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.

Efeitos do Óleo de Copaíba em Marcadores Periféricos de Estresse Oxidativo em um Modelo de Cor Pulmonale em Ratos / Effects of Copaiba Oil in Peripheral Markers of Oxidative Stress in a Model of Cor Pulmonale in Rats

Resumo Fundamento Até o presente momento, os efeitos sistêmicos do óleo de copaíba jamais foram documentados no Cor pulmonale induzido por monocrotalina. Objetivos Investigar os efeitos do óleo de copaíba nos marcadores periféricos de stress oxidativo em ratos com Cor pulmonale. Métodos Ratos Wistar machos (170±20g, n=7/grupo) foram divididos em quatro grupos: controle (CO), monocrotalina (MCT), óleo de copaíba (O), e monocrotalina + óleo de copaíba (MCT-O). Foi administrada a MCT (60 mg/kg i.p.) e, depois de uma semana, foi iniciado o tratamento com óleo de copaíba (400 mg/kg/day-gavagem-14 dias). Foi realizado o ecocardiograma e, depois disso, foi coletado sangue do tronco para a realização de avaliações de stress oxidativo. Análise estatística: ANOVA de duas vias com teste Student-Newman-Keuls post hoc. P-valores <0,05 foram considerados significativos. Resultados O óleo de copaíba reduziu a resistência vascular pulmonar e a hipertrofia do ventrículo direito (VD) hipertrofia (Índice de Fulton (mg/mg)): MCT-O= 0,39±0,03; MCT= 0,49±0,01), e função sistólica melhorada (fração de encurtamento do VD, %) no grupo MCT-O (17,8±8,2) em comparação com o grupo de MCT (9,4±3,1; p<0,05). Além disso, no grupo MCT-O, espécies reativas do oxigênio e os níveis de carbonila foram reduzidos, e os parâmetros antioxidantes aumentaram no sangue periférico (p <0,05). Conclusões Os resultados deste estudo sugerem que o óleo de copaíba tem um efeito antioxidante sistêmico interessante, que se reflete na melhoria da função e na morfometria do VD nesse modelo de Cor pulmonale . A atenuação do Cor pulmonale promovida pelo óleo de copaíba coincidiu com uma redução no stress oxidativo sistêmico.

Abstract Background To date, copaiba oil's systemic effects have never documented in Cor pulmonale induced by monocrotaline. Objectives To investigate copaiba oil's effects in peripheral markers of oxidative stress in rats with Cor pulmonale. Methods Male Wistar rats (170±20g, n=7/group) were divided into four groups: control (CO), monocrotaline (MCT), copaiba oil (O), and monocrotaline+copaiba oil (MCT-O). MCT (60 mg/kg i.p.) was administered, and after one week, treatment with copaiba oil (400 mg/kg/day-gavage-14 days) was begun. Echocardiography was performed and, later, trunk blood collection was performed for oxidative stress evaluations. Statistical analysis: two-way ANOVA with Student-Newman-Keuls post-hoc test. P values<0.05 were considered significant. Results Copaiba oil reduced pulmonary vascular resistance and right ventricle (RV) hypertrophy (Fulton index (mg/mg): MCT-O=0.39±0.03; MCT=0.49±0.01), and improved RV systolic function (RV shortening fraction, %) in the MCT-O group (17.8±8.2) as compared to the MCT group (9.4±3.1; p<0.05). Moreover, in the MCT-O group, reactive oxygen species and carbonyl levels were reduced, and antioxidant parameters were increased in the peripheral blood (p<0.05). Conclusions: Our results suggest that copaiba oil has an interesting systemic antioxidant effect, which is reflected in the improvements in function and RV morphometry in this Cor pulmonale model. Cor pulmonale attenuation promoted by copaiba oil coincided with a reduction in systemic oxidative stress.

Dano histológico renal em modelo experimental de hipertrofia ventricular direita induzida por monocrotalina / Renal histological damage in an experimental model of monocrotalin-induced right ventricular hypertrophy

Monocrotalina, alcalóide tóxico obtido de plantas do gênero crotalaria, pode ter potencial efeito tóxico em órgãos do corpo humano, como rins, pulmões, coração, fígado e outros efeitos. O objetivo deste estudo foi avaliar o dano renal causado pela exposição à monocrotalina. Trata-se de estudo experimental em ratos divididos em 4 grupos, um dos quais recebeu injeção de soro fisiológico e os outros três inoculação de monocrotalina, com tempos diferentes para sacrifício; subsequentemente, estudo histológico foi feito a fim de evidenciar as lesões renais. Em conclusão, constatou-se que houve lesão renal. Contudo, não foi possível afirmar o mecanismo exato responsável por elas, ou seja, se foram decorrentes da ação tóxica direta da monocrotalina, ou se, também, esteve relacionado a outros fatores sistêmicos.

