Estándar de remodelación y función ventricular en ratones expuestos al humo del cigarrillo

Azevedo, Paula S.; Minicucci, Marcos F.; Matsubara, Beatriz B.; Matsubara, Luiz S.; Duarte, Daniella R.; Paiva, Sergio A. R.; Zornoff, Leonardo A. M.

doi:10.1590/S0066-782X2010005000004

Resúmenes

FUNDAMENTO: No se conoce la relevancia del estándar de remodelación en el modelo de ratones expuestos al humo del cigarrillo. OBJETIVO: Analizar la presencia de diferentes estándares de remodelación en este modelo y su relación con la función ventricular. MÉTODOS: Ratones fumadores (n=47) se dividieron según el estándar de geometría, analizado por el ecocardiograma: normal (índice de masa normal y espesor relativo normal), remodelación concéntrico (índice de masa normal y espesor relativo aumentado), hipertrofia concéntrica (índice de masa aumentado y espesor relativo aumentado) y hipertrofia excéntrica (índice de masa aumentado y espesor relativo normal). RESULTADOS: Los ratos fumadores presentaron uno de los cuatro estándares de geometría: estándar normal, el 51%; hipertrofia excéntrica: el 32%; hipertrofia concéntrica, el 13% y remodelación concéntrica, el 4%. Los grupos normal e hipertrofia excéntrica presentaron menores valores de fracción de eyección y porcentaje de acortamiento que el grupo hipertrofia concéntrica. Trece animales (28%) presentaron disfunción sistólica, detectada por la fracción de eyección y por el porcentaje de acortamiento. En el análisis de regresión univariado, los estándares de geometría y el índice de masa no fueron factor de predicción de disfunción ventricular (p > 0,05). Por otro lado, el aumento del espesor relativo de la pared fue factor de predicción de disfunción ventricular en el análisis univariado (p < 0,001) y en el análisis multivariado, tras ajuste para el índice de masa (p = 0,003). CONCLUSIÓN: Ratones expuestos al humo del cigarrillo presentan uno de los cuatro diferentes estándares de remodelación. Entre las variables geométricas analizadas, solamente el aumento del espesor relativo de la pared del ventrículo izquierdo del factor de predicción de disfunción ventricular en este modelo.

Remodelación; geometría; función ventricular; tabaquismo

FUNDAMENTO: A relevância do padrão de remodelação no modelo de ratos expostos à fumaça do cigarro não é conhecida. OBJETIVO: Analisar a presença de diferentes padrões de remodelação nesse modelo e sua relação com a função ventricular. MÉTODOS: Ratos fumantes (n=47) foram divididos de acordo com o padrão de geometria, analisado pelo ecocardiograma: normal (índice de massa normal e espessura relativa normal), remodelação concêntrica (índice de massa normal e espessura relativa aumentada), hipertrofia concêntrica (índice de massa aumentado e espessura relativa aumentada) e hipertrofia excêntrica (índice de massa aumentado e espessura relativa normal). RESULTADOS: Os ratos fumantes apresentaram um dos quatro padrões de geometria: padrão normal, 51%; hipertrofia excêntrica:,32%; hipertrofia concêntrica, 13% e remodelação concêntrica, 4%. Os grupos normal e hipertrofia excêntrica apresentaram menores valores de fração de ejeção e porcentagem de encurtamento que o grupo hipertrofia concêntrica. Treze animais (28%) apresentaram disfunção sistólica, detectada pela fração de ejeção e pela porcentagem de encurtamento. Na análise de regressão univariada, os padrões de geometria e o índice de massa não foram fator de predição de disfunção ventricular (p>0,05). Por outro lado, o aumento da espessura relativa da parede foi fator de predição de disfunção ventricular na análise univariada (p<0,001) e na análise multivariada, após ajuste para o índice de massa (p=0,003). CONCLUSÃO: Ratos expostos à fumaça do cigarro apresentam um dos quatro diferentes padrões de remodelação. Entre as variáveis geométricas analisadas, somente o aumento da espessura relativa da parede do ventrículo esquerdo foi fator de predição de disfunção ventricular nesse modelo.

