Canagliflozin reduces the contractile response of isolated heart of normal adult rats / Canagliflozin reduce la respuesta contráctil del corazón aislado de ratas adultas normales

SUMMARY: Sodium-glucose cotransporter 2 inhibitors (SGLT2i) represent a unique class of glucose-declining renal-targeted drugs. The SGLT2i Canagliflozin (CANA) is an anti-hyperglycemic drug that reduces various cardiovascular and renal outcomes in patients with type 2 diabetes mellitus. This study aimed to explore the potential effects of CANA on the isolated healthy adult rat hearts to show if CANA has positive inotropic or cardiac depressant effects via analyzing the amplitude and frequency of cardiac contractions. In isolated normal adult rat hearts, the effects of CANA on cardiac contractility were examined. In a dose-response curve, CANA led to a significant cardiac depressant effect in a dose-dependent manner. This cardiac depressant effect of CANA (10-6 M) was not prevented by atropine. However, this cardiac depressant effect was partially antagonized by both Isoproterenol (10-5 M) and Calcium chloride (10-6 M), suggesting beta-adrenoceptor and calcium channel blocking actions. In addition, the cardiac depressant effect of CANA (10-6 M) was mitigated in part by Nitric oxide synthase inhibitor, L-NAME, suggesting that its action probably depends to some extent on the accumulation of nitric oxide, which decreases the rise of intracellular Calcium. Data from this study demonstrate that CANA has a significant cardiac relaxant effect in isolated hearts of healthy adult rats by different possible mechanisms. This inhibitory effect on cardiac contractility may help improve the diastolic ventricular filling providing a therapeutic potential to help the other cardioprotective mechanisms of CANA in the prevention and treatment of heart failure.

RESUMEN: Los inhibidores del cotransportador de sodio- glucosa 2 (SGLT2i) representan una clase única de fármacos dirigidos a los riñones que disminuyen la glucosa. El SGLT2i Canagliflozin (CANA) es un fármaco antihiperglucémico que reduce varios resultados cardiovasculares y renales en pacientes con diabetes mellitus tipo 2. Este estudio tuvo como objetivo explorar los efectos potenciales de CANA en corazones aislados de ratas adultas sanas para indicar si CANA tiene efectos inotrópicos o depresores cardíacos positivos mediante el análisis de la amplitud y la frecuencia de las contracciones cardíacas. En corazones aislados de ratas adultas normales, se examinaron los efectos de CANA sobre la contractilidad cardíaca. En una curva de dosis-respuesta, CANA condujo a un efecto depresor cardíaco significativo de manera dependiente de la dosis. Este efecto depresor cardíaco de CANA (10-6 M) no fue impedido por la atropina. Sin embargo, este efecto depresor cardíaco fue parcialmente antagonizado tanto por el isoproterenol (10-5 M) como por el cloruro de calcio (10-6 M), lo que sugiere acciones bloqueadoras de los receptores beta adrenérgicos y de los canales de calcio. Además, el efecto depresor cardíaco de CANA (10-6 M) fue mitigado en parte por el inhibidor de la sintasa de óxido nítrico, L-NAME, lo que sugiere que su acción probablemente depende en cierta medida de la acumulación de óxido nítrico, lo que disminuye el aumento de calcio intracelular. Los datos de este estudio demuestran que CANA tiene un efecto relajante cardíaco significativo en corazones aislados de ratas adultas sanas por diferentes mecanismos posibles. Este efecto inhibitorio sobre la contractilidad cardíaca puede ayudar a mejorar el llenado ventricular diastólico proporcionando un potencial terapéutico para ayudar a los otros mecanismos cardioprotectores de CANA en la prevención y tratamiento de la insuficiencia cardíaca.

Trabalho Miocárdio: uma revisão sistemática do novo método de ecocardiografia e aplicações clínicas / Myocardial Work: a systematic review of novel echocardiography method and clinical applications

Fundamento: O trabalho miocárdico (MW) é uma nova modalidade de imagem que surgiu como uma forma potencial de avaliação da função ventricular esquerda (VE) em vários cenários clínicos. Ele calcula curvas de tensão de ecocardiografia de rastreamento de manchas (STE) com uma curva de pressão LV estimada utilizando curvas padrão de pressão arterial braquial de forma não invasiva. Objetivo: O objetivo desta pesquisa foi fornecer um resumo do conhecimento atual da MW não invasiva e suas aplicações clínicas, incluindo insuficiência cardíaca (IC), doença arterial coronariana (DAC), cardiomiopatia (CMP) e hipertensão (HTN). Além disso, são discutidas as limitações e recomendações da MW na prática clínica. Métodos: Pesquisamos no banco de dados online PubMed para nossa coleta de dados. Usamos as seguintes palavras-chave; (trabalho construtivo do miocárdio) OU (trabalho septal desperdiçado)) OU (trabalho miocárdico global)) OU (trabalho miocárdico)) OU (trabalho construtivo do miocárdio) OU (ecocardiografia nova). Revisamos ainda doze estudos com leitura de texto completo e incluídos nesta revisão sistemática. Resultados: Embora os índices de MW, particularmente GWI e GCW, tenham mostrado uma boa correlação com FE e parâmetros de deformação, a oportunidade de oferecer informações incrementais que não são afetadas pelas condições de carga tornou a aplicação de MW particularmente útil em uma variedade de configurações clínicas. Conclusão: Comparado ao FE e GLS, o MW é um teste promissor com maior sensibilidade e acurácia na identificação de indivíduos com doença cardiovascular. Os médicos também devem depender dos sintomas e dos achados do ECG até que uma extensa pesquisa multicêntrica validando essa estratégia seja feita para estabelecer o valor incremental da MW na avaliação ecocardiográfica diária. (AU)

