Escore de Cálcio Coronário e Estratificação do Risco de Doença Arterial Coronariana em Pacientes com Acidente Vascular Encefálico Isquêmico Aterosclerótico e não-Aterosclerótico / Coronary Calcium Score and Stratification of Coronary Artery Disease Risk in Patients with Atherosclerotic and Non-Atherosclerotic Ischemic Stroke

Resumo Fundamento O acidente vascular encefálico isquêmico (AVEi) e a doença arterial coronariana (DAC) coexistem frequentemente e compartilham fatores de risco para doença aterosclerótica. Segundo a American Heart Association , os subtipos de AVEi podem ser considerados equivalentes de risco para DAC, mas a evidência para o AVEi não-aterosclerótico não está bem definida. Além disso, o escore de cálcio coronário (CAC) é um marcador preciso para estimar o risco de DAC. Entretanto, a distribuição do CAC pelos subtipos de AVEi ainda não foi bem caracterizada. Objetivos Comparar o CAC entre os grupos de AVEi ateroscleróticos e não ateroscleróticos, e determinar quais covariáveis estão associadas a CAC alto no AVEi Métodos Em um estudo transversal, incluímos todos os pacientes com AVEi, com idades entre 45 a 70 anos no momento do acidente vascular, consecutivamente admitidos em um hospital de reabilitação entre agosto de 2014 e dezembro de 2016, sem DAC prevalente. Todos os pacientes passaram por tomografia computadorizada (TC), para medir o CAC. CAC≥100 foi considerado alto risco de DAC. O nível de significância foi p<0,05. Resultados Dos 244 pacientes estudados (média de idade de 58,4±6,8 anos; 49% do sexo feminino), 164 (67%) apresentavam etiologia não-aterosclerótica. As proporções de CAC≥100 foram semelhantes entre os grupos ateroscleróticos e não-ateroscleróticos (33% [n=26] x 29% [n=47]; p= 0,54). Entre todos os pacientes com AVEi, apenas os de idade ≥60 anos foram associados independentemente a CAC≥100 (RC 3,5; 95% IC 1,7-7,1), ajustado para hipertensão, dislipidemia, diabetes, sedentarismo, e histórico familiar de DAC. Conclusão O AVEi aterosclerótico não apresentou risco maior de DAC quando comparado ao AVEi não-aterosclerótico de acordo com o CAC. Apenas a faixa etária ≥60 anos - mas não a etiologia - foi associada independentemente a CAC≥100. (Arq Bras Cardiol. 2020; 115(6):1144-1151)

Abstract Background Ischemic Stroke (IS) and Coronary Artery Disease (CAD) frequently coexist and share atherosclerotic disease risk factors. According to the American Heart Association, IS subtypes may be considered CAD risk equivalents, but the evidence for non-atherosclerotic IS is uncertain. Additionally, the Coronary Calcium Score (CCS) is an accurate marker to address CAD risk; however, CCS distribution between IS subtypes is not well characterized. Objectives To compare the CCS between atherosclerotic and non-atherosclerotic IS groups; and to determine which covariates were associated with high CCS in IS. Methods This cross-sectional design included all patients with IS, 45 to 70 years of age at the time of the stroke, consecutively admitted to a rehabilitation hospital between August 2014 and December 2016, without prevalent CAD. All patients underwent CT scanning for CCS measurement. CCS≥100 was considered a high risk for CAD, with a significance level of p<0.05. Results From the 244 studied patients (mean age 58.4±6.8 years; 49% female), 164 (67%) had non-atherosclerotic etiology. The proportions of CCS≥100 were similar between the atherosclerotic and the non-atherosclerotic groups (33% [n=26] x 29% [n=47]; p= 0.54). Among all IS patients, only age ≥60 years was independently associated with CCS≥100 (OR 3.5; 95%CI 1.7-7.1), accounting for hypertension, dyslipidemia, diabetes, sedentarism, and family history of CAD. Conclusion Atherosclerotic IS did not present a greater risk of CAD when compared to non-atherosclerotic IS according to CCS. Only age ≥60 years, but not etiology, was independently associated with CCS≥100.