Remodelação; geometria; função ventricular; tabagismo

BACKGROUND: The relevance of the remodeling pattern in the model of rats exposed to cigarette smoke is not known. OBJECTIVE: Analyzing the presence of different remodeling patterns in this model and its relation with the ventricular function. METHODS: Smoking rats (n=47) have been divided according to the geometry pattern, analyzed by echocardiogram: normal (normal mass index and normal relative wall thickness), concentric remodeling (normal mass index and increased relative wall thickness), concentric hypertrophy (increased mass index and increased relative wall thickness) and eccentric hypertrophy (increased mass index and normal relative wall thickness). RESULTS: Smoking rats presented one of the following geometry patterns: normal pattern, 51%; eccentric hypertrophy; 32%; concentric hypertrophy, 13% and concentric remodeling, 4%. The normal and eccentric hypertrophy groups presented smaller ejection fraction values and fractional shortening than the concentric hypertrophy group. Thirteen animals (28%) presented systolic dysfunction detected by the ejection fraction and by fractional shortening. In the single regression analysis, geometry patterns and mass index could not predict ventricular dysfunction (p<). On the other hand, the increased relative thickness of the wall could predict ventricular dysfunction in the single regression analysis (p<0,001) and in the multiple regression analysis after adjustment to the mass index (p=0,003). CONCLUSION: Rats exposed to cigarette smoke presented one of the four different remodeling patterns. Among the geometric variables analyzed, only the increased relative thickness of the left ventricle wall could predict ventricular dysfunction in this model.

Remodelling; geometry; ventricular function; smoking

ARTÍCULO ORIGINAL

Faculdade de Medicina de Botucatu - UNESP, Botucatu, SP - Brasil

Correspondencia

RESUMEN

FUNDAMENTO: No se conoce la relevancia del estándar de remodelación en el modelo de ratones expuestos al humo del cigarrillo.

OBJETIVO: Analizar la presencia de diferentes estándares de remodelación en este modelo y su relación con la función ventricular.

MÉTODOS: Ratones fumadores (n=47) se dividieron según el estándar de geometría, analizado por el ecocardiograma: normal (índice de masa normal y espesor relativo normal), remodelación concéntrico (índice de masa normal y espesor relativo aumentado), hipertrofia concéntrica (índice de masa aumentado y espesor relativo aumentado) y hipertrofia excéntrica (índice de masa aumentado y espesor relativo normal).

RESULTADOS: Los ratos fumadores presentaron uno de los cuatro estándares de geometría: estándar normal, el 51%; hipertrofia excéntrica: el 32%; hipertrofia concéntrica, el 13% y remodelación concéntrica, el 4%. Los grupos normal e hipertrofia excéntrica presentaron menores valores de fracción de eyección y porcentaje de acortamiento que el grupo hipertrofia concéntrica. Trece animales (28%) presentaron disfunción sistólica, detectada por la fracción de eyección y por el porcentaje de acortamiento. En el análisis de regresión univariado, los estándares de geometría y el índice de masa no fueron factor de predicción de disfunción ventricular (p > 0,05). Por otro lado, el aumento del espesor relativo de la pared fue factor de predicción de disfunción ventricular en el análisis univariado (p < 0,001) y en el análisis multivariado, tras ajuste para el índice de masa (p = 0,003).

CONCLUSIÓN: Ratones expuestos al humo del cigarrillo presentan uno de los cuatro diferentes estándares de remodelación. Entre las variables geométricas analizadas, solamente el aumento del espesor relativo de la pared del ventrículo izquierdo del factor de predicción de disfunción ventricular en este modelo.

Palabras clave: Remodelación, geometría, función ventricular, tabaquismo.

Introducción

Remodelación se define como variaciones génicas, moleculares, celulares e intersticiales cardiacas, que se manifestarán clínicamente por alteraciones en el tamaño, masa, geometría y función del corazón, en respuesta a determinada agresión^1-3. El proceso de remodelación desempeña un rol fundamental en la fisiopatología de la disfunción ventricular. Al reaccionar a la determinada agresión, las alteraciones genéticas, estructurales y bioquímicas de este proceso resultarán en progresivo deterioro da capacidad funcional del corazón^4-6.

