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.

ÓXIDO NÍTRICO E DINÂMICA DE CA2+ EM CARDIOMIÓCITOS: INFLUÊNCIA DA CAPACIDADE DE EXERCÍCIO / NITRIC OXIDE AND CA2+ DYNAMICS IN CARDIOMYOCYTES: INFLUENCE OF EXERCISE CAPACITY / ÓXIDO NÍTRICO Y DINAMICA DE CA2+ EN CARDIOMIOCITOS: INFLUENCIA DE LA CAPACIDAD DE EJERCÍCIO

RESUMO Introdução: A capacidade intrínseca para o exercício aeróbico está relacionada com o inotropismo cardíaco. Por outro lado, a participação do óxido nítrico (NO) como mensageiro intracelular sobre a dinâmica do Ca2+ ainda permanece desconhecida em ratos com diferentes capacidades intrínsecas para o exercício. Objetivo: Avaliar se o NO modula diferentemente o transiente intracelular de Ca2+ e liberações espontâneas de Ca2+(sparks) em cardiomiócitos de ratos com diferentes capacidades intrínsecas para o exercício. Métodos: Ratos machos Wistar foram selecionados como desempenho padrão (DP) e alto desempenho (AD), de acordo com a capacidade de exercício até a fadiga, mensurada através de teste de esforço progressivo em esteira. Os cardiomiócitos dos ratos foram utilizados para determinar o transiente intracelular de Ca2+ e Ca2+sparks em microscópio confocal. Para estimar a contribuição do NO foi utilizado o inibidor das sínteses do NO (L-NAME, 100 µM). Os dados foram analisados através de ANOVA two-way seguido do pós-teste de Tukey e apresentados como médias ± EPM. Resultados: Os cardiomiócitos de ratos AD exibiram aumentos na amplitude do transiente de Ca2+ em comparação aos DP. Entretanto, o L-NAME aumentou a amplitude do transiente de Ca2+ somente em ratos DP. Não foram encontradas diferenças na constante de tempo de decaimento do transiente de Ca2+ (t) em cardiomiócitos de ratos com DP e AP, contudo, a administração do L-NAME diminuiu o t em cardiomiócitos em ambos os grupos. cardiomiócitos de ratos AD apresentaram menor amplitude e frequência de Ca2+sparks em comparação ao grupo DP. A administração de L-NAME aumentou a amplitude de Ca2+sparks em cardiomiócitos do grupo AD. Conclusão: O NO modula o transiente de Ca2+ e as sparks de Ca2+ em cardiomiócitos de ratos com diferentes capacidades intrínsecas para o exercício.

ABSTRACT Introduction: The intrinsic capacity to aerobic exercise is associated with cardiac inotropism. On the other hand, the contribution of nitric oxide (NO) as an intracellular messenger on Ca2+ dynamics remains unknown in rats with different intrinsic capacities to exercise. Objective: To evaluate whether NO modulates differently Ca2+ intracellular transient and spontaneous Ca2+ releases (sparks) in cardiomyocytes of rats with different intrinsic capacities to exercise. Methods: Male Wistar rats were selected as standard-performance (SP) and high-performance (HP), according to the exercise capacity until fatigue, assessed through a treadmill progressive stress test. Cardiomyocytes of rats were used to determine Ca2+ intracellular transient and Ca2+ sparks evaluated using confocal microscope. To estimate NO contribution, a NO synthase inhibitor (L-NAME, 100 µM) was used. Data were analyzed through two-way ANOVA followed by Tukey's post hoc test and expressed as means ± SEM. Results: Cardiomyocytes of HP rats exhibited higher Ca2+ transient amplitude compared to SP. However, L-NAME increased Ca2+ transient amplitude only in SP rats. No differences were found in Ca2+ transient decay time constant ( t) in cardiomyocytes of SP and HP rats. However, administration of L-NAME caused reduction of tin cardiomyocytes of both groups. Lower amplitude and frequency of Ca2+ sparks were found in cardiomyocytes of HS rats compared to SP group. Administration of L-NAME increased the amplitude of Ca2+ sparks in cardiomyocytes of the HP group. Conclusion: NO modulates Ca2+ transient and Ca2+ sparks in cardiomyocytes of rats with different intrinsic exercise capacities.