Physical Exercise and Regulation of Intracellular Calcium in Cardiomyocytes of Hypertensive Rats / Exercício Físico e Regulação de Cálcio Intracelular em Cardiomiócitos de Ratos Hipertensos

Abstract Background: Regulation of intracellular calcium (Ca2+) in cardiomyocytes is altered by hypertension; and aerobic exercise brings benefits to hypertensive individuals. Objective: To verify the effects of aerobic exercise training on contractility and intracellular calcium (Ca2+) transients of cardiomyocytes and on the expression of microRNA 214 (miR-214) in the left ventricle of spontaneously hypertensive rats (SHR). Methods: SHR and normotensive Wistar rats of 16 weeks were divided into 4 groups -sedentary hypertensive (SH); trained hypertensive (TH); sedentary normotensive (SN); and trained normotensive (TN). Animals of the TH and TN groups were subjected to treadmill running program, 5 days/week, 1 hour/day at 60-70% of maximum running velocity for 8 weeks. We adopted a p ≤ 0.05 as significance level for all comparisons. Results: Exercise training reduced systolic arterial pressure in hypertensive rats. In normotensive rats, exercise training reduced the time to 50% cell relaxation and the time to peak contraction and increased the time to 50% decay of the intracellular Ca2+ transients. In SHR, exercise increased the amplitude and reduced the time to 50% decay of Ca2+ transients. Exercise training increased the expression of miR-214 in hypertensive rats only. Conclusion: The aerobic training applied in this study increased the availability of intracellular Ca2+ and accelerated the sequestration of these ions in left ventricular myocytes of hypertensive rats, despite increased expression of miR-214 and maintenance of cell contractility.

Resumo Fundamento: A regulação intracelular de cálcio (Ca2+) em cardiomiócitos é alterada pela hipertensão, e o exercício físico aeróbico traz benefícios para hipertensos. Objetivo: Verificar os efeitos do treinamento físico aeróbico sobre a contratilidade e a concentração intracelular de Ca2+ transitória em miócitos e a expressão do microRNA 214 no ventrículo esquerdo (VE) de ratos espontaneamente hipertensos (SHR). Métodos: SHR e ratos Wistar normotensos com 16 semanas de idade foram divididos em 4 grupos de 13 animais cada: hipertenso sedentário (HS); hipertenso treinado (HT); normotenso sedentário (NS); normotenso treinado (NT). Os animais dos grupos HT e NT foram submetidos a um programa de treinamento progressivo de corrida em esteira, 5 dias/semana, 1 hora/dia, em intensidade de 60-70% da velocidade máxima de corrida, durante 8 semanas. Adotou-se p ≤ 0,05 como nível de significância em todas as comparações. Resultados: O treinamento físico reduziu a pressão arterial sistólica nos animais hipertensos. Nos animais normotensos, o treinamento físico reduziu o tempo para 50% de relaxamento celular e o tempo para o pico de contração celular, mas aumentou o tempo para 50% de decaimento da concentração intracelular de Ca2+ transitória. Nos animais SHR, o treinamento físico aumentou a amplitude e reduziu o tempo para 50% de decaimento da concentração intracelular de Ca2+ transitória, sem alterar a contratilidade celular. O treinamento físico aumentou a expressão do miR-214 apenas nos animais hipertensos. Conclusão: O treinamento aeróbico utilizado aumenta a disponibilidade e acelera o sequestro de Ca2+ intracelular em miócitos do VE de ratos hipertensos, apesar do aumento da expressão de miR-214 e da manutenção da contratilidade celular.

