Adaptação oxidativa e funcional progressiva do sistema cardiopulmonar secundária à hipertensão arterial pulmonar em ratos

Abstract

A Hipertensão Arterial Pulmonar (HAP) é uma doença que acomete os vasos pulmonares, essencialmente pré-capilares, levando ao remodelamento da parede vascular. Caracteriza-se como síndrome hemodinâmica, que consiste no aumento da resistência vascular pulmonar e da pós-carga ventricular direita. Um grande número de evidências apresenta a participação do estresse oxidativo no desenvolvimento das mudanças cardiopulmonares decorrentes da HAP. Assim, a proposta desse estudo foi avaliar alterações estruturais e de estresse oxidativo tempo-dependentes produzidas pela monocrotalina, droga que mimetiza a HAP em humanos, sobre o pulmão de ratos e sua repercussão tardia na função cardíaca ventricular esquerda. Utilizamos ratos Wistar com 2 meses de idade, sendo que os procedimentos experimentais foram divididos em 2 momentos distintos: a primeira etapa direcionada a análise pulmonar e a segunda para análise cardíaca. A indução de HAP foi feita por injeção de monocrotalina (MCT) 60 mg/kg. No primeiro momento, investigamos as alterações morfométricas e oxidativas pulmonares aos 7 e 21 dias após MCT, sendo que os pulmões foram homogeneizados para análise das substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico, carbonilação das proteínas, ânion radical superóxido por meio da reação de NitroBlue Tetrazolium, atividades da mieloperoxidase (MPO) e da catalase (CAT). Após, investigamos as alterações do ventrículo esquerdo (VE) aos 7, 21 e 31 dias, sendo avaliadas a função do VE por meio de ecocardiografia e marcadores oxidativos no homogeneizado de VE pela razão das glutationas (GSSG/GSH), tioredoxina redutase (TrxR), peróxido de hidrogênio (H2O2) e concentração de vitamina C. Observamos hipertrofia do VD e congestão pulmonar nos grupos MCT 21 e 31 dias. A estereologia do pulmão apresentou redução nas densidades de volume e área, associada ao aumento do espaço alveolar aos 21 dias após MCT, bem como aumento da lipoperoxidação no homogeneizado de pulmão, maior concentração de radical superóxido e maior atividade da CAT e MPO. A ecocardiografia apresentou modificação na onda de fluxo da artéria pulmonar, característica de aumento de resistência, a partir de 21 dias após MCT, bem como aumento do tempo de ejeção e nos parâmetros de função ventricular esquerda aos 31 dias após MCT. A concentração de H2O2 no homogeneizado de VE esteve aumentada nos grupos MCT 21 e 31 dias e na análise dos antioxidantes observamos redução na concentração de ácido ascórbico e aumento de TrxR no VE. Foi demonstrado aumento da resistência vascular pulmonar, bem como aumento de pró-oxidantes e do dano oxidativo a lipídios no homogeneizado de pulmão após 21 dias de indução de HAP por MCT; esse dano é acompanhado por aumento na atividade da CAT e histologia sugestiva de congestão pulmonar nesse tecido, seguida por alteração ventricular direita. Estas mudanças no ventrículo direito promovidas pela HAP podem contribuir, a longo prazo, para a disfunção ventricular esquerda observada aos 31 dias após MCT. Essas alterações do VE estão associadas ao aumento de peróxido de hidrogênio e redução de vitamina C no homogeneizado ventricular esquerdo.

Pulmonary Arterial Hypertension (PAH) is a disease that affects the pulmonary vessels, essentially pre-capillaries, leading to remodeling of the vascular wall. It is characterized hemodynamic syndrome, which is the increase in pulmonary vascular resistance and right ventricular afterload. A growing body of evidence shows the involvement of oxidative stress in the development of the cardiopulmonary changes due to PAH. Thus, the purpose of this study was to evaluate structural changes and time-dependent oxidative stress produced by monocrotaline, a drug that mimics the human PAH, on the rat lung and its impact on late left ventricular cardiac function. Wistar rats with 2 months of age were used in this research. The experimental procedures were divided into two distinct periods: the first step aimed at analyzing lung and the second for cardiac analysis. Induction of PAH was performed by injection of monocrotaline (MCT) 60 mg/kg. At first we investigated morphological changes and oxidative lung at 7 and 21 days after MCT, and the lungs were homogenized for analysis of thiobarbituric acid reactive substances, protein carbonylation, superoxide anion radical by the reaction of nitroblue tetrazolium, activities myeloperoxidase (MPO) and catalase (CAT). After, we analyzed changes in left ventricular (LV) at 7, 21 and 31 days and evaluated LV function by echocardiography and oxidative markers in the LV homogenate by the ratio of glutathione (GSSG / GSH), thioredoxin reeducates (TrxR ), hydrogen peroxide (H2O2) and concentration of vitamin C. Was Observed cardiac hypertrophy, pulmonary congestion and RV in MCT groups 21 and 31 days. The stereology showed a reduction in lung volume and area densities, associated with an increased alveolar space on day 21 after MCT, as well as increased lipid peroxidation in lung homogenate, increased concentration of superoxide anion and increased activity of CAT and MPO. Echocardiography showed wave of change in pulmonary artery flow from 21 days after MCT, and increase in ejection time and the parameters of left ventricular function at 31 days after MCT. The concentration of H2O2 in homogenized LV was increased in MCT groups 21 and 31 days and the analysis of antioxidants observed reduction in the concentration of ascorbic acid and increased TrxR in the LV. Our findings showed increased pulmonary vascular resistance, as well as increased pro-oxidants and oxidative damage to lipids in lung homogenate after 21 days of induction of PAH by MCT, this damage is accompanied by increased activity of CAT and histological pulmonary congestion in this tissue, followed by right ventricular changes. These changes in the right ventricle promoted by the PAH can contribute in the long run, to left ventricular dysfunction observed at 31 days after MCT. These changes are associated with increased LV for hydrogen peroxide and vitamin C reductions in the left ventricular homogenate.