The Effect of Umbilical Cord Blood Derived Mesenchymal Stem Cells in Monocrotaline-induced Pulmonary Artery Hypertension Rats

Pulmonary arterial hypertension (PAH) causes right ventricular failure due to a gradual increase in pulmonary vascular resistance. The purposes of this study were to confirm the engraftment of human umbilical cord blood-mesenchymal stem cells (hUCB-MSCs) placed in the correct place in the lung and research on changes of hemodynamics, pulmonary pathology, immunomodulation and several gene expressions in monocrotaline (MCT)-induced PAH rat models after hUCB-MSCs transfusion. The rats were grouped as follows: the control (C) group; the M group (MCT 60 mg/kg); the U group (hUCB-MSCs transfusion). They received transfusions via the external jugular vein a week after MCT injection. The mean right ventricular pressure (RVP) was significantly reduced in the U group after the 2 week. The indicators of RV hypertrophy were significantly reduced in the U group at week 4. Reduced medial wall thickness in the pulmonary arteriole was noted in the U group at week 4. Reduced number of intra-acinar muscular pulmonary arteries was observed in the U group after 2 week. Protein expressions such as endothelin (ET)-1, endothelin receptor A (ERA), endothelial nitric oxide synthase (eNOS) and matrix metalloproteinase (MMP)-2 significantly decreased at week 4. The decreased levels of ERA, eNOS and MMP-2 immunoreactivity were noted by immnohistochemical staining. After hUCB-MSCs were administered, there were the improvement of RVH and mean RVP. Reductions in several protein expressions and immunomodulation were also detected. It is suggested that hUCB-MSCs may be a promising therapeutic option for PAH.

Bandagem ajustável do tronco pulmonar: IX: atividade da G6PD do miocárdio de cabras adultas submetido ao treinamento ventricular / Reversible pulmonary trunk banding: IX. G6PD activity of adult goat myocardium submitted to ventricular retraining

OBJETIVO: O aumento da atividade miocárdica da Glicose 6-Fosfato Desidrogenase tem sido demonstrado na insuficiência cardíaca. Este estudo avalia a atividade miocárdica da Glicose 6-Fosfato Desidrogenase no treinamento do ventrículo subpulmonar de cabras adultas. MÉTODOS: Foram utilizadas 18 cabras adultas, divididas em três grupos: convencional (bandagem fixa), sham e intermitente (bandagem ajustável; 12 horas diárias de sobrecarga). A sobrecarga sistólica (70% da pressão sistêmica) foi mantida durante quatro semanas. As avaliações hemodinâmica e ecocardiográfica foram realizadas durante todo o estudo. Depois de cumprido o protocolo, os animais foram mortos para avaliação morfológica e da atividade da Glicose 6-Fosfato Desidrogenase dos ventrículos. RESULTADOS: Apesar de haver sobrecarga sistólica proporcionalmente menor no ventrículo subpulmonar do grupo intermitente (P=0,001), ambos os grupos de estudo apresentaram aumento da massa muscular de magnitude similar. Os grupos intermitente e convencional apresentaram aumento da massa de 55,7% e 36,7% (P<0,05), respectivamente, em comparação ao grupo sham. O conteúdo de água do miocárdio não variou entre os grupos estudados (P=0,27). O ecocardiograma demonstrou maior aumento (37,2%) na espessura do ventrículo subpulmonar do grupo intermitente, em relação aos grupos sham e convencional (P<0,05). Foi observada maior atividade da Glicose 6-Fosfato Desidrogenase na hipertrofia miocárdica do ventrículo subpulmonar do grupo convencional, comparada aos grupos sham e intermitente (P=0,05). CONCLUSÃO: Ambos os grupos de treinamento ventricular desenvolveram hipertrofia ventricular, a despeito do menor tempo de sobrecarga sistólica no grupo intermitente. A maior atividade de Glicose 6-Fosfato Desidrogenase observada no grupo convencional pode refletir um desequilíbrio redox, com maior produção de fosfato de dinucleotídeo de nicotinamida e adenina e glutationa reduzida, um mecanismo importante da fisiopatologia da insuficiência cardíaca.

