Análise temporal das alterações cardiovasculares e pulmonares no modelo de hipertensão arterial pulmonar induzida por monocrotalina - Zimmer, Alexsandra (2020)
A hipertensão arterial pulmonar (HAP) é uma doença progressiva e fatal, que promove um remodelamento vascular pulmonar obstrutivo, culminando no aumento da resistência vascular pulmonar (PVR) e da pressão arterial pulmonar média (mPAP). Como consequência, há sobrecarga de pressão para o VD que hipertrofia (HVD) e, em estágios avançados, desenvolve insuficiência cardíaca direita (ICD). A monocrotalina (MCT) corresponde ao principal modelo experimental de estudo da patologia e de novos alvos terapêuticos para a HAP. No entanto, poucos estudos focaram na análise da progressão da HAP induzida por MCT e seus efeitos em diferentes tecidos. Por isso, o objetivo desta tese foi avaliar a progressão da HAP induzida por MCT através da análise de parâmetros morfométricos, ecocardiográficos, hemodinâmicos, bioquímicos, moleculares e histológicos, a fim de caracterizar a evolução da doença em diferentes tecidos. Este estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da UFRGS (número 32151). Ratos machos foram divididos em dois grupos: MCT e controle. O grupo MCT recebeu uma única injeção (60 mg / kg, i.p.) de MCT, enquanto o controle recebeu solução salina na mesma dose. Na sequência, os grupos MCT e controle foram divididos em 3 grupos: 1, 2, e 3 semanas (primeiro protocolo experimental) ou em 4 grupos: 1, 2, 3 e 4 semanas (segundo protocolo experimental). Para o primeiro protocolo experimental, as seguintes análises foram realizadas: ecocardiográfica (índice de performance miocárdica (MPI) e relação entre tempo de aceleração e tempo de ejeção pela artéria pulmonar (AT/ET), hemodinâmica (pressão arterial pulmonar média-mPAP) e morfométrica (hipertrofia do ventrículo direito-HVD). O pulmão foi usado para análises histológicas (determinação da espessura da parede pulmonar, extensão do dano tecidual, quantificação celular e deposição de colágeno), bioquímicas (atividade da NADPH oxidase –Nox, catalase –CAT, superóxido dismutase –SOD, glutationa peroxidase –GPx, tiorredoxina redutase – TrxR, glutationa redutase –GR e óxido nítrico sintase –NOS, concentração de sulfidrila, espécies reativas de oxigênio total –ROS e TBARS), moleculares (expressão da eNOS, relação entre os receptores da endotelina-1 [ETAR e ETBR], expressão de Trx-1 e seu regulador VDUP-1- vitamina D (3) proteína regulada positivamente 1; fator nuclear 2 relacionado ao fator eritroide; proliferação celular [razão entre Akt total e fosforilada], vias de morte celular [caspase-3, razão entre JNK total e fosforilada e razão entre p38 total e fosforilada] e inflamação [razão entre NF-κβ 65 total e fosforilado, HSP70]) e imunohistoquímica (marcação com nitrotirosina). O segundo protocolo experimental consistiu na submissão dos animais ao exame ecocardiográfico (excursão sistólica do plano anular tricúspide (TAPSE), velocidade máxima de enchimento rápido e lento do ventrículo direito (relação E / A), mudança da área fracional do ventrículo esquerdo (FAC) e fração de ejeção ventricular (FE) e análise hemodinâmica (pressões sistólica e diastólica de VD e VE e suas derivadas de contratilidade e relaxamento), seguida de eutanásia. A modulação autonômica foi avaliada pela análise espectral considerando dois componentes espectrais: baixa frequência (LF) e alta frequência (HF). VD e VE foram usados, ainda, para análises morfométricas (HVD), bioquímicas (concentração de peróxido de hidrogênio (H2O2) e TBARS, atividade da SOD, CAT, GPx e conteúdo de sulfidrila) e histológicas (determinar o infiltrado inflamatório). Os dados foram submetidos ao teste de normalidade