Monocrotaline, a toxic alkaloid obtained from plants of the Crotalaria genus, may have a potential toxic effect on human body organs, such as kidneys, lungs, heart, liver and other effects. The aim of this study was to evaluate the kidney damage caused by exposure to monocrotaline. This is an experimental study in rats divided into 4 groups, one of which received saline injection and the other three received monocrotaline inoculation, with different times for sacrifice; subsequently, a histological study was performed in order to evidence renal lesions. In conclusion, it was found that there was kidney damage. However, it was not possible to state the exact mechanism responsible for them, that is, if they were due to the direct toxic action of monocrotaline, or if it was also related to other systemic factors.

Lesões Plexiformes em Modelo Experimental de Hipertensão Arterial Pulmonar Induzida por Monocrotalina / Plexiform Lesions in an Experimental Model of Monocrotalin-Induced Pulmonary Arterial Hypertension

Resumo Fundamento O modelo de hipertensão arterial pulmonar induzida por monocrotalina (MCT) é um dos mais reproduzidos atualmente, apresentando como limitação a ausência de lesões plexiformes, manifestações típicas da doença grave em humanos. Objetivo Avaliar a gravidade da arteriopatia pulmonar induzida por MCT por meio dos achados anatomopatológicos pulmonares e cardíacos, evolução clínica e sobrevida em 37 dias. Métodos Foram utilizados 50 ratos machos Wistar divididos em quatro grupos, sendo um controle (n = 10). Os três grupos restantes foram submetidos à inoculação de MCT (60 mg/kg i.p.) e ficaram sob o seu efeito por 15 (n = 10), 30 (n = 10) e 37 dias (n = 20). Ao final de cada período, os animais foram sacrificados, obtendo-se tecidos pulmonar e cardíaco para análise anatomopatológica e morfométrica. Empregou-se o teste Kruskal-Wallis, considerando nível de significância de 5%. Resultados Nos pulmões dos animais MCT foram constatadas lesões referentes à arteriopatia pulmonar, incluindo muscularização das arteríolas, hipertrofia da camada média e lesões neointimais concêntricas. Lesões complexas foram observadas nos grupos MCT, descritas como plexiforme e do "tipo" plexiforme (plexiform-like). A hipertrofia do ventrículo direito foi constatada pelo aumento da espessura e diâmetro dos cardiomiócitos e pelo aumento significativo da espessura da parede do ventrículo direito (p<0,0000). Conclusão O modelo foi capaz de gerar arteriopatia pulmonar moderada-grave associada à hipertrofia do ventrículo direito secundária, com sobrevida de 50% em 37 dias. De nosso conhecimento, este estudo foi o primeiro a constatar a presença de lesões vasculares complexas, semelhantes às observadas em pacientes com hipertensão arterial pulmonar grave, em modelo isolado de MCT. (Arq Bras Cardiol. 2020; 115(3):480-490)

Abstract Background The monocrotaline (MCT)-induced pulmonary arterial hypertension model is one of the most reproduced today, presenting as a limitation the absence of plexiform lesions, typical manifestations of the severe disease in humans. Objective To evaluate the severity of MCT-induced pulmonary arteriopathy by pathological findings of lung and heart tissue samples, clinical course and 37-day survival. Methods Fifty male Wistar rats were divided into one of the four groups - control (CG) (n = 10) and three intervention (MCT) groups. The MCT groups received intraperitoneal injection (60 mg/kg) of MCT and remained exposed to the substance for 15 days (G15, n = 10), 30 days (G30, n = 10) and 37 days (G37, n = 20). At the end of each period, the animals were sacrificed, and pulmonary and cardiac tissues were collected for anatomopathological and morphometric analysis. The Kruskal-Wallis test was used, considering a level of significance of 5%. Results In the lungs of MCT animals, lesions related to pulmonary arteriopathy were found, including muscularization of the arterioles, hypertrophy of the middle layer and concentric neointimal lesions. Complex lesions were observed in MCT groups, described as plexiform and plexiform-like lesions. Right ventricular hypertrophy was evidenced by increased thickness and diameter of the cardiomyocytes and a significant increase in the right ventricular wall thickness (p <0.0000). Conclusion The MCT model was able to generate moderate-severe pulmonary arteriopathy associated with secondary right ventricular hypertrophy. The 37-day survival rate was 50%. To our knowledge, this study was the first to note the presence of complex vascular lesions, similar to those observed in patients with severe pulmonary arterial hypertension, in an isolated MCT model. (Arq Bras Cardiol. 2020; 115(3):480-490)