Background: Myocardial work (MW) is a novel imaging modality that has emerged as a potential left ventricular (LV) function assessment in various clinical settings. MW calculates speckle-tracking echocardiography strain curves with an estimated LV pressure curve by non-invasively utilizing standard brachial blood pressure curves. Objective: This study aimed to provide a summary of current knowledge of non-invasive MW and its clinical applications, including in heart failure, coronary artery disease, cardiomyopathy, and hypertension. In addition, the limitations, and recommendations of MW in clinical practice are discussed. Methods: We searched the PubMed database using the following keywords: (myocardial constructive work) OR (wasted septal work) OR (global myocardial work) OR (myocardial work) OR (myocardial constructive work) OR (novel echocardiography). We further subjected 12 studies to full-text review and included them in this systematic review. Results: While MW indices, particularly global work index and global constructed work, have shown good correlations with ejection fraction (EF) and strain parameters, the opportunity of offering incremental information that is unaffected by loading conditions has made MW application particularly useful in a variety of clinical settings. Conclusion: Compared to EF and global longitudinal strain, MW is a promising test with higher sensitivity and accuracy for identifying individuals with cardiovascular disease. Clinicians should also evaluate symptoms and electrocardiographic findings until extensive multicenter studies validating this strategy are performed to establish the incremental value of MW in daily echocardiographic assessments.(AU)

Deslocamento linear longitudinal do ventrículo esquerdo comparado ao strain longitudinal global por ressonância magnética cardiovascular / Left ventricular longitudinal linear displacement versus global longitudinal strain on cardiovascular magnetic resonance

Introdução: A função sistodiastólica do ventrículo esquerdo é prognóstica nas doenças cardiovasculares e pode ser avaliada por strain longitudinal global por meio de ecocardiografia e de ressonância magnética cardíaca. O strain longitudinal global pela ressonância magnética cardíaca exige a utilização de software de alto custo. O deslocamento linear longitudinal do ventrículo esquerdo pode ser uma alternativa simples e barata ao strain longitudinal global, porém eles não foram ainda comparados sistematicamente. Objetivo: Comparar o deslocamento linear longitudinal com o strain longitudinal global e fração de ejeção do ventrículo esquerdo em valvopatas aórticos e controles. Métodos: Incluímos 44 participantes (26 valvopatas aórticos/19 controles). O strain longitudinal global utilizou software específico (Circle Cardiovascular Imaging 42) e o deslocamento linear longitudinal apenas medidas lineares de distância entre a base e o ápex do ventrículo esquerdo, gerando deslocamento máximo, velocidade máxima no início da diástole, velocidade na diástase e a relação entre velocidade na diástase e velocidade máxima no início da diástole. Resultados: Deslocamento máximo e velocidade máxima no início da diástole correlacionaram-se com strain longitudinal global (r=0,69 e r=0,65 respectivamente) e com a fração de ejeção do ventrículo esquerdo (r=0,47 e r=0,57, p<0,001 para ambos). Deslocamento máximo e velocidade máxima no início da diástole apresentaram área sob a curva Característica de Operação do Receptor de 0,88 e 0,91 e, no melhor ponto de corte (-0,13 e 0,66), sensibilidade de 72,43% e 57,14% e especificidade 80,65% e 87,10%, respectivamente, quando comparados ao strain longitudinal global. Utilizando a fração de ejeção do ventrículo esquerdo como referência, foram obtidos 0,70 e 0,82, e, no melhor ponto de corte (-0,11 e 0,61), sensibilidade de 75,00% e 50,00% e especificidade 72,97% e 78,38%, respectivamente. Conclusão: O deslocamento linear longitudinal foi semelhante ao strain longitudinal global. O deslocamento máximo derivado do deslocamento linear longitudinal foi o melhor parâmetro na sístole, enquanto a velocidade máxima no início da diástole foi o melhor na diástole, o que possibilita a avaliação da função diastólica pela ressonância magnética cardíaca na rotina clínica de forma rápida e sem custo adicional.(AU)

Background: Left ventricular (LV) systolic diastolic function is prognostic in cardiovascular diseases and can be assessed via global longitudinal strain (GLS) on echocardiography and cardiac magnetic resonance (CMR). However, GLS by CMR requires the use of expensive software. Longitudinal linear displacement (LLD) may be a simple and inexpensive alternative to GLS, but the two have not been systematically compared. Objective: To compare LLD with GLS and LV ejection fraction (LVEF) in aortic valve disease patients and controls. Methods: We included 44 participants (26 with aortic valve disease, 19 controls). GLS was determined using CVI42 software (Circle Cardiovascular Imaging), while the LLD linear measurements of the distance between the base/apex of the LV included maximum displacement (MD), maximum velocity in early diastole (MVED), atrioventricular junction velocity in diastasis (VDS), and VDS/MVED ratio. Results: DM and MVED were correlated with GLS (r=0.69 and r=0.65, respectively) and LVEF (r=0.47 and r=0.57, p<0.001 for both). DM and MVED showed areas under the receiver operating characteristic curve (AUC) of 0.88 and 0.91, and at the best cut-off point (-0.13 and 0.66), sensitivities of 72.43% and 57.14% and specificities of 80.65% and 87.10%, respectively, compared to GLS. Using LVEF as a reference, we obtained AUC of 0.70 and 0.82, and at the best cut-off point (-0.11 and 0.61), sensitivities of 75.00% and 50.00% and specificities of 72.97% and 78.38%, respectively. Conclusion: LLD demonstrated similar performance to that of GLS. MD derived from LLD was the best parameter during systole, while MVED was the best during diastole. Our findings demonstrate the routine, quick, and inexpensive assessment of diastolic function on CMR.(AU)

Cenário Disfuncional dos Principais Componentes Responsáveis pelo Equilíbrio do Trânsito de Cálcio Miocárdico na Insuficiência Cardíaca Induzida por Estenose Aórtica / The Dysfunctional Scenario of the Major Components Responsible for Myocardial Calcium Balance in Heart Failure Induced by Aortic Stenosis