OBJECTIVE: Increased glucose 6-phosphate dehydrogenase activity has been demonstrated in heart failure. This study sought to assess myocardial glucose 6-phosphate dehydrogenase activity in retraining of the subpulmonary ventricle of adult goats. METHODS: Eighteen adult goats were divided into three groups: traditional (fixed banding), sham, and intermittent (adjustable banding, daily 12-hour systolic overload). Systolic overload (70% of systemic pressure) was maintained during a 4-week period. Right ventricle, pulmonary artery and aortic pressures were measured throughout the study. All animals were submitted to echocardiographic and hemodynamic evaluations throughout the protocol. After the study period, the animals were killed for morphological and glucose 6-phosphate dehydrogenase activity assessment. RESULTS: A 55.7% and 36.7% increase occurred in the intermittent and traditional right ventricle masses, respectively, when compared with the sham group (P<0.05), despite less exposure of intermittent group to systolic overload. No significant changes were observed in myocardial water content in the 3 groups (P=0.27). A 37.2% increase was found in right ventricle wall thickness of intermittent group, compared to sham and traditional groups (P<0.05). Right ventricle glucose 6-phosphate dehydrogenase activity was elevated in the traditional group, when compared to sham and intermittent groups (P=0.05). CONCLUSION: Both study groups have developed similar right ventricle hypertrophy, regardless less systolic overload exposure of intermittent group. Traditional systolic overload for adult subpulmonary ventricle retraining causes upregulation of myocardial glucose 6-phosphate dehydrogenase activity. It may suggest that the undesirable "pathologic systolic overload" is influenced by activation of penthose pathway and cytosolic Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate availability. This altered energy substrate metabolism can elevate levels of free radicals by Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase, an important mechanism in the pathophysiology of heart failure.

Sobrecarga sistólica intermitente promove melhor desempenho miocárdico em animais adultos / Intermittent systolic overload promotes better myocardial performance in adult animals / Sobrecarga sistólica intermitente promueve mejor desempeño miocárdico en animales adultos

FUNDAMENTO: A transposição corrigida das grandes artérias frequentemente evolui com disfunção ventricular direita. O preparo ventricular para a correção anatômica em pacientes adultos apresenta resultados desapontadores. OBJETIVO: Analisar a hipertrofia do ventrículo direito (VD) induzida por dois tipos de bandagem pulmonar (BP), convencional e intermitente em animais adultos. MÉTODOS: Dezenove cabras adultas foram divididas em três grupos: Convencional (seis animais), Intermitente (seis animais) e Controle (sete animais). O grupo Convencional foi submetido à BP fixa com fita cardíaca, enquanto no grupo Intermitente foi usado dispositivo de BP ajustável, que gerava sobrecarga sistólica por 12 horas, alternada com 12 horas de descanso do VD. As pressões de VD, tronco pulmonar e aorta foram medidas durante todo o estudo. Ecocardiograma foi realizado semanalmente. Após quatro semanas, os animais foram eutanasiados para avaliação morfológica dos ventrículos. O grupo Controle foi submetido a eutanásia para análise em condições basais. RESULTADOS: A sobrecarga pressórica foi menor no grupo Intermitente (p=0,001), comparada ao grupo Convencional. Houve aumento na espessura do VD do grupo Intermitente, medida pelo ecocardiograma, comparado ao seu momento basal (p<0,05). O índice de performance miocárdica do VD foi melhor no grupo Intermitente (p=0,024), comparado ao Convencional. Os grupos estimulados apresentaram aumento da massa muscular em comparação ao grupo Controle (p=0,001). Não houve diferença no conteúdo de água miocárdica. CONCLUSÃO: A BP intermitente desenvolveu hipertrofia de melhor desempenho funcional, sugerindo este protocolo como método preferencial de preparo ventricular.

BACKGROUND: Corrected transposition of great arteries often evolves with right ventricular dysfunction. The ventricular preparation for anatomic correction in adult patients has produced disappointing results. OBJECTIVE: To assess right ventricular hypertrophy (RV) induced by conventional and intermittent pulmonary banding (PB) in adult animals. METHODS: Nineteen adult goats were divided into three groups: conventional (six animals), intermittent (six animals) and control (seven animals). The Conventional group underwent fixed PB with cardiac tape, while the intermittent group received PB adjustable device, which generated systolic overload for 12 hours, alternated with 12 hours of rest of RV. The pressures of the RV, pulmonary artery and aorta were measured throughout the study. Echocardiography was performed weekly. After four weeks, the animals were euthanized for morphological evaluation of the ventricles. The Control group was put to euthanasia for analysis at baseline. RESULTS: Pressure overload was lower in the intermittent group (p = 0.001), compared to the conventional group. There was an increase in the thickness of the RV of the Intermittent group measured by echocardiography compared to their baseline values (p < 0.05). The myocardial performance index in the RV group was better in the Intermittent group (p = 0.024), compared to the Conventional group. The groups stimulated showed increased muscle mass compared to the Control group (p = 0.001). There was no difference in myocardial water content. CONCLUSION: The intermittent BP developed hypertrophy of better performance, suggesting this protocol as the preferred method of ventricular preparation.