Aspecto relevante es que en pacientes hipertensos, se observó que la remodelación secundaria a la hipertensión arterial puede resultar en diferentes estándares de geometría. Utilizando como variables ecocardiográficas el índice de masa y el espesor relativo de la pared del ventrículo izquierdo (VI), los pacientes se dividieron en cuatro diferentes estándares de geometría: normal (índice de masa normal y espesor relativo normal), remodelación concéntrico (índice de masa normal y espesor relativo aumentado), hipertrofia concéntrica (índice de masa aumentado y espesor relativo aumentado) y hipertrofia excéntrica (índice de masa aumentado y espesor relativo normal). Un dato importante a considerar es que el estándar de remodelación fue predictor de eventos cardiovasculares⁷.

Recientemente, diferentes trabajos mostraron que la exposición al humo del cigarrillo resulta en remodelación cardiaca en ratones, con perjuicio de la función ventricular^8-15. Sin embargo, no se conoce la importancia del estándar de remodelación cardiaca, en este modelo. Así, el objetivo de este estudio fue analizar la presencia de diferentes estándares de remodelación y su relación con la función ventricular en el modelo de ratones expuestos al humo del cigarrillo.

Métodos

La Comisión de Ética en Experimentación Animal (CEEA) de nuestra Institución, de conformidad con los Principios Éticos en la Experimentación Animal, adoptados por lo Colegio Brasileño de Experimentación Animal, aprobó el protocolo experimental del presente trabajo.

Protocolo y grupos experimentales

Ratones Wistar, machos, pesando entre 200 g y 230 g, se dividieron en 2 grupos experimentales: 1) grupo C, n = 30 - formado por animales no expuestos al humo del cigarrillo; 2) grupo F, n = 47 - formado por los animales que fueron expuestos al humo de cigarrillo por período de 2 meses.

Posteriormente, los animales del grupo F se clasificaron de acuerdo con el estándar de remodelación: normal (índice de masa normal y espesor relativo normal), remodelación concéntrico (índice de masa normal y espesor relativo aumentado), hipertrofia concéntrica (índice de masa aumentado y espesor relativo aumentado) y hipertrofia excéntrica (índice de masa aumentado y espesor relativo normal).

Para exponer a los animales al humo del cigarrillo, se utilizó el método estandarizado en nuestro laboratorio^8-13. Durante la primera semana, el humo se liberó a una tasa de 5 cigarrillos, dos veces por día en el período de la tarde, con intervalos de descanso de 10 minutos. El número de cigarrillos fue aumentado para una tasa de 10 cigarrillos/30 minutos, dos veces en el período de la mañana y dos en el período de la tarde, hasta el final del período de estudio.

Evaluación morfológica y funcional por el ecocardiograma

Veinticuatro horas tras el fin del período de observación, los animales se sometieron al estudio ecocardiográfico. Se utilizó equipo de Philips (modelo TDI 5500) dotado de transductor multifrecuencial hasta 12 MHz. Las estructuras cardiacas se midieron de acuerdo con las recomendaciones de la American Society of Echocardiography/European Association of Echocardiography¹⁶. Las mediciones se hicieron por el mismo observador, sin el conocimiento a que grupos pertenecían los animales. Para el espesor relativo de la pared del VI, se utilizó la fórmula: (ERP = 2 x espesor de la pared posterior (EP)/diámetro diastólico). El espesor relativo se consideró como aumentado cuando > 0,42¹⁶. Para el índice de masa (IMVE), se utilizó la fórmula: IMVE = MVE/PC, donde MVE = {[DDVI + (2 x EP)3 - (DDVI)3] x 1,04}/1000 y PC es el peso corporal del animal. El índice de masa se consideró como aumentado cuando > 1,733. Este valor corresponde a los valores arriba del percentil 75% encontrado en los animales control. Para el diagnóstico de disfunción ventricular sistólica, consideramos los valores abajo del 49% para el porcentaje de acortamiento y abajo de 0,87 para la fracción de eyección. Estos valores corresponden a los valores abajo del percentil 25% encontrado en los animales control.