Resumo Fundamento O remodelamento cardíaco patológico se caracteriza por disfunção diastólica e sistólica, levando à insuficiência cardíaca. Neste contexto, o cenário disfuncional do trânsito de cálcio miocárdico (Ca2+) tem sido pouco estudado. Um modelo experimental de estenose aórtica tem sido extensamente utilizado para aprimorar os conhecimentos sobre os principais mecanismos do remodelamento patológico cardíaco. Objetivo Entender o processo disfuncional dos principais componentes responsáveis pelo equilíbrio do cálcio miocárdico e sua influência sobre a função cardíaca na insuficiência cardíaca induzida pela estenose aórtica. Métodos Ratos Wistar de 21 dias de idade foram distribuídos em dois grupos: controle (placebo; n=28) e estenose aórtica (EaO; n=18). A função cardíaca foi analisada com o ecocardiograma, músculo papilar isolado e cardiomiócitos isolados. No ensaio do músculo papilar, SERCA2a e a atividade do canal de Ca2+ do tipo L foram avaliados. O ensaio de cardiomiócitos isolados avaliou o trânsito de cálcio. A expressão proteica da proteínas do trânsito de cálcio foi analisada com o western blot. Os resultados foram estatisticamente significativos quando p <0,05. Resultados Os músculos papilares e cardiomiócitos dos corações no grupo EaO demonstraram falhas mecânicas. Os ratos com EaO apresentaram menor tempo de pico do Ca2+, menor sensibilidade das miofibrilas do Ca2+, prejuízos nos processos de entrada e recaptura de cálcio pelo retículo sarcoplasmático, bem como disfunção no canal de cálcio do tipo L (CCTL). Além disso, os animais com EaO apresentaram maior expressão de SERCA2a, CCTL e trocador de Na+/Ca2+. Conclusão Insuficiência cardíaca sistólica e diastólica devido à estenose aórtica supravalvular acarretou comprometimento da entrada de Ca2+ celular e inibição da recaptura de cálcio pelo retículo sarcoplasmático devido à disfunção no CCTL e SERCA2a, assim como mudanças no trânsito de cálcio e na expressão das principais proteínas responsáveis pela homeostase de Ca2+ celular.

Abstract Background Maladaptive cardiac remodelling is characterized by diastolic and systolic dysfunction, culminating in heart failure. In this context, the dysfunctional scenario of cardiac calcium (Ca2+) handling has been poorly studied. An experimental model of aortic stenosis has been extensively used to improve knowledge about the key mechanisms of cardiac pathologic remodelling. Objective To understand the dysfunctional process of the major components responsible for Ca2+ balance and its influence on cardiac function in heart failure induced by aortic stenosis. Methods Male 21-day-old Wistar rats were distributed into two groups: control (sham; n= 28) and aortic stenosis (AoS; n= 18). Cardiac function was analysed by echocardiogram, isolated papillary muscle, and isolated cardiomyocytes. In the papillary muscle assay, SERCA2a and L-type Ca2+ channel activity was evaluated. The isolated cardiomyocyte assay evaluated Ca2+ handling. Ca2+ handling protein expression was analysed by western blot. Statistical significance was set at p <0.05. Results Papillary muscles and cardiomyocytes from AoS hearts displayed mechanical malfunction. AoS rats presented a slower time to the Ca2+ peak, reduced Ca2+ myofilament sensitivity, impaired sarcoplasmic reticulum Ca2+ influx and reuptake ability, and SERCA2a and L-type calcium channel (LTCC) dysfunction. Moreover, AoS animals presented increased expression of SERCA2a, LTCCs, and the Na+/Ca2+ exchanger. Conclusion Systolic and diastolic heart failure due to supravalvular aortic stenosis was paralleled by impairment of cellular Ca2+ influx and inhibition of sarcoplasmic reticulum Ca2+ reuptake due to LTCC and SERCA2a dysfunction, as well as changes in Ca2+ handling and expression of the major proteins responsible for cellular Ca2+ homeostasis.

Papel del ritmo circadiano en el infarto agudo de miocardio / Role of circadian rhythm in acute myocardial infarction

Múltiples investigaciones evidencian una máxima incidencia del infarto agudo de miocardio en la mañana. El objetivo de este artículo es revisar la organización del sistema circadiano, su importancia en la fisiología del sistema cardiovascular y su relación con el desarrollo del infarto agudo de miocardio. Se realizó una búsqueda bibliográfica en diferentes bases de datos para identificar artículos publicados durante los últimos 20 años, centrados en la variación circadiana del infarto agudo de miocardio y en la cronoterapia cardiovascular. Se preseleccionaron 115 artículos, de los cuales se escogieron 60. Se concluyó que la mayor incidencia matutina del infarto agudo de miocardio se explica por la acción conjunta de factores endógenos (aumento matutino de cortisol, catecolaminas, presión arterial, frecuencia cardiaca, resistencias vasculares) y exógenos (alteración en el ciclo sueño-vigilia, bipedestación, e inicio de la actividad) que predispone a ruptura de la placa ateromatosa y aparición de episodios trombóticos durante la mañana.

Multiple investigations show a maximum incidence of acute myocardial infarction in the morning. The objective of this article is to review the organization of the circadian system, its importance in the physiology of the cardiovascular system and its relationship with the development of acute myocardial infarction. A bibliographic search was carried out in different databases to identify articles published during the last 20 years, focused on the circadian variation of acute myocardial infarction and on cardiovascular chronotherapy. 115 articles were preselected, of which 60 were chosen. It was concluded that the higher morning incidence of acute myocardial infarction is explained by the joint action of endogenous factors (morning increase in cortisol, catecholamines, blood pressure, heart rate, vascular resistance) and exogenous (alteration in the sleep-wake cycle, standing, and onset of activity) that predisposes to rupture of the atheromatous plaque and the appearance of thrombotic episodes during the morning.

Bloqueio de Receptores AT1 Melhora o Desempenho Funcional Miocárdico na Obesidade / AT1Receptor Blockade Improves Myocardial Functional Performance in Obesity