FUNDAMENTO: La transposición corregida de las grandes arterias frecuentemente evoluciona con disfunción ventricular derecha. La preparación ventricular para la corrección anatómica en pacientes adultos presenta resultados desalentadores. OBJETIVO: Analizar la hipertrofia del ventrículo derecho (VD) inducida por dos tipos de vendaje pulmonar (VP), convencional e intermitente en animales adultos. MÉTODOS: Diecinueve cabras adultas fueron divididas en tres grupos: Convencional (seis animales), Intermitente (seis animales) y Control (siete animales). El grupo Convencional fue sometido al VP fijo con cinta cardíaca, mientras que en el grupo Intermitente fue usado dispositivo de VP ajustable, que generaba sobrecarga sistólica por 12 horas, alternada con 12 horas de descanso del VD. Las presiones de VD, tronco pulmonar y aorta fueron medidas durante todo el estudio. Ecocardiograma fue realizado semanalmente. Después de cuatro semanas, los animales fueron eutanasiados para evaluación morfológica de los ventrículos. El grupo Control fue sometido a eutanasia para análisis en condiciones basales. RESULTADOS: La sobrecarga presórica fue menor en el grupo Intermitente (p=0,001), comparada al grupo Convencional. Hubo aumento en el espesor del VD del grupo Intermitente, medida por el ecocardiograma, comparado a su momento basal (p<0,05). El índice de performance miocárdica del VD fue mejor en el grupo Intermitente (p=0,024), comparado al Convencional. Los grupos estimulados presentaron aumento de la masa muscular en comparación al grupo Control (p=0,001). No hubo diferencia en el contenido de agua miocárdica. CONCLUSIÓN: EL VP intermitente desarrolló hipertrofia de mejor desempeño funcional, sugiriendo este protocolo como método preferencial de preparación ventricular.

Bandagem reversível do tronco pulmonar IV: análise da hipertrofia aguda do ventrículo direito em modelo experimental de sobrecarga intermitente / IV Pulmonary trunk reversible banding: analysis of right ventricle acute hypertrophy in an intermittent loading experimental model

OBJETIVO: A bandagem ajustável do tronco pulmonar (TP) pode proporcionar treinamento ventricular mais fisiológico para cirurgia de Jatene em dois estágios. Este estudo experimental analisa a hipertrofia aguda (96 horas) do ventrículo direito (VD) submetido à sobrecarga sistólica intermitente. MÉTODOS: Cinco grupos de sete cabritos jovens foram dispostos conforme o tempo de sobrecarga sistólica do VD (0, 24, 48, 72 e 96 horas). O grupo zero hora funcionou como grupo controle. Avaliações ecocardiográficas e hemodinâmicas foram feitas diariamente. Os animais foram sacrificados para avaliação do conteúdo de água e pesagem das massas cardíacas. RESULTADOS: Houve aumento da espessura do VD a partir de 48 horas de treinamento (p<0,05) e rebaixamento da fração de ejeção do VD, com dilatação importante desta câmara nas primeiras 24 horas do protocolo, recuperando-se posteriormente. Houve aumento da relação volume/massa nas primeiras 24 horas do protocolo, em relação ao momento 96 horas (p=0,003). A massa do VD apresentou aumento de 104,7 por cento no grupo 96 horas em relação ao controle. Não houve diferença quanto ao conteúdo de água do VD. A média diária de aumento da massa do VD foi de 21,6 por cento ± 26,8 por cento. A taxa de ganho de massa muscular do VD para todo o período de estudo foi de 0,084 g/h ± 0,035 g/h. CONCLUSÃO: O protocolo de bandagem intermitente do TP permitiu ganho de massa muscular do VD, significativa no grupo de 96 horas de estudo. Esta hipertrofia não foi acompanhada de aumento no conteúdo de água, o que sugere maior síntese protéica nos tecidos cardíacos.

OBJECTIVES: Adjustable pulmonary trunk (PT) banding device may induce a more physiologic ventricle retraining for the two-stage Jatene operation. This experimental study evaluates the acute hypertrophy (96 hours) of the right ventricle (RV) submitted to an intermittent pressure overload. METHODS: Five groups of seven young goats were distributed according to RV intermittent systolic overload duration (0, 24, 48, 72 and 96 hours). The zero-hour group served as a control group. Echocardiographic and hemodynamic evaluations were performed daily. After completing the training program for each group, the animals were sacrificed for water content and cardiac masses evaluation. RESULTS: There was a significant increase in RV free wall thickness starting with the 48-hour group (p<0.05). However, a decreased RV ejection fraction, associated with an important RV dilation and a significant increase in the RV volume to mass ratio was observed at 24-hour training period, when compared to 96-hour period (p=0.003), with subsequent recovery throughout the protocol. A 104.7 percent increase in RV mass was observed in the 96-hour group, as compared to the control group, with no differences in water content between these two groups. The daily mean increase in RV mass during the study period was 21.6 percent ± 26.8 percent. The rate of RV mass acquisition for the overall study period of intermittent systolic overload was 0.084 g/h ± 0.035 g/h. CONCLUSION: Intermittent PT banding has allowed a significant RV mass acquisition in the 96-hour trained group. No myocardial water content changes were observed in this group, suggesting an increased myocardial protein synthesis.