RESUMEN Introducción: La capacidad intrínseca para el ejercicio aeróbico está relacionada con el inotropismo cardiaco. Por otro lado, todavía se desconoce la contribución del óxido nítrico (ON) como mensajero intracelular sobre la dinámica del Ca2+ en ratones con diferentes capacidades intrínsecas para el ejercicio. Objetivo: Evaluar si el ON modula diferencialmente la variación transitoria intracelular de Ca2+ y las liberaciones espontaneas de Ca2+ (sparks) en cardiomiocitos de ratones con diferentes capacidades intrínsecas para el ejercicio. Métodos: Ratones machos Wistar fueron seleccionados como desempeño estándar (DE) y alto desempeño (AD), de acuerdo con la capacidad de ejercicio hasta la fatiga, medida a través del test de fuerza progresiva en la caminadora o cinta eléctrica. Los cardiomiocitos de los ratones fueron utilizados para determinar el tránsito intracelular y sparks de Ca2+ evaluados en microscopio confocal. Para estimar la contribución del ON fue utilizado un inhibidor de síntesis del ON (L-NAME, 100 µM). Los datos fueron analizados a través de un ANOVA two-way seguido de un post-test Tukey y presentados como promedios ± EPM. Resultados: Los cardiomiocitos de ratones AD mostraron aumento en la amplitud de la variación transitoria de Ca2+ en comparación con los DE. Así mismo, el L-NAME incremento la amplitud transitoria de Ca2+ solamente en ratones DE. No se encontraron diferencias en la constante del tiempo de decaimiento de la variación transitoria ( t ) de Ca2+ en cardiomiocitos de ratones DE e AD. Todavía, la administración de L-NAME mostro una reducción en el t en cardiomiocitos de ambos los grupos. Cardiomiocitos de ratones AD presentaron menor amplitud y frecuencia de sparks de Ca2+ en comparación al grupo DE. La administración de L-NAME incrementó la amplitud de sparks de Ca2+ en cardiomiocitos del grupo AD. Conclusión: El ON modula la variación de Ca2+ y sparks de Ca2+ en cardiomiocitos de ratones con diferentes capacidades intrínsecas para el ejercicio.

Morfologia e contratilidade em cardiomiócitos de ratos com baixo desempenho para o exercício físico / Morphology and contractility in cardiomyocytes of rats with low exercise performance

FUNDAMENTO: A capacidade aeróbica é fundamental para o desempenho físico, e a baixa capacidade aeróbica está relacionada ao desencadeamento de diversas doenças cardiovasculares. OBJETIVO: Comparar a contratilidade e a morfologia de cardiomiócitos isolados de ratos com baixo desempenho e desempenho padrão para o exercício físico. MÉTODOS: Ratos Wistar, com 10 semanas de idade, foram submetidos a um protocolo de corrida em esteira até a fadiga, e foram divididos em dois grupos: Baixo Desempenho (BD) e Desempenho Padrão (DP). Em seguida, após eutanásia, o coração foi removido rapidamente e, por meio de dissociação enzimática, os cardiomiócitos do ventrículo esquerdo foram isolados. O comprimento celular e dos sarcômeros e a largura dos cardiomiócitos foram medidos usando-se um sistema de detecção de bordas. Os cardiomiócitos isolados foram estimulados eletricamente a 1 e 3 Hz e a contração celular foi medida registrando-se a alteração do seu comprimento. RESULTADOS: O comprimento celular foi menor no grupo BD (157,2 ± 1,3µm; p < 0,05) em relação ao DP (161,4 ± 1,3 µm), sendo o mesmo resultado observado para o volume dos cardiomiócitos (BD, 25,5 ± 0,4 vs. DP, 26,8 ± 0,4 pL; p < 0,05). Os tempos para o pico de contração (BD, 116 ± 1 vs. DP, 111 ± 2ms) e para o relaxamento total (BD, 143 ± 3 vs. DP, 232 ± 3 ms) foram maiores no grupo BD. CONCLUSÃO: Conclui-se que os miócitos do ventrículo esquerdo dos animais de baixo desempenho para o exercício físico apresentam menores dimensões que os dos animais de desempenho padrão, além de apresentarem perdas na capacidade contrátil.

BACKGROUND: Aerobic capacity is essential to physical performance, and low aerobic capacity is related to the triggering of various cardiovascular diseases. OBJECTIVE: To compare the morphology and contractility of isolated rat cardiomyocytes with low performance and standard performance for exercise. METHODS: Wistar rats with 10 weeks of age underwent a protocol of treadmill running to fatigue, and were divided into two groups: Low Performance (LP) and Standard Performance (SP). Then, the animals were sacrificed, the heart was quickly removed and, by means of enzymatic dissociation, left ventricular cardiomyocytes were isolated. The cell and sarcomeres length and width of cardiomyocytes were measured using an edge detection system. The isolated cardiomyocytes were electrically stimulated at 1 and 3 Hz and cell contraction was measured by registering the change of their length. RESULTS: The cell length was shorter in the LP group (157.2 1.3µm; p < 0.05) compared to SP (161.4 1.3µm), and the same result was observed for the volume of cardiomyocytes (LP, 25.5 0.4. vs. SP, 26.8 ± 0.4 pL; p < 0.05). The time to peak contraction (LP, 116 1 vs. SP 111 2ms) and total relaxation (LP, 143 3 vs. SP 232 3ms) were higher in the LP group. CONCLUSION: We conclude that left ventricular myocytes of animals with low performance for exercise are smaller than animals with standard performance. In addition to that, they present losses in contractile capacity.

Detection of oral streptococci in dental biofilm from caries-active and caries-free children / Detecção de estreptococos orais em biofilme dental de crianças cárie-ativas e livres de cárie

This work correlated the presence of oral streptococci in dental biofilm with clinical indexes of caries and oral hygiene in caries-active and caries-free children. S. mutans and/or S. sobrinus in the dental biofilm does not indicate a direct risk for developing dental caries.

Este trabalho correlacionou a presença de estreptococos orais no biofilme dental com índices clínicos de cárie dentária e higiene oral em crianças com alta e baixa atividade de cárie. S. mutans e/ou S. sobrinus no biofilme dental não significa o imediato desenvolvimento de lesões cariosas