Resumo Fundamento A obesidade tem sido associada com ativação crônica do sistema renina-angiotensina-aldosterona e importantes alterações no desempenho cardíaco. Objetivo Avaliar a influência do bloqueio de receptores de angiotensina-II do tipo 1 (AT1) sobre a morfologia e desempenho cardíaco de ratos obesos por dieta Métodos Ratos Wistar (n=48) foram submetidos a dieta controle (2,9 kcal/g) ou hiperlipídica (3,6 kcal/g) durante 20 semanas. Após a 16ª semana, foram distribuídos em quatro grupos: Controle (CO), Obeso (OB), Controle Losartan (CL) e Obeso Losartan (OL). CL e OL receberam losartan (30 mg/kg/dia) na água durante quatro semanas. Posteriormente, foram analisadas composição corporal, pressão arterial sistólica (PAS) e ecocardiograma. A função de músculos papilares foi avaliada em situação basal com concentração de cálcio ([Ca2+]o) de 2,50 mM e após manobras inotrópicas: potencial pós-pausa (PPP), elevação da [Ca2+]o e durante estimulação beta-adrenérgica com isoproterenol. A análise dos resultados foi feita por meio de Two-Way ANOVA e teste de comparações apropriado. O nível de significância considerado foi de 5%. Resultados Embora a alteração da PAS não tenha se mantido ao final do experimento, a obesidade se associou com hipertrofia cardíaca e maior velocidade de encurtamento da parede posterior do ventrículo esquerdo.No estudo de músculos papilares em condição basal, CL mostrou menor velocidade máxima de variação negativa da tensão desenvolvida (-dT/dt) do que CO. O PPP de 60s promoveu menor -dT/dt e pico de tensão desenvolvida (TD) em OB e CL, comparados ao CO, e maior variação relativa de TD e velocidade máxima de variação positiva (+dT/dt) no OL em relação a CL e OB. Sob 1,5, 2,0 e 2,5mM de [Ca2+]o, o grupo OL exibiu maior -dT/dt do que CL. Conclusão Losartan melhora a função miocárdica de ratos com obesidade induzida por dieta. (Arq Bras Cardiol. 2020; 115(1):17-28)

Abstract Background Obesity has been associated with chronic activation of the renin-angiotensin-aldosterone system and with significant changes in cardiac performance. Objective To assess the impact of a blockade of angiotensin-II receptor type 1 (AT1receptor) on morphology and on myocardial functional performance in rats with high-fat diet- induced obesity. Methods Wistar rats (n=48) were submitted to control (2.9 kcal/g) or high-fat (3.6 kcal/g) diet for 20 weeks. After the 16thweek they were divided into four groups: Control (CO), Obese (OB), Control Losartan (CL) and Obese Losartan (OL). CL and OL received losartan (30 mg/kg/day) in drinking water for four weeks. Subsequently, body composition, systolic blood pressure (SBP) and echocardiographic variables were analyzed. Papillary muscle function was assessed at baseline with 2.50 mM calcium concentration ([Ca2+]o) and after inotropic maneuvers: post-pause potentiation (PPP), [Ca2+]oelevation, and during beta-adrenergic stimulation with isoproterenol. Analysis of the results was performed by the Two-Way ANOVA and by the appropriate comparison test. The level of significance was set at 5%. Results Although SBP change had been not maintained at the end of the experiment, obesity was associated with cardiac hypertrophy and with increased left ventricle posterior wall shortening velocity. In the study of papillary muscles in basal condition, CL showed lower developed tension maximum negative variation velocity (-dT/dt) than CO. The 60s PPP promoted lower -dT/dt and maximum developed tension (DT) in OB and CL compared with CO, and higher relative DT variation and maximum positive variation velocity (+dT/dt) in OL compared with CL and OB. Under 1.5, 2.0, and 2.5mM [Ca2+]o, the OL group showed higher -dT/dt than CL. Conclusion Losartan improves myocardial function in high-fat diet-induced obesity. (Arq Bras Cardiol. 2020;115(1):17-28)

Chronic aerobic exercise associated to low-dose L-NAME improves contractility without changing calcium handling in rat cardiomyocytes

Nitric oxide (NO) inhibition by high-dose NG-nitro-L-arginine methyl ester (L-NAME) is associated with several detrimental effects on the cardiovascular system. However, low-dose L-NAME increases NO synthesis, which in turn induces physiological cardiovascular benefits, probably by activating a protective negative feedback mechanism. Aerobic exercise, likewise, improves several cardiovascular functions in healthy hearts, but its effects are not known when chronically associated with low-dose L-NAME. Thus, we tested whether the association between low-dose L-NAME administration and chronic aerobic exercise promotes beneficial effects to the cardiovascular system, evaluating the cardiac remodeling process. Male Wistar rats were randomly assigned to control (C), L-NAME (L), chronic aerobic exercise (Ex), and chronic aerobic exercise associated to L-NAME (ExL). Aerobic training was performed with progressive intensity for 12 weeks; L-NAME (1.5 mg·kg-1·day-1) was administered by orogastric gavage. Low-dose L-NAME alone did not change systolic blood pressure (SBP), but ExL significantly increased SBP at week 8 with normalization after 12 weeks. Furthermore, ExL promoted the elevation of left ventricle (LV) end-diastolic pressure without the presence of cardiac hypertrophy and fibrosis. Time to 50% shortening and relaxation were reduced in ExL, suggesting a cardiomyocyte contractile improvement. In addition, the time to 50% Ca2+ peak was increased without alterations in Ca2+ amplitude and time to 50% Ca2+ decay. In conclusion, the association of chronic aerobic exercise and low-dose L-NAME prevented cardiac pathological remodeling and induced cardiomyocyte contractile function improvement; however, it did not alter myocyte affinity and sensitivity to intracellular Ca2+ handling.

Aspectos novedosos de la intoxicación digitálica / New aspects on digitalis toxicity

Los digitálicos son fármacos con capacidad de aumentar la contractilidad miocárdica (inotrópico positivo), que han desempeñado un rol primordial en el tratamiento de pacientes con insuficiencia cardiaca; su uso inapropiado puede traer complicaciones serias a estos pacientes, incluso, hasta la muerte. La más importante de estas complicaciones es la intoxicación digitálica, originada por la sobredosis de dichos fármacos, a causa de la combinación del efecto inhibitorio en la conducción nodal y la estimulación sobre las fibras individuales auriculares y ventriculares. Debido al uso frecuente de estos medicamentos en todos los niveles de atención de salud y lo difícil que resulta diagnosticar dicha complicación por la complejidad de su cuadro clínico y de su expresión electrocardiográfica, se realizó una revisión bibliográfica exhaustiva sobre el tema para brindar amplia información, que permita una atención adecuada a los pacientes con este diagnóstico

Digitalis are drugs with the capacity of increasing myocardial contractility (inotropic positive agents) which have carried out an important role in the treatment of heart failure; their inappropriate use can bring severe complications to the patient, even, to death. The most important in these complications is the digitalis toxicity, originated by the overdose of these drugs, caused by the combination of the inhibitory effect in the nodal conduction and stimulation on the individual atrial and ventricular fibers. Due to the frequent use of these medications at all levels of medical care and to the difficulty in diagnosing this complication caused by the complexity of their clinical pattern and of their electrocardiographic expression, an exhaustive literature review was carried out on the topic to give a wide information that allows an appropriate care to the patients with this diagnosis

