Cell therapy prevents structural, functional and molecular remodeling of remote non-infarcted myocardium

Background/objectives: Therapy using bone marrow (BM) cells has been tested experimentally and clinically due to the potential ability to restore cardiac function by regenerating lost myocytes or increasing the survival of tissues at risk after myocardial infarction (MI). in this study we aimed to evaluate whether BM-derived mononuclear cell (MNC) implantation can positively influence the post-MI structural remodeling, contractility and Ca(2+)-handling proteins of the remote non-infarcted tissue in rats.Methods and results: After 48 h of MI induction, saline or BM-MNC were injected. Six weeks later, MI scars were slightly smaller and thicker, and cardiac dilatation was just partially prevented by cell therapy. However, the cardiac performance under hemodynamic stress was totally preserved in the BM-MNC treated group if compared to the untreated group, associated with normal contractility of remote myocardium as analyzed in vitro. the impaired post-rest potentiation of contractile force, associated with decreased protein expression of the sarcoplasmic reticulum Ca2+-ATPase and phosphorylated-phospholamban and overexpression of Na(+)/Ca(2+) exchanger, were prevented by BM-MNC, indicating preservation of the Ca(2+) handling. Finally, pathological changes on remodeled remote tissue such as myocyte hypertrophy, interstitial fibrosis and capillary rarefaction were also mitigated by cell therapy.Conclusions: BM-MNC therapy was able to prevent cardiac structural and molecular remodeling after MI, avoiding pathological changes on Ca(2+)-handling proteins and preserving contractile behavior of the viable myocardium, which could be the major contributor to the improvements of global cardiac performance after cell transplantation despite that scar tissue still exists. (C) 2013 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Universidade Federal de São Paulo, Dept Med, São Paulo, BrazilUniv Estadual Campinas, Dept Struct & Funct Biol, Campinas, SP, BrazilUniv São Paulo, Inst Heart, BR-05508 São Paulo, BrazilUniv São Paulo, Inst Biomed Sci, BR-05508 São Paulo, BrazilUniversidade Federal de São Paulo, Dept Med, São Paulo, BrazilWeb of Scienc

Severity of the cardiac impairment determines whether digitalis prolongs or reduces survival of rats with heart failure due to myocardial infarction

Background: the aim of the present study was to evaluate if the influence of digitalis on survival depends on the severity of cardiac dysfunction in heart failure (HF).Methods and results: Doppler echocardiogram (DE) parameters were analyzed in 84 Wistar control (C) and 80 Wistar rats treated with 0.1 mg/100 g/day of digitoxin (D) five days after coronary occlusion. the de variables correlated with the survival of the animals were: myocardial infarction size, left chamber dimensions, fractional area change and E/A ratio. the animals were observed for up to 280 days. Mortality was worsened in rats in the D group with a myocardial infarction (MI) = 37% and worse de predictors.Conclusion: for the first time our study has shown experimentally that the action of digitalis glycosides can positively or negatively influence survival during treatment of HF. It prolongs survival of those in advanced state and compromises survival when there is less severity of the disease. in fact, the greater benefits occur when digitoxin was used in heightened ventricular dilatations and worse ventricular performance. (c) 2011 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Universidade Federal de São Paulo, Div Cardiol, São Paulo, BrazilUniversidade Federal de São Paulo, Div Cardiol, São Paulo, BrazilFAPESP: 09/54225-8CNPq: 300737/2009-2Web of Scienc

Miocárdio remodelado después de grandes infartos en ratas convierte potenciación post-pausa en disminucion de la fuerza

