Estudo Morfofuncional do Átrio Esquerdo Isolado de um Modelo Experimental de Hipertensão Pulmonar em Ratos / Isolated Left Atrium Morphofunctional Study of an Experimental Pulmonary Hypertension Model in Rats

Resumo Fundamento A alta incidência de arritmias atriais na hipertensão pulmonar (HP) pode estar associada a um prognóstico ruim, e o átrio esquerdo (AE) pode desempenhar um papel neste quadro. Um achado importante nos estudos de HP é que a remodelação do AE é subestimada. Objetivo Este estudo investigou a morfologia e a função mecânica do AE, bem como a suscetibilidade ao desenvolvimento de arritmias em um modelo de HP induzida por monocrotalina (HP-MCT). Métodos Ratos Wistar com 4 semanas de idade receberam 50 mg/kg de MCT. Foram realizadas análises eletrocardiográficas e histológicas para avaliar o estabelecimento do modelo de HP-MCT. O tecido foi montado em banho de órgão isolado para caracterizar a função mecânica do AE. Resultados Em comparação com o grupo controle, o modelo de HP-MCT apresentou hipertrofia do AE e alterações da atividade elétrica cardíaca, conforme evidenciadas pelo aumento da duração da onda P, PR e intervalo QT. Não foi observada alteração no inotropismo do AE isolado de ratos com HP-MCT; no entanto, o tempo para atingir a contração máxima foi atrasado. Finalmente, não observamos diferença na suscetibilidade à arritmia no AE dos ratos com HP-MCT após o protocolo de estimulação intermitente. Conclusão A remodelação morfofuncional do AE não levou ao aumento da suscetibilidade à arritmia ex vivo após a aplicação do protocolo de estimulação intermitente.

Abstract Background The high incidence of atrial arrhythmias in pulmonary hypertension (PH) might be associated with poor prognosis, and the left atrium (LA) may play a role in this. An important finding in PH studies is that LA remodeling is underestimated. Objective This study investigated LA morphology and mechanical function, as well as the susceptibility to develop arrhythmias in a monocrotaline-induced PH (MCT-PH) model. Methods Wistar rats aged 4 weeks received 50 mg/kg of MCT. Electrocardiography and histology analysis were performed to evaluate the establishment of the MCT-PH model. The tissue was mounted in an isolated organ bath to characterize the LA mechanical function Results Compared with the control group (CTRL), the MCT-PH model presented LA hypertrophy and changes in cardiac electrical activity, as evidenced by increased P wave duration, PR and QT interval in MCT-PH rats. In LA isolated from MCT-PH rats, no alteration in inotropism was observed; however, the time to peak contraction was delayed in the experimental MCT-PH group. Finally, there was no difference in arrhythmia susceptibility of LA from MCT-PH animals after the burst pacing protocol. Conclusion The morphofunctional remodeling of the LA did not lead to increased susceptibility to ex vivo arrhythmia after application of the burst pacing protocol.

A (-)-Carvona Modula a Sinalização de Cálcio Intracelular com Ação Antiarrítmica em Corações de Ratos / (-)-Carvone Modulates Intracellular Calcium Signaling with Antiarrhythmic Action in Rat Hearts

Resumo Fundamento: A (-)-carvona é um monoterpeno encontrado em óleos essenciais com atividade antioxidante e anti-inflamátoria. Objetivos: O objetivo deste estudo foi analisar a propriedade antiarrítmica da (-)-carvona no coração de rato e seus efeitos sobre a sinalização de Ca+2 intracelular. Métodos: Os efeitos da (-)-carvona foram avaliados sobre a contratilidade atrial (0,01 - 4 mM) e ventricular (0,5 mM), e no eletrocardiograma (0,5mM). A fração de encurtamento, a corrente de cálcio do tipo L (ICa,L) e a sinalização de Ca+2 foram medidas no cardiomiócito isolado (0,5 mM). O efeito antiarrítmico foi avaliado no modelo de arritmia induzida por sobrecarga de cálcio (0,5 mM) (n = 5). Um p < 0,05 foi adotado como nível de significância estatística. Resultados: No átrio, a (-)-carvona causou inotropismo negativo de maneira concentração-dependente (EC50 0,44 ± 0,11 mM) e diminuiu o inotropismo positivo induzido pelo CaCl2 (0,1 - 8,0 mM) e BAY K8644 (5 - 500 nM), um agonista de canal de cálcio do tipo L. Em coração isolado, a (-)-carvona (0,5mM) reduziu a contratilidade ventricular em 73% e a frequência cardíaca (em 46%), aumentou o Pri (30,7%, tempo desde o início da onda P até a onda R) e o QTc (9,2%, uma medida de despolarização e repolarização dos ventrículos), sem mudar a duração do complexo QRS. A (-)-carvona diminuiu a fração de encurtamento (61%), a (ICa,L) (79%) e o transiente intracelular de Ca+2 (38%). Além disso, a (-)-carvona apresentou ação antiarrítmica, identificada pela redução do escore de arritmia (85%) e ocorrência de fibrilação ventricular. Conclusão: A (-)-carvona reduz a entrada de Ca+2 através de canais de Ca+2 do tipo L e, assim, diminui a contratilidade cardíaca e o Ca+2 intracelular e apresenta promissora atividade antiarrítmica no coração de ratos.