Modificaciones del trazado electrocardiográfico y la contractilidad cardíaca en pacientes con cardiopatía isquémica rehabilitados mediante ejercicio físico / Modifications of the electrocardiographic tracing and heart contractility in patients with ischemic cardiopathy rehabilitated by means of physical exercise

Se realizó una investigación descriptiva, longitudinal y prospectiva de 41 pacientes con antecedentes de infarto agudo del miocardio, que formaron parte de un programa de rehabilitación cardiovascular en el Servicio de Terapia Física y Rehabilitación del Hospital General Docente Dr Juan Bruno Zayas Alfonso de Santiago de Cuba, desde mayo de 2017 hasta igual mes de 2018, con vistas a evaluar el efecto del entrenamiento físico sobre la función cardiovascular de estos. Se examinó la función cardiovascular a través del ecocardiograma y el electrocardiograma, antes y después de aplicado el programa, y al final del estudio se obtuvo una modificación positiva de las variables eco- y electrocardiográficas, con un mayor grado de recuperación de la contractilidad segmentaria. Pudo concluirse que el programa tuvo un papel importante en la restauración de la función cardíaca y, con ello, se mejoró la capacidad física y psicológica de los pacientes, de manera que fue beneficioso para estos y para la sociedad.

A descriptive, longitudinal and prospective investigation of 41 patients with a history of acute myocardial infarction who were part of a program of cardiovascular rehabilitation in the Service of Physical Therapy and Rehabilitation from Dr Juan Bruno Zayas Alfonso Teaching General Hospital in Santiago de Cuba was carried out from May, 2017 to the same month in 2018, with the aim of evaluating the effect of the physical training on their cardiovascular function. The cardiovascular function was examined through the echocardiogram and the electrocardiogram, before and after the program was applied, and at the end of the study a positive modification of the echocardiographical and electrocardiographical variables was obtained with a higher degree of recovery of the segmental contractility. It could be concluded that the program had an important role in the restoration of the heart function and, with it, the physical and psychological capacity of the patients improved, so that it was beneficial for them and for the society.

Essential oil of the leaves of Eugenia sulcata preserve myocardial contractility and does not present immunotoxicity

The essential oil of the leaves of Eugenia sulcata, in the Myrtaceae family, has a demonstrated antihypertensive effect, but its effects on heart muscle and its toxicity have not yet been elucidated. Little chemical or biological data are available for E. sulcata, whether emphasizing the beneficial effects or the pharmacological security of this species. This study aims to evaluate myocardial contractility and to analyze angiotensin converting enzyme (ACE) and myosin ATPase activities associated with use of this essential oil. In addition, we evaluated the immunotoxicity of E. sulcata essential oil. Wistar Kyoto (WKY) and spontaneously hypertensive rats (SHR) were treated daily for 30 days (10 mg/kg of oil) to evaluate the isometric force of the papillary muscle, ACE measured by fluorimetry, and myosin ATPase activities by inorganic phosphate. Lymphocyte cultures were used to evaluate cytotoxicity, DNA damage, and mutagenicity of the essential oil. The results demonstrate that the treatment did not change the cardiac contraction force and did not alter the functioning of the sarcoplasmic reticulum, extrusion of the membrane calcium, or modify the membrane calcium channels or ß-adrenergic receptor activity. Tetanic contractions were potentiated in the SHR animals. Myosin ATPase activity was also increased in the SHR animals. Cardiac ACE activity was reduced in both animal strains, and the serum ACE was reduced only in the SHR animals. The essential oil did not cause cytotoxicity or mutagenicity and presented low DNA damage. Our results demonstrated that the essential oil does not change myocardial contractility and does not present relevant immunotoxicity

Fasting/Refeeding Cycles Prevent Myocardial Dysfunction and Morphology Damage in the Spontaneously Hypertensive Rats / Ciclos de Jejum/Realimentação Previnem Disfunção Miocárdica e Danos Morfológicos em Ratos Espontaneamente Hipertensos

Abstract Background: Caloric restriction is known to impair the cardiac function and morphology in hypertrophied hearts of spontaneously hypertensive rats (SHR); however, the influence of fasting/refeeding (RF) is unknown. Objective: To investigate the fasting/refeeding approach on myocardial remodeling and function. In addition, the current study was designed to bring information regarding the mechanisms underlying the participation of Ca2+ handling and b-adrenergic system. Methods: Sixty-day-old male SHR rats were submitted to food ad libitum (C), 50% food restriction (R50) or RF cycles for 90 days. Cardiac remodeling was assessed by ultrastructure analysis and isolated papillary muscle function. The level of significance considered was 5% (a = 0.05). Results: The RF rats presented lower cardiac atrophy than R50 in relation to C rats. The C rats increased weight gain, R50 maintained their initial body weight and RF rats increased and decreased weight during RF. The RF did not cause functional impairment because the isotonic and isometric parameters showed similar behavior to those of C. The isotonic and isometric cardiac parameters were significantly elevated in RF rats compared to R50 rats. In addition, the R50 rats had cardiac damage in relation to C for isotonic and isometric variables. While the R50 rats showed focal changes in many muscle fibers, the RF rats displayed mild alterations, such as loss or disorganization of myofibrils. Conclusion: Fasting/refeeding promotes cardiac beneficial effects and attenuates myocardial injury caused by caloric restriction in SHR rats, contributing to reduce the cardiovascular risk profile and morphological injuries. Furthermore, RF promotes mild improvement in Ca2+ handling and b-adrenergic system.

