Functional and structural regeneration in the axolotl heart (Ambystoma mexicanum) after partial ventricular amputation / Regeneración funcional y estructural del corazón de axolotl (Ambystoma mexicanum) después de amputación parcial del ventrículo

ABSTRACT

In the present study we evaluated the effect of partial ventricular amputation (PVA) in the heart of the adult urodele amphibian (Ambystoma mexicanum) in vivo on spontaneous heart contractile activity recorded in vitro in association to the structural recovery at one, five, 30 and 90 days after injury. One day after PVA, ventricular-tension (VT) (16 ± 3%), atrium-tension (AT) (46 ± 4%) and heart rate (HR) (58 ± 10%) resulted lower in comparison to control hearts. On days five, 30 and 90 after damage, values achieved a 61 ± 5, 93 ± 3, and 98 ± 5% (VT), 60 ± 4, 96 ± 3 and 99 ± 5% (AT) and 74 ± 5, 84 ± 10 and 95 ± 10% (HR) of the control values, respectively. Associated to contractile activity recovery we corroborated a gradual tissue restoration by cardiomyocyte proliferation. Our results represent the first quantitative evidence about the recovery of heart contractile activity after PVA in an adult urodele amphibian, indicating that the heart of A. mexicanum restores its functional capacity concomitantly to the structural recovery of the myocardium by proliferation of cardiomyocytes after PVA. These properties make the heart of A. mexicanum a potential model to study the mechanisms underlying heart regeneration in adult vertebrates in vivo.

RESUMEN

En el presente estudio evaluamos el efecto de la amputación parcial del ventrículo (APV) del corazón de un anfibio urodelo adulto (Ambystoma mexicanum) in vivo, sobre la actividad contráctil espontánea del corazón registrada in vitro, a diferentes tiempos después de APV, en asociación a su recuperación estructural. Un día después del daño, los valores de tensión ventricular (TV) (16 ± 3%), tensión auricular (TA) (46 + 4%) y frecuencia cardiaca (FC) (58 + 10%), resultaron ser menores respecto al control. En los días cinco, 30 y 90 después del daño, los valores alcanzaron 61 ± 5, 93 ± 3 y 98 ± 5% (TV), 60 ± 4, 96 ± 3 y 99 ± 5% (AT) y 74 ± 5, 84 ± 10 y 95 ± 10% (FC) de los valores control, respectivamente. Además de la recuperación de la actividad contráctil, corroboramos la recuperación estructural y gradual del tejido miocárdico por proliferación de cardiomiocitos. Nuestros resultados representan la primera evidencia cuantitativa de la recuperación de la actividad contráctil del corazón de un anfibio urodelo adulto después de APV; indicando que el corazón de A. mexicanum recupera su capacidad funcional concomitantemente con la recuperación estructural del miocardio por proliferación de cardiomiocitos. El corazón de A. mexicanum es un modelo potencial para el estudio de los mecanismos de la regeneración miocárdica de vertebrados adultos in vivo.