Fractal Dimension in Quantifying Experimental-Pulmonary-Hypertension-Induced Cardiac Dysfunction in Rats / Dimensão Fractal na Quantificação da Disfunção Cardíaca Induzida por Hipertensão Pulmonar Experimental em Ratos

Abstract Background: Right-sided heart failure has high morbidity and mortality, and may be caused by pulmonary arterial hypertension. Fractal dimension is a differentiated and innovative method used in histological evaluations that allows the characterization of irregular and complex structures and the quantification of structural tissue changes. Objective: To assess the use of fractal dimension in cardiomyocytes of rats with monocrotaline-induced pulmonary arterial hypertension, in addition to providing histological and functional analysis. Methods: Male Wistar rats were divided into 2 groups: control (C; n = 8) and monocrotaline-induced pulmonary arterial hypertension (M; n = 8). Five weeks after pulmonary arterial hypertension induction with monocrotaline, echocardiography was performed and the animals were euthanized. The heart was dissected, the ventricles weighed to assess anatomical parameters, and histological slides were prepared and stained with hematoxylin/eosin for fractal dimension analysis, performed using box-counting method. Data normality was tested (Shapiro-Wilk test), and the groups were compared with non-paired Student t test or Mann Whitney test (p < 0.05). Results: Higher fractal dimension values were observed in group M as compared to group C (1.39 ± 0.05 vs. 1.37 ± 0.04; p < 0.05). Echocardiography showed lower pulmonary artery flow velocity, pulmonary acceleration time and ejection time values in group M, suggesting function worsening in those animals. Conclusion: The changes observed confirm pulmonary-arterial-hypertension-induced cardiac dysfunction, and point to fractal dimension as an effective method to evaluate cardiac morphological changes induced by ventricular dysfunction.

Resumo Fundamento: Insuficiência cardíaca direita apresenta grande morbimortalidade e pode ser causada por hipertensão arterial pulmonar. Um método diferenciado e inovador utilizado em avaliações histológicas é a dimensão fractal, que permite a caracterização de estruturas irregulares e complexas e pode quantificar alterações estruturais dos tecidos. Objetivo: Avaliar a utilização do método da dimensão fractal nos cardiomiócitos de ratos com hipertensão arterial pulmonar induzida por monocrotalina, associada com análise histológica e funcional. Métodos: Ratos Wistar machos foram divididos em 2 grupos: controle (C; n = 8) e hipertensão arterial pulmonar induzida por monocrotalina (M; n = 8). Após 5 semanas da indução da hipertensão arterial pulmonar pela monocrotalina, foi realizado ecocardiograma. Os animais foram eutanasiados, o coração dissecado e os ventrículos pesados para avaliação dos parâmetros anatômicos. Lâminas histológicas foram confeccionadas, coradas com hematoxilina/eosina para análise da dimensão fractal, realizada pelo método box-counting . Inicialmente foi testada a normalidade dos dados (teste Shapiro Wilk) e a comparação entre os grupos foi por meio do teste t de Student não pareado ou teste de Mann Whitney (p < 0,05). Resultados: Maiores valores da dimensão fractal foram observados no grupo M em comparação ao C (1,43 ± 0,06 vs. 1,37 ± 0,04; p < 0,05). O ecocardiograma apontou menores valores no grupo M para velocidade máxima pulmonar, tempo de aceleração pulmonar e tempo de ejeção, sugerindo piora funcional nesses animais, que também apresentaram hipertrofia cardíaca. Conclusão: As alterações observadas comprovam a disfunção cardíaca induzida pela hipertensão arterial pulmonar e apontam que a dimensão fractal é um método eficaz para avaliar alterações morfológicas cardíacas induzidas pela disfunção ventricular.

Duration of an induced resistance of sheep to acute poisoning by Crotalaria retusa seeds / Duração da resistência induzida por Crotalaria retusa em ovinos

The aim of this study was to determine the duration of the resistance after the end of the ingestion of non-toxic doses of Crotalaria retusa seeds. Ten sheep were divided into 3 groups of 3 animals each and a control group with 1 sheep. To induce resistance, sheep in groups 1, 2 and 3 received 20 daily doses of 2g kg-1 of C. retusa seeds, followed by 7 daily doses of 4g kg-1. To determine the duration of resistance the sheep in groups 1, 2 and 3 were challenged orally, 3, 7 and 15 days, respectively, after receiving the last dose of 4g kg-1, with a single dose of 5g kg-1. Sheep of groups 1 and 2 did not develop overt signs of poisoning. Two sheep of group 3, challenged 15 days after the end of the resistance induction period, showed signs of acute poisoning and died. These results suggest that the induced resistance of sheep to acute poisoning by C. retusa seeds is of short duration, from 7 to 15 days.