Atherosclerotic Plaque in Patients with Zero Calcium Score at Coronary Computed Tomography Angiography / Placa Aterosclerótica à Angiotomografia de Coronárias em Pacientes com Escore de Cálcio Zero

Abstract Background: In view of the high mortality for cardiovascular diseases, it has become necessary to stratify the main risk factors and to choose the correct diagnostic modality. Studies have demonstrated that a zero calcium score (CS) is characteristic of a low risk for cardiovascular events. However, the prevalence of individuals with coronary atherosclerotic plaques and zero CS is conflicting in the specialized literature. Objective: To evaluate the frequency of patients with coronary atherosclerotic plaques, their degree of obstruction and associated factors in patients with zero CS and indication for coronary computed tomography angiography (CCTA). Methods: This is a cross-sectional, prospective study with 367 volunteers with zero CS at CCTA in four diagnostic imaging centers in the period from 2011 to 2016. A significance level of 5% and 95% confidence interval were adopted. Results: The frequency of atherosclerotic plaque in the coronary arteries in 367 patients with zero CS was 9.3% (34 individuals). In this subgroup, mean age was 52 ± 10 years, 18 (52.9%) were women and 16 (47%) had significant coronary obstructions (> 50%), with involvement of two or more segments in 4 (25%) patients. The frequency of non-obese individuals (90.6% vs 73.9%, p = 0.037) and alcohol drinkers (55.9% vs 34.8%, p = 0.015) was significantly higher in patients with atherosclerotic plaques, with an odds ratio of 3.4 for each of this variable. Conclusions: The frequency of atherosclerotic plaque with zero CS was relatively high, indicating that the absence of calcification does not exclude the presence of plaques, many of which obstructive, especially in non-obese subjects and alcohol drinkers.

Resumo Fundamento: Diante da alta mortalidade por doenças cardiovasculares, faz-se necessária a estratificação dos principais fatores de riscos e escolha correta da modalidade diagnóstica. Estudos demonstraram que escore de cálcio (EC) zero caracteriza baixo risco de eventos cardiovasculares. No entanto, a frequência de portadores de placa aterosclerótica coronária com EC zero é conflitante na literatura especializada. Objetivo: Avaliar a frequência de pacientes com placa aterosclerótica coronária, seu grau de obstrução e fatores associados em pacientes com EC zero e indicação para angiotomografia computadorizada de coronárias (ATCC). Métodos: Trata-se de estudo transversal, prospectivo, com 367 voluntários portadores de EC zero, mediante a ATCC, no período de 2011-16, em quatro centros de diagnóstico por imagem. Foi assumido nível de significância 5% e intervalo de confiança de 95%. Resultados: A frequência de placa aterosclerótica nas artérias coronárias dos 367 pacientes com EC zero foi de 9,3% (34 indivíduos); neste subgrupo, a média de idade foi 52 ± 10 anos, 18 (52,9%) eram mulheres e 16 (47%) exibiam obstruções coronarianas significativas (> 50%), dos quais 4 (25%) apresentaram placas em pelo menos dois segmentos. A frequência de não obesos (90,6% vs. 73,9%; p = 0,037) e de etilistas (55,9% vs. 34,8%; p = 0,015) foi significativamente maior nos portadores de placa, apresentando, cada variável, odds ratio de 3,4 para o desenvolvimento das referidas placas. Conclusões: A frequência de placa aterosclerótica com EC zero foi considerável, evidenciando, portanto, que a ausência de calcificação não exclui placa, muitas das quais obstrutivas, principalmente nos não obesos e etilistas.

Relationship between Calcium Score and Myocardial Scintigraphy in the Diagnosis of Coronary Disease / Relação entre o Escore de Cálcio e a Cintilografia Miocárdica no Diagnóstico da Doença Coronariana

Abstract Half the patients with coronary artery disease present with sudden death - or acute infarction as first symptom, making early diagnosis pivotal. Myocardial perfusion scintigraphy is frequently used in the assessment of these patients, but it does not detect the disease without flow restriction, exposes the patient to high levels of radiation and is costly. On the other hand, with less radiological exposure, calcium score is directly correlated to the presence and extension of coronary atherosclerosis, and also to the risk of cardiovascular events. Even though calcium score is a tried-and-true method for stratification of asymptomatic patients, its use is still reduced in this context, since current guidelines are contradictory to its use on symptomatic diseases. The aim of this review is to identify, on patients under investigation for coronary artery disease, the main evidence of the use of calcium score associated with functional evaluation and scintigraphy.