Resumo Fundamento: A restrição calórica compromete a função e a morfologia cardíacas em corações hipertrofiados de ratos espontaneamente hipertensos (SHR). No entanto, a influência de ciclo de jejum/Realimentação é desconhecida. Objetivo: Investigar o efeito de ciclos de jejum/realimentação sobre a remodelação e função miocárdica. Além disso, o presente estudo foi desenhado para avaliar os mecanismos subjacentes à participação do trânsito de cálcio (Ca+2) e sistema beta-adrenérgico. Métodos: Neste estudo, SHR machos de 60 dias de idade foram submetidos a alimento ad libitum (grupo C), 50% de restrição alimentar (grupo R50) ou ciclos de RF (grupo RF) por 90 dias. A remodelação cardíaca foi avaliada por meio da análise ultraestrutural e função do músculo papilar isolado. Adotou-se o nível de significância de 5% (a = 0,05). Resultados: Os ratos do grupo RF apresentaram menor atrofia cardíaca do que os do grupo R50 em relação aos do grupo C. Os ratos do grupo C aumentaram peso corporal, os ratos do grupo R50 mantiveram seu peso corporal inicial e os ratos do grupo RF aumentaram e reduziram seu peso durante o ciclo RF. O ciclo RF não causou comprometimento funcional, pois os parâmetros isotônicos e isométricos apresentaram comportamento similar aos dos ratos do grupo C. Os parâmetros cardíacos isotônicos e isométricos mostraram-se significativamente elevados nos ratos do grupo RF em comparação aos dos ratos do grupo R50. Além disso, os ratos do grupo R50 apresentaram dano cardíaco em comparação aos ratos do grupo C quanto às variáveis isotônicas e isométricas. Os ratos do grupo R50 apresentaram alterações focais em muitas fibras musculares, enquanto os ratos do grupo RF apresentaram leves alterações, como perda ou desorganização de miofibrilas. Conclusão: Ciclos de Jejum/Realimentação promovem efeitos benéficos cardíacos e atenuam o dano miocárdico causado por restrição calórica em SHR, contribuindo para reduzir o risco cardiovascular e os danos morfológicos. Além disso, o ciclo de jejum/realimentação promove leve melhora do trânsito do Ca2+ e do sistema beta-adrenérgico.

Physical Exercise and Regulation of Intracellular Calcium in Cardiomyocytes of Hypertensive Rats / Exercício Físico e Regulação de Cálcio Intracelular em Cardiomiócitos de Ratos Hipertensos

Abstract Background: Regulation of intracellular calcium (Ca2+) in cardiomyocytes is altered by hypertension; and aerobic exercise brings benefits to hypertensive individuals. Objective: To verify the effects of aerobic exercise training on contractility and intracellular calcium (Ca2+) transients of cardiomyocytes and on the expression of microRNA 214 (miR-214) in the left ventricle of spontaneously hypertensive rats (SHR). Methods: SHR and normotensive Wistar rats of 16 weeks were divided into 4 groups -sedentary hypertensive (SH); trained hypertensive (TH); sedentary normotensive (SN); and trained normotensive (TN). Animals of the TH and TN groups were subjected to treadmill running program, 5 days/week, 1 hour/day at 60-70% of maximum running velocity for 8 weeks. We adopted a p ≤ 0.05 as significance level for all comparisons. Results: Exercise training reduced systolic arterial pressure in hypertensive rats. In normotensive rats, exercise training reduced the time to 50% cell relaxation and the time to peak contraction and increased the time to 50% decay of the intracellular Ca2+ transients. In SHR, exercise increased the amplitude and reduced the time to 50% decay of Ca2+ transients. Exercise training increased the expression of miR-214 in hypertensive rats only. Conclusion: The aerobic training applied in this study increased the availability of intracellular Ca2+ and accelerated the sequestration of these ions in left ventricular myocytes of hypertensive rats, despite increased expression of miR-214 and maintenance of cell contractility.

Resumo Fundamento: A regulação intracelular de cálcio (Ca2+) em cardiomiócitos é alterada pela hipertensão, e o exercício físico aeróbico traz benefícios para hipertensos. Objetivo: Verificar os efeitos do treinamento físico aeróbico sobre a contratilidade e a concentração intracelular de Ca2+ transitória em miócitos e a expressão do microRNA 214 no ventrículo esquerdo (VE) de ratos espontaneamente hipertensos (SHR). Métodos: SHR e ratos Wistar normotensos com 16 semanas de idade foram divididos em 4 grupos de 13 animais cada: hipertenso sedentário (HS); hipertenso treinado (HT); normotenso sedentário (NS); normotenso treinado (NT). Os animais dos grupos HT e NT foram submetidos a um programa de treinamento progressivo de corrida em esteira, 5 dias/semana, 1 hora/dia, em intensidade de 60-70% da velocidade máxima de corrida, durante 8 semanas. Adotou-se p ≤ 0,05 como nível de significância em todas as comparações. Resultados: O treinamento físico reduziu a pressão arterial sistólica nos animais hipertensos. Nos animais normotensos, o treinamento físico reduziu o tempo para 50% de relaxamento celular e o tempo para o pico de contração celular, mas aumentou o tempo para 50% de decaimento da concentração intracelular de Ca2+ transitória. Nos animais SHR, o treinamento físico aumentou a amplitude e reduziu o tempo para 50% de decaimento da concentração intracelular de Ca2+ transitória, sem alterar a contratilidade celular. O treinamento físico aumentou a expressão do miR-214 apenas nos animais hipertensos. Conclusão: O treinamento aeróbico utilizado aumenta a disponibilidade e acelera o sequestro de Ca2+ intracelular em miócitos do VE de ratos hipertensos, apesar do aumento da expressão de miR-214 e da manutenção da contratilidade celular.

Influence of Aerobic Training on The Mechanics of Ventricular Contraction After Acute Myocardial Infarction: A Pilot Study / Influência do Treinamento Aeróbico na Mecânica de Contração Ventricular após Infarto Agudo do Miocárdio: Estudo Piloto