O objetivo deste estudo foi determinar a duração da resistência após a ingestão de doses não tóxicas de sementes de Crotalaria retusa. Dez ovinos foram divididos em três grupos com três animais cada e um grupo controle com um ovino. Para induzir resistência, ovinos dos grupos 1, 2 e 3 receberam 20 doses diárias de 2g kg-1 de sementes de Crotalaria retusa, seguidos de sete doses de 4g kg-1 durante 7 dias. Para determinar a duração da resistência, ovinos dos grupos 1, 2 e 3 foram desafiados oralmente, 3, 7 e 15 dias, respectivamente, após receberem a última dose de 4g kg-1, com uma dose única de 5g kg-1. Ovinos dos grupos 1 e 2 não desenvolveram sinais de intoxicação. Dois ovinos do grupo 3, desafiados 15 dias após o período de indução de resistência, apresentaram sinais de intoxicação aguda e morreram. Estes resultados sugerem que a resistência induzida de ovinos à intoxicação aguda por sementes de C. retusa é de curta duração, de 7 a 15 dias.

Comparação de dois modelos experimentais de hipertensão pulmonar / Comparison of two experimental models of pulmonary hypertension

OBJETIVO: Comparar dois modelos de hipertensão pulmonar (monocrotalina e monocrotalina+pneumonectomia) em relação à gravidade hemodinâmica, estrutura de artérias pulmonares, marcadores inflamatórios (IL-1 e PDGF) e sobrevida em 45 dias. MÉTODOS: Foram utilizados 80 ratos Sprague-Dawley em dois protocolos de estudo: análise estrutural e de sobrevida. Os animais foram divididos em quatro grupos: controle, monocrotalina (M), pneumonectomia (P) e monocrotalina+pneumonectomia (M+P). Para a análise estrutural, 40 animais (10/grupo) foram cateterizados após 28 dias para a medição dos valores hemodinâmicos e sacrificados, obtendo-se tecidos cardíaco e pulmonar. O ventrículo direito (VD) foi dissecado do septo interventricular (SI), e a relação do peso do VD e do peso do ventrículo esquerdo (VE) com o SI foi obtida como índice de hipertrofia de VD. No tecido pulmonar, foram realizadas análises histológicas e dosados IL-1 e PDGF por ELISA. Para o estudo de sobrevida, 40 animais (10/grupo) foram observados por 45 dias. RESULTADOS: Os grupos M e M+P apresentaram hipertensão pulmonar em relação aos demais. Houve um aumento significativo da relação VD/VE+S no grupo M+P em relação aos demais. Não houve diferenças significativas entre os grupos M e M+P quanto à área da camada média das artérias pulmonares, dosagens de IL-1 e PDGF ou sobrevida. CONCLUSÕES: Baseados nos resultados, não podemos afirmar que o modelo de monocrotalina+pneumonectomia é superior ao modelo de monocrotalina.

OBJECTIVE: To compare two models of pulmonary hypertension (monocrotaline and monocrotaline+pneumonectomy) regarding hemodynamic severity, structure of pulmonary arteries, inflammatory markers (IL-1 and PDGF), and 45-day survival. METHODS: We used 80 Sprague-Dawley rats in two study protocols: structural analysis; and survival analysis. The rats were divided into four groups: control; monocrotaline (M), pneumonectomy (P), and monocrotaline+pneumonectomy (M+P). In the structural analysis protocol, 40 rats (10/group) were catheterized for the determination of hemodynamic variables, followed by euthanasia for the removal of heart and lung tissue. The right ventricle (RV) was dissected from the interventricular septum (IS), and the ratio between RV weight and the weight of the left ventricle (LV) plus IS (RV/LV+IS) was taken as the index of RV hypertrophy. In lung tissues, we performed histological analyses, as well as using ELISA to determine IL-1 and PDGF levels. In the survival protocol, 40 animals (10/group) were followed for 45 days. RESULTS: The M and M+P rats developed pulmonary hypertension, whereas the control and P rats did not. The RV/LV+IS ratio was significantly higher in M+P rats than in M rats, as well as being significantly higher in M and M+P rats than in control and P rats. There were no significant differences between the M and M+P rats regarding the area of the medial layer of the pulmonary arteries; IL-1 and PDGF levels; or survival. CONCLUSIONS: On the basis of our results, we cannot conclude that the monocrotaline+pneumonectomy model is superior to the monocrotaline model.