Resumo Metade dos pacientes com doença arterial coronariana apresenta, como primeiro sintoma, morte súbita ou infarto agudo, tornando o diagnóstico precoce fundamental. A cintilografia de perfusão miocárdica é utilizada, com frequência, na avaliação desses pacientes, porém, não detecta a doença sem restrição de fluxo, expõe o paciente a uma maior radiação e seu custo é alto. Por outro lado, com menor exposição radiológica, o escore de cálcio se correlaciona diretamente com a presença e a extensão da aterosclerose coronariana e, também, com o risco de eventos cardiovasculares. Apesar do escore de cálcio ser um método estabelecido e comprovado para a estratificação de pacientes assintomáticos, sua utilização ainda é reduzida nesse contexto uma vez que as diretrizes atuais são contraditórias em relação a sua utilização na doença sintomática. Essa revisão tem como objetivo identificar, nos pacientes em investigação para doença arterial coronariana, as principais evidências em relação ao uso do escore de cálcio associado à avaliação funcional com a cintilografia.

Envelhecimento e alterações cardíacas, bioquímica, moleculares e funcionais: estudo experimental / Aging and Cardiac, Biochemical, Molecular and functional changes: an experimental study

Fundamentos: O envelhecimento abrange mudanças físicas e psicológicas que reduzem a capacidade de adaptação do idoso à sociedade, sendo o maior fator de risco para doenças cardiovasculares. Objetivo: Investigar alterações do sistema cardiovascular decorrentes do processo de envelhecimento em ratos. Métodos: Parâmetros murinométricos/nutricionais, ecocardiográficos e hemodinâmicos foram determinados em ratos machos com um, cinco e 12 meses de idade. A expressão de proteínas importantes na dinâmica do cálcio intracelular ena sinalização da leptina foram investigadas em homogenato de coração de rato, bem como a atividade das ATPases cardíacas. Os dados foram apresentados como média±erro-padrão e analisados pelo teste one way ANOVA (*p<0,05 vs. 1 mês e #p<0,05 vs. 5 meses). Resultados: Enquanto o índice de massa corporal aumentou (0,46±0,01 g/cm2 ; 0,75±0,01 g/cm2*; 0,78±0,01 g/cm2*), ocoeficiente de eficácia alimentar (0,431±0,013; 0,035±0,003*; 0,003±0,001*#), a velocidade máxima desenvolvida em teste de esforço (3,36±0,34 km/h; 1,38±0,04 km/h*;1,20±0,13 km/h*) e a frequência cardíaca (410,2±5,9 bpm; 375,9±7,6 bpm*;376,6±3,3 bpm*) diminuíram com a idade. Foram observadas hipertrofia do ventrículo esquerdo e disfunção diastólicaem paralelo à redução da expressão do receptor para leptina (2,1±0,4; 1,9±0,2; 0,8±0,2*#) e da atividade da bomba decálcio da família SERCA (1981±77 nmol Pi/mg de proteína/h; 2385±205 nmol Pi/mg de proteína/h; 1148±152 nmol Pi/mg de proteína/h#) no coração.Conclusões: O envelhecimento está associado a risco cardiometabólico, sendo a infrarregulação de receptores para leptina e a redução da atividade da bomba de cálcio no coração provavelmente mecanismos subjacentes à disfunção diastólica do ventrículo esquerdo e a consequente intolerância ao exercício.