Método estadístico

Las comparaciones se llevaron a cabo por la ANOVA de una vía, complementadas mediante la prueba de Tukey, cuando los datos presentaron distribución normal. Cuando los datos no presentaron distribución normal, las comparaciones entre los grupos se hicieron por el test de Kruskal-Wallis. Los datos estaban expresados en promedio ± desviación estándar (para distribución normal) o mediana con los percentiles 25 y 75 (para distribución no normal). El análisis de los factores de predicción de disfunción ventricular se llevó a cabo mediante el análisis de regresión simple. El nivel de significancia fue del 5%. Los análisis estadísticos se hicieron con el programa SigmaStat for Windows v3.5 (SPSS Inc, Chicago, IL).

Resultados

Teniendo en cuenta el estándar geométrico de los animales control, 20 animales presentaron estándar normal, cinco tuvieron hipertrofia excéntrica, dos presentaron hipertrofia concéntrica y 3 tuvieron remodelación concéntrica. Con relación a las mediciones de las dimensiones cardiacas, los resultados de los animales control fueron: DDVI (7,13 ± 0,68 mm), pared posterior (1,39 ± 0,27 mm) espesor relativo de la pared (0,40 ± 0,14) e índice de masa (1,5 ± 0,31 g/kg).

Teniendo en cuenta nuestros ratones expuestos al humo del cigarrillo, los animales presentaron uno de los cuatro estándares de geometría, en los siguientes porcentajes: estándar normal, el 51%; hipertrofia excéntrica: el 32%; hipertrofia concéntrica, el 13% y remodelación concéntrica, el 4%. Debido al hecho e solamente dos animales haber presentado el estándar remodelación concéntrica, estos animales no se incluyeron en los análisis posteriores.

Los resultados del análisis ecocardiográfico, según el estándar de remodelación, están en la Tabla 1. Podemos observar que el diámetro del atrio izquierdo fue mayor en la hipertrofia excéntrica que en el estándar normal. Los estándares normal e hipertrofia excéntrica presentaron mayores valores del diámetro de la cavidad ventricular que el grupo hipertrofia concéntrica, tanto en la sístole como en la diástole. Respecto al índice de masa del VI, los animales de los grupos de hipertrofia (concéntrica y excéntrica) presentaron mayores valores que el grupo normal. En cuanto al espesor relativo de la pared del VI, los animales del estándar normal presentaron menores valores que el estándar hipertrofia concéntrica. Teniendo en cuenta la función sistólica, los grupos estándar normal e hipertrofia excéntrica presentaron menores valores de fracción de eyección y porcentaje de acortamiento que el grupo hipertrofia concéntrica. No hubo diferencias entre los grupos con relación a la función diastólica.

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Teniendo en cuenta los animales fumadores, 13 animales (28%) presentaron disfunción sistólica, detectada por la fracción de eyección y por el porcentaje de acortamiento. Estos animales presentaron solamente dos estándares de geometría: El 61% presentaron estándar de geometría normal y el 39% presentaron estándar de hipertrofia excéntrica.

Respecto a los factores de predicción de disfunción ventricular, analizamos la influencia del índice de masa, del espesor relativo de la pared y el estándar de geometría. En el análisis de regresión univariado, los estándares de geometría y el índice de masa no fueron factor de predicción de disfunción ventricular (p > 0,05). Por otro lado, el aumento del espesor relativo de la pared fue factor de predicción de disfunción ventricular en el análisis univariado (p < 0,001) y en el análisis multivariado tras ajuste para el índice de masa (p = 0,003).

Discusión

Diversos trabajos revelan que la exposición al humo del cigarrillo resulta en remodelación cardiaca, en el modelo del ratón, con descenso de los índices de función sistólica^8-15. Teniendo en cuenta la falta de informaciones sobre la relevancia del estándar de remodelación en el modelo de ratones expuestos al humo del cigarrillo, el objetivo de este estudio fue analizar la presencia de diferentes estándares de remodelación y su relación con la función ventricular en este modelo.

La primera información relevante de nuestro trabajo fue que los animales expuestos al humo del cigarrillo presentaron uno de los cuatro estándares de geometría descriptos: normal, hipertrofia excéntrica, hipertrofia concéntrica y remodelación concéntrica. Debemos considerar, sin embargo, que los mecanismos implicados en esta variabilidad del estándar de geometría no se conocen.