Shapiro-Wilk. Os resultados com distribuição normal foram analisados pela ANOVA de duas vias, complementada pelo teste de Student-Newman-Keuls, enquanto os resultados sem distribuição normal foram analisados pelo teste de comparação múltipla de Kruskal-Wallis (P <0,05). No pulmão, a HAP promoveu aumento nas atividades da Nox e SOD, aumento de ROS, expressão de eNOS e dano nitrosativo na primeira semana. Além disso, houve aumento da atividade de TrxR, da expressão de Trx-1 e VDUP-1, e redução da atividade da GR. Após duas semanas da administração de MCT, mostrou-se aumento da NOS e redução da atividade da CAT. Foi observada, também, redução da expressão da Trx-1, Nrf2 e HSP70, bem como aumento da expressão de VDUP-1 e das vias de proliferação, inflamação e apoptose. Na terceira semana, a HAP aumentou a atividade de SOD e NOS, diminuiu a expressão de eNOS e o conteúdo de sulfidrilas, aumentou a razão ETAR/ETBR, a concentração de ROS e do dano oxidativo (TBARS) e nitrosativo (nitrotirosina). Somado a isso, foi observado aumento da atividade de TrxR, redução da expressão de Trx-1, Nrf2 e HSP70, aumento da expressão de VDUP-1, ativação de proliferação celular e inflamação. Nenhuma diferença significativa foi encontrada nas vias apoptóticas. Todas essas alterações foram acompanhadas por remodelamento dos vasos pulmonares e extensa lesão no parênquima pulmonar. Além disso, deposição de colágeno foi encontrada em estágios avançados. Como consequência desse remodelamento pulmonar, houve aumento da mPAP e desenvolvimento de HVD após 2 e 3 semanas em comparação aos seus grupos controles.O desenvolvimento de HAP induziu redução da razão AT/ET e aumento do MPI na terceira semana. No tecido cardíaco, a indução com MCT promoveu aumento na pressão sistólica do VD, na concentração de H2O2, atividade de CAT e TBARS, e diminuição do conteúdo de sulfidrilas no VD, associado à inflamação leve, enquanto no VE foi encontrado apenas aumento no conteúdo de sulfidrilas. Após duas semanas, houve, aumento da pressão sistólica do VD, conteúdo de sulfidrilas no VD, inflamação leve a moderada, HVD, enquanto no VE foi constatada inflamação leve e diminuição do conteúdo de sulfidrilas. Após três semanas, a HAP, no VD, levou à inflamação moderada a acentuada, diminuição da atividade da SOD e aumento da atividade da GPx e do dano oxidativo a lipídios. No VE, foi encontrado aumento de dano oxidativo e inflamação leve. Esta fase também foi caracterizada pelo aumento do tônus simpático e diminuição do tônus parassimpático. Dessa forma, no tecido pulmonar, a primeira semana foi marcada pela presença de estresse nitrosativo, que levou a uma adaptação após 2 semanas. O estresse oxidativo pulmonar foi evidente na terceira semana, provavelmente por um desequilíbrio entre os receptores da endotelina-1, resultando em remodelamento da matriz extracelular, disfunção endotelial e HVD. Assim, acredita-se que essas alterações no VD sejam decorrentes de alterações pulmonares anteriores. Aqui demonstramos essas alterações pulmonares através de um desequilíbrio na expressão das defesas antioxidantes, destacando uma redução na expressão de Trx-1 e um aumento no seu inibidor intrínseco, VDUP-1. Também demonstramos um envolvimento temporal das vias de sinalização relacionadas à proliferação e inflamação. No tecido cardíaco, é plausível supor que as mudanças observadas no estresse oxidativo e na inflamação estejam intimamente relacionadas às alterações iniciais induzidas pela HAP no VD, enquanto o desequilíbrio autonômico parece contribuir para a exacerbação dessa conversa cruzada nas fases avançadas da doença. Em contrapartida, devido à falta de efeito direto, o VE sofreu poucas alterações em resposta à administração da MCT.