Background: Aging involves physical and psychological changes that reduce the elderly’s ability to adapt themselves to society, which is the leading risk factor for cardiovascular diseases. Objective: To investigate changes in the cardiovascular system resulting from the aging process in rats. Methods: Murinometric/nutritional, echocardiographic and hemodynamic parameters were determined in 1, 5 and 12-month aged male rats. The expression of proteins that are critical to intracellular calcium dynamics and leptin signaling, as well as cardiac ATPase activity, was investigated in cardiac homogenates of rats. Data were expressed as mean ± standard error and analyzed by ANOVA one-way test (* p <0.05 vs. one month and #p <0.05 vs. 5 months). Results: Whereas the body mass index increased (0.46±0.01 g/cm2; 0.75±0.01 g/cm2 *,0.78±0.01 g/cm2*), the food efficiency ratio(0.431±0.013; 0.035±0.003*; 0.003±0.001*#), maximum speed during maximal exercise stress testing (3.36±0.34 km/h; 1.38±0.04 km/h*;1.20±0.13 km/h*) and heart rate (410.2±5.9bpm; 375.9±7.6 bpm*; 376.6±3,3 bpm*) decreased with age. Left ventricular hypertrophy and diastolic dysfunction along with reduced leptin receptor expression (2.1±0.4; 1.9±0.2; 0.8±0.2*#) and SERCA-type calcium pump activity (1981±77 nmol Pi/mg protein/h; 2385±205 nmol Pi/mg protein/h; 1148±152 nmol Pi/mg protein/h#) were observed in the hearts.Conclusions: Aging process is related to cardiometabolic risk, with cardiac leptin receptor downregulation and reduced cardiac SERCA2 calcium pump activity presumably being mechanisms underlying the left ventricular diastolic dysfunction and consequent exercise intolerance.

Modulação da diferenciação neural de células troco embrionárias por transientes de cálcio intracelulares: papéis dos receptores purinérgicos e de canais de cálcio voltagem-dependentes / Modulation of neural embryonic stem cell differentiation by intracellular Ca2+ oscillations. Roles of purinergic receptors and voltage gated Ca2+ channels

Receptores purinérgicos e canais de cálcio voltagem-dependentes estão envolvidos em diversos processos biológicos como na gastrulação, durante o desenvolvimento embrionário, e na diferenciação neural. Quando ativados, canais de cálcio voltagem-dependentes e receptores purinérgicos do tipo P2, ativados por nucleotídeos, desencadeiam transientes de cálcio intracelulares controlando diversos processos biológicos. Neste trabalho, nós estudamos a participação de canais de cálcio voltagem-dependentes e receptores do tipo P2 na geração de transientes de cálcio espontâneos e sua regulação na expressão de fatores de transcrição relacionados com a neurogênese utilizando como modelo células tronco (CTE) induzidas à diferenciação em células tronco neurais (NSC) com ácido retinóico. Descrevemos que CTE indiferenciadas podem ter a proliferação acelerada pela ativação de receptores P2X7, enquanto que a expressão e a atividade desse receptor precisam ser inibidas para o progresso da diferenciação em neuroblasto. Além disso, ao longo da diferenciação neural, por análise em tempo real dos níveis de cálcio intracelular livre identificamos 3 padrões de oscilações espontâneas de cálcio (onda, pico e unique), e mostramos que ondas e picos tiveram a frequência e amplitude aumentadas conforme o andamento da diferenciação. Células tratadas com o inibidor do receptor de inositol 1,4,5-trifosfato (IP3R), Xestospongin C, apresentaram picos mas não ondas, indicando que ondas dependem exclusivamente de cálcio oriundo do retículo endoplasmático pela ativação de IP3R. NSC de telencéfalo de embrião de camundongos transgênicos ou pré-diferenciadas de CTE tratadas com Bz-ATP, o agonista do receptor P2X7, e com 2SUTP, agonista de P2Y2 e P2Y4, aumentaram a frequência e a amplitude das oscilações espontâneas de cálcio do tipo pico. Dados, obtidos por microscopia de luminescência, da expressão em tempo real de gene repórter luciferase fusionado à Mash1 e Ngn2 revelou que a ativação dos receptores P2Y2/P2Y4 aumentou a expressão estável de Mash1 enquanto que ativação do receptor P2X7 levou ao aumento de Ngn2. Além disso, células na presença do quelante de cálcio extracelular (EGTA) ou do depletor dos estoques intracelulares de cálcio do retículo endoplasmático (thapsigargin) apresentaram redução na expressão de Mash1 e Ngn2, indicando que ambos são regulados pela sinalização de cálcio. A investigação dos canais de cálcio voltagem-dependentes demonstrou que o influxo de cálcio gerado por despolarização da membrana de NSC diferenciadas de CTE é decorrente da ativação de canais de cálcio voltagem-dependentes do tipo L. Além disso, esse influxo pode controlar o destino celular por estabilizar expressão de Mash1 e induzir a diferenciação neuronal por fosforilação e translocação do fator de transcrição CREB. Esses dados sugerem que os receptores P2X7, P2Y2, P2Y4 e canais de cálcio voltagem-dependentes do tipo L podem modular as oscilações espontâneas de cálcio durante a diferenciação neural e consequentemente alteram o padrão de expressão de Mash1 e Ngn2 favorecendo a decisão do destino celular neuronal

