea en el transcurso del segmento arterial bajo el puente, ha sido objeto de discusión por parte de la comunidad científica. OBJECTIVO: Comparar el tejido muscular ultra estructural del puente miocárdico y la pared ventricular; analizar el grado de lesión de la capa íntima de los segmentos arteriales e investigar posibles cambios que pueden preceder o iniciar el proceso de lesiones ateroscleróticas. MÉTODO: Cuarenta corazones bovinos de la raza Canchim fueron estudiados con respecto a las alteraciones de la capa íntima de las arterias coronarias en los diferentes segmentos del puente miocárdico. Para el examen microscópico, se hicieron coloraciones por hematoxilina-eosina y fucsina-resorcina secundando las técnicas microscópicas convencionales. Para el examen de microscopía electrónica, los segmentos del puente miocárdico de doce corazones de bovinos de la raza Canchim, fueron recolectados así como de la pared ventricular y de la arteria coronaria y fueron procesados de acuerdo con las técnicas convencionales. RESULTADOS: En la microscopía de luz, observamos una mayor frecuencia de lesiones en segmentos de pre puente y pos-puente de la capa íntima, en comparación con el segmento puente. Los espesamientos de la capa íntima vinieron acompañados por un desarreglo en la lámina limitante elástica interna. Esas células a menudo presentan sus citoplasmas ingurgitados por gotas lipídicas, lo que compone las llamadas células de espuma. La microscopía electrónica reveló que las fibras musculares del puente miocárdico generalmente se unen de forma recta y lisa, presentando ramas laterales con un número mayor de mitocondrias en el músculo ventricular que en el puente. CONCLUSIONES: Existen pocas diferencias entre los tejidos musculares estudiados. Las lesiones de la capa íntima son menos frecuentes en las regiones del puente en comparación con las regiones pre y pos puente.