Abstract Background: (-)-Carvone is a monoterpene found in essential oils with antioxidant and anti-inflammatory activity. Objective: The aim of this paper was to analyze the antiarrhythmic property of (-)-carvone in the rat heart and its effects on the intracellular Ca2+ signaling. Methods: The effects of (-)-carvone were evaluated on the ventricular (0.5 mM) and atrial contractility (0.01 - 4 mM) and on electrocardiogram (0.5 mM). Fractional shortening, L-type calcium current (ICa,L) and Ca2+ signaling were measured in the isolated cardiomyocyte (0.5 mM). Antiarrhythmic effect was evaluated in arrhythmia model induced by calcium overload (0.5 mM) (n = 5). P < 0.05 was used as the significance level. Results: In the atrium, (-)-carvone evoked negative inotropism that was concentration-dependent (EC50 0.44 ± 0.11 mM) and decreased the positive inotropism evoked by CaCl2 (0.1 to 8.0 mM) or BAY K8644 (5 to 500 nM), an agonist of L-type Ca2+ channel. In isolated heart, (-)-carvone (0.5 mM) promoted reduction of ventricular contractility (73%) and heart rate (46%), increased PRi (30.7%, time from the onset of the P wave until the R wave) and QTc (9.2%, a measure of the depolarization and repolarization of the ventricles) without changing the QRS complex duration. (-)-Carvone decreased the fractional shortening (61%), ICa,L (79%) and Ca2+ intracellular transient (38%). Furthermore, (-)-carvone showed antiarrhythmic action, verified by decrease of the arrhythmia score (85%) and occurrence of ventricular fibrillation. Conclusion: (-)-Carvone decreases Ca2+ entry through L-type Ca2+ channels, reducing the cardiac contractility and intracellular Ca2+, and, therefore, presenting promising antiarrhythmic activity in the rat hearts.

Efeito Cardiodepressor do Acetato de Eugenil em Coração de Roedor / Cardiodepressive Effect of Eugenyl Acetate in Rodent Heart

Resumo No presente trabalho investigou-se o efeito inotrópico do acetato de eugenil (AE), bem como sua ação sobre a corrente de Ca2+ do tipo L (ICa,L). Os experimentos de contratilidade foram realizados em átrio esquerdo isolado de cobaia exposto às concentrações crescentes da droga (1 a 5.000μM). O AE reduziu a força de contração atrial (IC50=558±24,06μM) de modo dependente de concentração. O efeito do AE sobre a ICa,L também foi avaliado em cardiomiócitos ventriculares isolados de camundongos, utilizando-se a técnica de "patch-clamp". O AE apresentou um efeito inibitório (IC50=1.337±221μM) sobre os canais de Ca2+ sensíveis à voltagem (CaV1.2). Em conclusão, o AE apesenta efeito cardiodepressor que se deve, pelo menos em parte, à diminuição da entrada de Ca2+ nos cardiomiócitos.

Ações Transmurais Inotrópicas e Antiarrítmicas da Ranolazina em um Modelo Celular da Síndrome do QT Longo Tipo 3 / Inotropic and Antiarrhythmic Transmural Actions of Ranolazine in a Cellular Model of Type 3 Long QT Syndrome

Resumo A Ranolazina (RANO), conhecida na clínica como Ranexa, é um fármaco que previne a arritmia cardíaca através da inibição da corrente de sódio tardia (INaT). Um gradiente de voltagem transmural do canal Nav1.5 encontra-se na parede ventricular esquerda do coração. Assim, investigamos os efeitos da RANO em cardiomiócitos saudáveis e em modelo celular da Síndrome do QT longo tipo 3 (SQTL tipo 3). Usamos células isoladas do endocárdio (ENDO) e do epicárdio (EPI) e um software de medição com detecção de bordas por vídeo e microscopia de fluorescência para monitorar os transientes de cálcio. A RANO (0,1, 1, 10 e 30 uM, a 25OC) em uma série de frequências de estimulação teve impacto pouco significativo sobre ambos os tipos de células, mas a RANO (30uM) a 35OC minimizou o encurtamento dos sarcômeros em ~21% para células do endocárdio. Em seguida, para simular a SQTL tipo 3, as células do ENDO e EPI foram expostas à toxina ATX-II da anêmona do mar, que aumenta a INaT. As arritmias celulares induzidas por ATX-II foram suprimidas com o uso da RANO (30 µM) a 35OC. Com base nesses resultados, podemos concluir que a RANO tem um impacto pouco significativo sobre o encurtamento dos sarcômeros de células saudáveis do ENDO e EPI. Além disso, ela suprime as arritmias induzidas por INaT para níveis semelhantes nas células do ENDO e EPI.

Abstract Ranolazine (RANO) prevents cardiac arrhythmia by blocking the late sodium current (INaL). A transmural gradient of Nav1.5 is found in the left ventricular wall of the heart. Thus, we investigated the effects of RANO in healthy cardiomyocytes and in a cellular model of type 3 long QT syndrome (LQT3). We used isolated endocardium (ENDO) and epicardium (EPI) cells and a video edge detection system and fluorescence microscopy to monitor calcium transients. RANO (0.1, 1, 10 and 30 uM, at 25oC) at a range of pacing frequencies showed a minor impact on both cell types, but RANO at 30uM and 35oC for ENDO cells attenuated sarcomere shortening by~21%. Next, to mimic LQT3, we exposed ENDO and EPI cells to anemone toxin II (ATX-II), which augments INaL. Cellular arrhythmias induced by ATX-II were abrogated by RANO (30 µM) at 35oC. Based on our results we can conclude that RANO has a minor impact on sarcomere shortening of healthy ENDO and EPI cells and it abrogates arrhythmias induced by INaLto a similar level in ENDO and EPI cells.