Proteção miocárdica ao coração hipertrofiado: o eterno desafio: [revisão] / Myocardial protection to the hypertrophied heart: the eternal challenge: [review]

A proteção miocárdica permitiu enorme avanço na moderna cirurgia cardíaca, reduzindo a mortalidade e permitindo que operações cada vez mais complexas pudessem ser realizadas. A alteração na população eleita para procedimentos cirúrgicos cardiológicos mudou significativamente nas últimas décadas, com o aumento de pacientes mais idosos, com função ventricular deprimida e miocárdio hipertrofiado. Essa última condição, desde os primórdios da cirurgia cardíaca, constituiu-se em grande desafio. Diversas técnicas de proteção ao miocárdio hipertrofiado foram descritas, porém com resultados não alentadores. As características da hipertrofia miocárdica no adulto com cardiopatia cirúrgica apresentam particularidades desafiadoras. Nesse artigo, procuramos atualizar o estado da arte sobre a proteção miocárdica ao coração hipertrofiado.

The myocardial protection allowed great advance in cardiac surgery, decreasing the mortality and making more feasible complex surgeries. Latterly, the patient population elected for cardiac procedures has been changing towards elderly patients with ventricular function depressed and myocardial hypertrophy. The myocardial hypertrophy condition represents a great challenge since the beginning of the cardiac surgery. Several techniques have been described to protect the myocardial hypertrophy, however with no satisfactory results. In this manuscript we present the state of the art technique of myocardial protection.

Displasia arritmogénica del ventrículo derecho: presentación de tres casos / Arrhythmogenic right ventricular dysplasia

La displasia arritmogénica del ventrículo derecho es una afección bien definida con manifestaciones predominantemente arrítmicas. Se analizan los tres casos diagnosticados por nuestro grupo. Estos casos se presentaron como taquicardia ventricular con morfología de bloqueo de rama izquierda, presentando uno de ellos una muerte súbita abortada en la evolución. El electrocardiograma basal y la promediación de señales fueron anormales en dos de los tres casos, al igual que el ecocardiograma. El estudio electrofisiológico logró inducir en los tres pacientes taquicardia ventricular monomorfica sostenida con morfología de bloqueo de rama izquierda. El diagnóstico definitivo se hizo por ventriculografía derecha en dos casos y por resonancia nuclear magnética en el otro. El tratamiento incluyó fármacos antiarrítmicos en los tres casos y la colocación de un cardiodesfibrilador automático en el que sobrevivió a una muerte súbita

Cambios morfofuncionales precoces en el infarto del miocardio experimental: efecto de la inhibición de la enzima convertidora de angiotensina / Morphofunctional early changes in myocardial experimental infarction: effect of angiotensin converting enzyme inhibition

El presente estudio tuvo como objetivo caracterizar el efecto de un inhibidor de la enzima convertidora de angiotensina (ECA) sobre los cambios estructurales y funcionales miocárdicos post infarto al miocardio (IAM) experimental en ratas. Se evaluaron los cambios morfológicos y las propiedades mecánicas del miocardio en el corazón aislado perfundido. El estudio se efectuó en dos grupos experimentales, uno tratado con placebo (n = 22) y otro administrando el inhibidor de ECA ramipril (10 mg/l en agua a beber, n = 15) durante 45 días. Al comparar con el grupo placebo, en el grupo tratado con ramipril observamos menor relación peso ventricular derecho/peso corporal (0.83 ñ 0.38 vs 1.16 ñ 0.31, respectivamente, p < 0.05), mayor espesor de la pared ventricular izquierda en la zona de la cicatriz del infarto (0.89 ñ 0.58 vs 0.57 ñ 0.28 mm, respectivamente, p < 0.05) y una menor pendiente de la relación tensión-elongación diastólica (106.8 ñ 0.9 vs 13.7 ñ 1.2 g/cm², respectivamente, p < 0.05). El porcentaje del área ocupado por el infarto fue 39.4 ñ 12.1 en el grupo placebo y 34.8 ñ 13.4 en el grupo tratado con ramipril (ns). En conclusión, el inhibidor de la ECA ramipril, a las dosis utilizadas durante 6 semanas en ratas con infarto al miocardio experimental, demostró prevenir el desarrollo de hipertrofia ventricular derecha, con el desarrollo de una cicatriz de mayor grosor y un VI menos rígido con una tendencia a un menor tamaño del infarto que en las ratas no tratadas.Estos efectos morfofuncionales podrían explicar en parte el efecto benéfico de los inhibidores de la ECA en el curso clínico del IAM