Abstract The study of myocardial contractility, based on the new anatomical concepts that govern cardiac mechanics, represents a promising strategy of analysis of myocardial adaptations related to physical training in the context of post-infarction. We investigated the influence of aerobic training on physical capacity and on the evaluation parameters of left ventricular contraction mechanics in patients with myocardial infarction. Thirty-one patients (55.1 ± 8.9 years) who had myocardial infarction in the anterior wall were prospectively investigated in three groups: interval training group (ITG) (n = 10), moderate training group (MTG) n = 10) and control group (CG) (n = 10). Before and after 12 weeks of clinical follow-up, patients underwent cardiopulmonary exercise testing and cardiac magnetic resonance imaging. The trained groups performed supervised aerobic training on treadmill, in two different intensities. A statistically significant increase in peak oxygen uptake (VO2) was observed in the ITG (19.2 ± 5.1 at 21.9 ± 5.6 ml/kg/min, p < 0.01) and in the MTG 18.8 ± 3.7 to 21.6 ± 4.5 ml/kg/min, p < 0.01). The GC did not present a statistically significant change in peak VO2. A statistically significant increase in radial strain (STRAD) was observed in the CG: basal STRAD (57.4 ± 16.6 to 84.1 ± 30.9%, p < 0.05), medial STRAD (57.8 ± 27, 9 to 74.3 ± 36.1%, p < 0.05) and apical STRAD (38.2 ± 26.0 to 52.4 ± 29.8%, p < 0.01). The trained groups did not present a statistically significant change of the radial strain. The present study points to a potential clinical application of the parameters of ventricular contraction mechanics analysis, especially radial strain, to discriminate post-infarction myocardial adaptations between patients submitted or not to aerobic training programs.

Resumo O estudo da contratilidade miocárdica, baseado nos novos conceitos anatômicos que regem a mecânica cardíaca, representa uma estratégia promissora de análise das adaptações do miocárdio relacionadas ao treinamento físico no contexto do pós-infarto. Nós investigamos a influência do treinamento aeróbico na capacidade física e nos parâmetros de avaliação da mecânica de contração do ventrículo esquerdo em pacientes com infarto do miocárdio. Foram prospectivamente investigados 30 pacientes, 55,1 ± 8,9 anos, acometidos por infarto do miocárdio de parede anterior, aleatorizados em três grupos: grupo treinamento intervalado (GTI) (n = 10), grupo treinamento moderado (GTM) (n=10) e grupo controle (GC) (n = 10). Antes e após as 12 semanas de seguimento clínico, os pacientes realizaram teste cardiopulmonar de exercício e ressonância magnética cardíaca. Os grupos treinados realizaram treinamento aeróbico supervisionado, em esteira ergométrica, aplicando-se duas intensidades distintas. Observou-se aumento estatisticamente significante do consumo de oxigênio (VO2) pico no GTI (19,2 ± 5,1 para 21,9 ± 5,6 ml/kg/min, p < 0,01) e no GTM (18,8 ± 3,7 para 21,6 ± 4,5 ml/kg/min, p < 0,01). O GC não apresentou mudança estatisticamente significante no VO2 pico. Houve aumento estatisticamente significante do strain radial (STRAD) somente no GC: STRAD basal (57,4 ± 16,6 para 84,1 ± 30,9%, p < 0,05), STRAD medial (57,8 ± 27,9 para 74,3 ± 36,1%, p < 0,05) e STRAD apical (38,2 ± 26,0 para 52,4 ± 29,8%, p < 0,01). Os grupos treinados não apresentaram mudança estatisticamente significante do strain radial. Os achados do presente estudo apontam para uma potencial aplicação clínica dos parâmetros de análise da mecânica de contração ventricular, notadamente do strain radial, em discriminar adaptações do miocárdio pós-infarto entre pacientes submetidos ou não a programas de treinamento aeróbico.

Moderate Continuous Aerobic Exercise Training Improves Cardiomyocyte Contractility in Β1 Adrenergic Receptor Knockout Mice / Treinamento Aeróbico Contínuo de Intensidade Moderada Melhora a Contratilidade do Cardiomiócito em Camundongos com Nocaute para o Receptor B1-Adrenérgico

Abstract Background: The lack of cardiac β1-adrenergic receptors (β1-AR) negatively affects the regulation of both cardiac inotropy and lusitropy, leading, in the long term, to heart failure (HF). Moderate-intensity aerobic exercise (MCAE) is recommended as an adjunctive therapy for patients with HF. Objective: We tested the effects of MCAE on the contractile properties of left ventricular (LV) myocytes from β1 adrenergic receptor knockout (β1ARKO) mice. Methods: Four- to five-month-old male wild type (WT) and β1ARKO mice were divided into groups: WT control (WTc) and trained (WTt); and β1ARKO control (β1ARKOc) and trained (β1ARKOt). Animals from trained groups were submitted to a MCAE regimen (60 min/day; 60% of maximal speed, 5 days/week) on a treadmill, for 8 weeks. P ≤ 0.05 was considered significant in all comparisons. Results: The β1ARKO and exercised mice exhibited a higher (p < 0.05) running capacity than WT and sedentary ones, respectively. The β1ARKO mice showed higher body (BW), heart (HW) and left ventricle (LVW) weights, as well as the HW/BW and LVW/BW than WT mice. However, the MCAE did not affect these parameters. Left ventricular myocytes from β1ARKO mice showed increased (p < 0.05) amplitude and velocities of contraction and relaxation than those from WT. In addition, MCAE increased (p < 0.05) amplitude and velocities of contraction and relaxation in β1ARKO mice. Conclusion: MCAE improves myocyte contractility in the left ventricle of β1ARKO mice. This is evidence to support the therapeutic value of this type of exercise training in the treatment of heart diseases involving β1-AR desensitization or reduction.

Resumo Fundamento: A falta de receptores β1-adrenérgicos (β1-AR) cardíacos afeta negativamente a regulação de inotropismo e lusitropismo cardíacos, levando, no longo prazo, a insuficiência cardíaca (IC). Recomenda-se exercício aeróbico contínuo de intensidade moderada (EACM) como adjuvante no tratamento de pacientes com IC. Objetivo: Testar os efeitos do EACM nas propriedades contráteis de miócitos do ventrículo esquerdo (VE) de camundongos com nocaute para o receptor β1-adrenérgico (β1ARKO). Método: Camundongos machos com 4 a 5 meses de idade, wild-type (WT) e β1ARKO foram divididos em grupos: WT controle (WTc) e treinado (WTt); e β1ARKO controle (β1ARKOc) e treinado (β1ARKOt). Os grupos treinados foram submetidos a regime de EACM (60 min/dia; 60% da velocidade máxima, 5 dias/semana) em esteira rolante, por 8 semanas. Adotou-se P ≤ 0,05 como nível de significância em todas as comparações. Resultados: Os animais β1ARKO (β1ARKOc + β1ARKOt) correram uma distância maior do que os animais WT (WTc + WTt) (p < 0,05). Os camundongos β1ARKO apresentaram maiores pesos corporal (PC), do coração (PCo) e do ventrículo esquerdo (PVE), assim como PCo/PC e PVE/PC do que os camundongos WT. Entretanto, o EACM não afetou tais parâmetros. Os miócitos do VE de camundongos β1ARKO apresentaram maiores (p < 0,05) amplitude e velocidades de contração e relaxamento do que os dos camundongos WT. Além disso, o EACM aumentou (p < 0,05) a amplitude e as velocidades de contração e relaxamento nos camundongos β1ARKO. Conclusão: O EACM melhora a contratilidade do miócito do VE de camundongos β1ARKO. Tal achado confirma o valor terapêutico desse tipo de treinamento físico para o tratamento de doenças cardíacas envolvendo dessensibilização ou redução de β1-AR.