Teniendo en cuenta la presencia de uno de los cuatro diferentes estándares de remodelación, aspecto que merece la atención, se refiere al hecho de que el mismo fenómeno se observó en estudios clínicos, en modelos de hipertensión arterial^7,17. En el caso de la hipertensión arterial, pese a que los mecanismos no sean completamente clarificados, los diferentes estándares de geometría se explican por medio de los diferentes mecanismos fisiopatológicos para la hipertensión, con diferentes estándares hemodinámicos. De este modo, la geometría dependería del grado de vasoconstricción, de la intensidad de la activación de factores neurohumorales y de la presencia de sobrecarga de volumen¹⁷. En nuestro estudio, sin embargo, los animales expuestos al humo del cigarrillo presentan las mismas características. Así, nuestros resultados sugieren que en el modelo de exposición al humo del cigarrillo, animales con las mismas características pueden presentar adaptaciones morfológicas diferentes aun frente a una misma agresión.

Con relación a la relevancia de los estándares de remodelación ventricular, en el Jackson Cohort of the Atherosclerosis Risk in Communities (ARIC) Study, el tipo de hipertrofia se asoció con el tipo de disfunción ventricular. Así, la hipertrofia excéntrica se asoció a la disfunción sistólica, mientras que la hipertrofia concéntrica se asoció a la disfunción diastólica. Por otro lado, la remodelación concéntrica no estuvo asociada a la disfunción ventricular¹⁸. En el estudio MESA, sin embargo, pacientes con remodelación concéntrica presentaron disfunción sistólica, evaluada por medo de resonancia magnética. Por tanto, la asociación entre la geometría y la disfunción ventricular todavía genera controversia. En nuestro estudio, solo los animales con estándares geometría normal e hipertrofia excéntrica presentaron disfunción sistólica. Otro aspecto a tener en cuenta es que diferentes autores muestran que el estándar de remodelación puede tener implicaciones pronosticas. Así, en pacientes con hipertensión, el estándar de hipertrofia concéntrica se asoció con riesgo aumentado de eventos cardiovasculares con relación a los otros estándares de geometría²⁰. Adicionalmente, estudios sugieren que la remodelación concéntrica está asociada a aumento de riesgo de eventos cardiovasculares^21-26. Por otro lado, otros estudios encontraron que la geometría no estuvo asociada con peor pronóstico, indicando que la relevancia del estándar de remodelación en pacientes hipertensos permanece por ser determinada. En nuestro estudio, los estándares de geometría no fueron factores de predicción de disfunción ventricular sistólica. Por tanto, en el modelo de ratones expuestos al humo del cigarrillo, el estándar de remodelación no presentó relevancia en cuanto a la función cardiaca.

Otro aspecto a tener en cuenta en nuestro estudio se refiere a la importancia del espesor relativo del VI. En estudio clínico con pacientes hipertensos, el índice de masa fue más importante que el espesor relativo de la pared como factor pronóstico. En pacientes con infarto agudo de miocardio, el estándar de geometría, el índice de masa y el espesor relativo de la pared fueron factores predictores independientes de óbito³⁰. En nuestro estudio, entre las variables geométricas analizadas, el espesor relativo de la pared fue el único variable predictor de disfunción ventricular, enfatizando la importancia de esta variable en el modelo de ratones fumadores.

En conclusión, ratones expuestos al humo del cigarrillo presentan uno de los cuatro diferentes estándares de remodelación. Entre las variables geométricas analizadas, solamente el aumento del espesor relativo de la pared del ventrículo izquierdo del factor de predicción de disfunción ventricular en este modelo.

Potencial Conflicto de Intereses

Declaro no haber conflicto de intereses pertinentes.

Fuentes de Financiación

El presente estudio no tuvo fuentes de financiación externas.

Vinculación Académica

No hay vinculación de este estudio a programas de postgrado.

Referencias

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Estándar de remodelación y función ventricular en ratones expuestos al humo del cigarrillo

Paula S. Azevedo; Marcos F. Minicucci; Beatriz B. Matsubara; Luiz S. Matsubara; Daniella R. Duarte; Sergio A. R. Paiva; Leonardo A. M. Zornoff

Fechas de Publicación

Publicación en esta colección
15 Ene 2010
Fecha del número
Feb 2010

Histórico

Revisado
29 Jun 2009
Recibido
14 Mayo 2009
Acepto
09 Jul 2009

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

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