Purinergic receptors and voltage gated Ca2+ channels have been attributed with developmental functions including gastrulation and neural differentiation. Upon activation, nucleotide-activated P2 purinergic receptor and voltage-gated Ca2+ channel subtypes trigger intracellular calcium transients controlling cellular processes. Here, we studied the participation of voltage-gated calcium channels and P2 receptor activity in spontaneous calcium transients and consequent regulation expression of transcription factors related to retinoic acid-induced neurogenesis of mouse neural stem and embryonic stem cells (ESC). In embryonic pluripotent stem cells, proliferation is accelerated by P2X7 receptor activation, while receptor expression / activity needs to be down-regulated for the progress of neuroblast differentiation. Moreover, along neural differentiation time lapse imaging with means of a cytosolic calcium-sensitive fluorescent probe provided different patterns of spontaneous calcium transients (waves and spikes) showing that both, frequency and amplitude increased along differentiation. Cells treated with the inositol 1,4,5-trisphosphate receptor (IP3R) inhibitor Xestospongin C showed spikes but not waves, indicating that waves exclusively depended on calcium release from endoplasmic reticulum by IP3R activation. Cells treated with the P2X7 receptor subtype agonist Bz-ATP and the P2Y2 and P2Y4 receptor 2-S-UTP increased frequency and amplitudes of calcium transients, mainly spikes, in embryonic telencephalon neural stem cells (NSC) and NSC pre-differentiated from ESC. Data obtained by luminescence time lapse imaging of stable transfected cells with Mash1 or Ngn2 promoter-protein fusion to luciferase reporter construct revealed increased Mash1 expression due to activation of P2Y2/P2Y4 receptor subtypes, while increased expression of Ngn2 was observed following P2X7 receptor activation. In addition, cells imaged in presence of the extracellular calcium chelator EGTA or following endoplasmic reticulum calcium store depletion by thapsigargin showed a decrease in Mash1 and Ngn2 expression, indicating that both are regulated by calcium signaling. Investigation of the roles of voltage gated Ca2+ channels in neural differentiation showed that Ca2+ influx in NSC pre-differentiated from ESC is due to membrane depolarization and L-type voltage gated Ca2+ channel activation, thereby controlling cell fate decision, by stabilizing the expression of MASH1 and inducing differentiation, by phosphorylation of the transcription factor CREB. Altogether these data suggest that P2X7, P2Y2, P2Y4 receptors and L-type voltage gated Ca2+ channels can modulate spontaneous calcium oscillations during neural differentiation and consequently change the Mash1 and Ngn2 expression patterns, thus favoring the cell fate decision to the neuronal phenotype