Ecocardiografia Padrão, com Strain e Strain Rate com Speckle Tracking Bidimensional em Macaco-Capuchinho (Cebus Apella, Linnaeus, 1758) / Standard Echocardiography, Strain and Strain Rate by Two-Dimensional Speckle Tracking in Capuchin Monkey (Cebus Apella, Linnaeus, 1758)

Introdução: O macaco-capuchinho é uma espécie de primata não humano que demonstra grande potencial para estudos pré-clínicos devido às semelhanças anatômicas e fisiológicas com os seres humanos. Objetivo: Estudar os índices de deformação miocárdica em macacos-capuchinhos anestesiados utilizando speckle tracking. Métodos: Foram utilizados dezesseis animais do Parque Zoobotânico, em Teresina, Piauí, Brasil, com restrição química, utilizando uma combinação de cetamina e midazolam. Os estudos ecocardiográficos foram obtidos nos modos B, M e Doppler, medindo-se strain e strain rate através de speckle tracking. Resultados: As variáveis que apresentaram coeficientes de correlação estatisticamente significativos em relação ao peso foram a parede livre do ventrículo esquerdo em diástole (PLVEd), diâmetro interno do ventrículo esquerdo em diástole (DIVEd), diâmetro interno do ventrículo esquerdo em sístole (DIVEs), onda E, A'VD, movimento do anel mitral (MAM) e excursão sistólica do plano do anel tricúspide (TAPSE). A frequência cardíaca (FC) mostrou correlação positiva com a onda E e a onda A e correlação negativa com o tempo de relaxamento isovolumétrico (TRIV). A fração de encurtamento (FS) apresentou correlação positiva com a razão entre as ondas E e A (r = 0,61). TAPSE mostrou correlações positivas com E'VD e A'VD. Os valores obtidos para o strain circunferencial (-18,17 ± 4,68%), radial (47,13 ± 5,24%) e longitudinal (-26,46 ± 5,155%) para os macacos-capuchinhos estavam dentro dos intervalos normais para machos e fêmeas. Conclusão: O presente estudo fornece os primeiros valores de referência para medidas ecocardiográficas em modos B, M e Doppler para macacos-capuchinhos anestesiados com cetamina e midazolam. Os valores de strain e strain rate obtidos utilizando a técnica de speckle tracking mostraram-se semelhantes aos obtidos em seres humanos, sugerindo que esta ferramenta pode ser explorada em estudos pré-clínicos utilizando o modelo do macaco-capuchinho

Introduction: The capuchin monkey is a type of nonhuman primate that has shown great potential for preclinical studies because of its anatomical and physiological similarities to humans. Objective: To study the indices of myocardial deformation in anesthetized capuchin monkeys using speckle tracking. Methods: Sixteen animals from the Zoobotanical Park, Teresina, Piauí, Brazil, were used and chemically restrained using a combination of ketamine and midazolam. Echocardiography recordings were obtained in B, M and Doppler modes, and strain and strain rate were measured using speckle tracking. Results: The variables that showed statistically significant correlation coefficients in relation to weight were LVFWd, LVIDd, LVIDs, E wave, A'RV, MAM and TAPSE. HR showed a positive correlation with the E wave and A wave and a negative correlation with IVRT. FS presented a positive correlation with the E/A wave relationship (r = 0.61). TAPSE showed positive correlations with E'RV and A'RV. The values obtained for circumferential (-18.17 ± 4.68%), radial (47.13 ± 5.24%) and longitudinal (- 26.46 ± 5.15%) strain for the capuchin monkeys were within the normal ranges for males and females. Conclusion: The present study provides the first reference values for echocardiographic measurements in B, M and Doppler modes for capuchin monkeys anesthetized with ketamine and midazolam. The strain and strain rate values obtained using speckle tracking showed similarities with those obtained in humans, suggesting that this tool has the potential to be exploited in preclinical studies using the capuchin monkey model

Analysis of dyssynchrony and ventricular function in right univentricular stimulation at different positions

Abstract Introduction: Chronic stimulation of the right ventricle with pacemaker is associated with ventricular dyssynchrony and loss of contractility, even in subjects without previous dysfunction. In these patients, there is a debate of which pacing site is less associated with loss of ventricular function. Objective: To compare pacemaker-induced dyssynchrony among different pacing sites in right ventricular stimulation. Methods: Cross-sectional study of outpatients with right ventricle stimulation higher than 80% and preserved left ventricular ejection fraction. Pacing lead position (apical, medial septum or free wall) was assessed through chest X-rays. Every patient underwent echocardiogram to evaluate for dyssynchrony according to CARE-HF criteria: aortic pre-ejection time, interventricular delay and septum/posterior wall delay on M mode. Results: Forty patients were included. Fifty-two percent had apical electrode position, 42% mid septum and 6% free wall. Mean QRS time 148.97±15.52 milliseconds. A weak correlation between the mean QRS width and pre-aortic ejection time (r=0.32; P=0.04) was found. No difference in QRS width among the positions could be noted. Intraventricular delay was lower in apical patients against mid septal (34.4±17.2 vs. 54.3±19.1 P<0.05) - no difference with those electrode on the free wall. No difference was noted in the pre-aortic ejection time (P=0.9). Conclusion: Apical pacing showed a lower interventricular conduction delay when compared to medial septum site. Our findings suggest that apical pacing dyssynchrony is not ubiquitous, as previously thought, and that it should remain an option for lead placement.