BACKGROUND: Post-rest contraction (PRC) of cardiac muscle provides indirect information about the intracellular calcium handling. OBJECTIVE: Our aim was to study the behavior of PRC, and its underlying mechanisms, in rats with myocardial infarction. METHODS: Six weeks after coronary occlusion, the contractility of papillary muscles (PM) obtained from sham-operated (C, n=17), moderate infarcted (MMI, n=10) and large infarcted (LMI, n=14) rats was evaluated, following rest intervals of 10 to 60 seconds before and after incubation with lithium chloride (Li+) substituting sodium chloride or ryanodine (Ry). Protein expression of SR Ca(2+)-ATPase (SERCA2), Na+/Ca2+ exchanger (NCX), phospholamban (PLB) and phospho-Ser(16)-PLB were analyzed by Western blotting. RESULTS: MMI exhibited reduced PRC potentiation when compared to C. Opposing the normal potentiation for C, post-rest decays of force were observed in LMI muscles. In addition, Ry blocked PRC decay or potentiation observed in LMI and C; Li+ inhibited NCX and converted PRC decay to potentiation in LMI. Although MMI and LMI presented decreased SERCA2 (72±7% and 47±9% of Control, respectively) and phospho-Ser16-PLB (75±5% and 46±11%, respectively) protein expression, overexpression of NCX (175±20%) was only observed in LMI muscles. CONCLUSION: Our results showed, for the first time ever, that myocardial remodeling after MI in rats may change the regular potentiation to post-rest decay by affecting myocyte Ca(2+) handling proteins.FUNDAMENTO: La Contracción pos pausa (CPP) del músculo cardíaco provee informaciones indirectas sobre la manejo del calcio intracelular. OBJETIVO: Nuestro objetivo fue estudiar el comportamiento de la CPP y sus mecanismos subyacentes en Ratas con infarto de miocardio. MÉTODOS: Seis semanas después de la oclusión coronaria, la contractilidad de los Músculos Papilares (MP) obtenidos a partir de Ratas sometidos a falsa cirurgia (C, n = 17), con infarto moderado (MMI, n = 10) y gran infarto (LMI, n = 14), fue evaluada después de pausas de estímulos de 10 a 60 segundos antes y después de la incubación con cloruro de litio (Li+) en substitución del cloruro de sodio o rianodina (Ry). La expresión proteica de SR Ca(2+)-ATPasa (SERCA2), intercambiador Na+/Ca2+ (NCX), fosfolamban (PLB) y fosfo-Ser (16)-PLB fue analizada por Western blotting. RESULTADOS: Los Ratas MMI presentaron potenciación de CPP reducida en comparación a los Ratas C. En oposición a la potenciación normal para Ratas C, fueron observadas decaimientos de fuerza post-reposo en los músculos de Ratas LMI. Además de eso, la Ry bloqueó la decaimiento o potenciación de PRC observada en Ratas LMI y C; el Li+ inhibió el NCX y convirtió la decaimiento en potenciación de CPP en Ratas LMI. Aunque los Ratas MMI y LMI hayan presentado disminución en el SERCA2 (72 ± 7% y 47 ± 9% de Ratas control, respectivamente) y expresión proteica de fosfo-Ser16-PLB (75 ± 5% y 46 ± 11%, respectivamente), la superexpresión del NCX (175 ± 20%) sólo fue observada en los músculos de Ratas LMI. CONCLUSIÓN: Nuestros resultados mostraron, por primera vez, que el remodelado miocárdico post-IAM en Ratas puede cambiar la potenciación regular para decaimiento post-reposo, afectando las proteínas de manejo del Ca(2+) en miocitos.FUNDAMENTO: A Contração Pós-Repouso (CPR) do músculo cardíaco fornece informações indiretas sobre a manipulação de cálcio intracelular. OBJETIVO: Nosso objetivo foi estudar o comportamento da CPR e seus mecanismos subjacentes em camundongos com infarto do miocárdio. MÉTODOS: Seis semanas após a oclusão coronariana, a contratilidade dos Músculos Papilares (MP) obtidos a partir de camundongos submetidos à cirurgia sham (C, n = 17), com infarto moderado (MMI, n = 10) e grande infarto (LMI, n = 14), foi avaliada após intervalos de repouso de 10 a 60 segundos antes e depois da incubação com cloreto de lítio (Li+) em substituição ao cloreto de sódio ou rianodina (Ry). A expressão proteica de SR Ca(2+)-ATPase (SERCA2), trocador Na+/Ca2+ (NCX), fosfolambam (PLB) e fosfo-Ser (16)-PLB foi analisada por Western blotting. RESULTADOS: Os camundongos MMI apresentaram potenciação de CPR reduzida em comparação aos camundongos C. Em oposição à potenciação normal para camundongos C, foram observadas degradações de força pós-repouso nos músculos de camundongos LMI. Além disso, a Ry bloqueou a degradação ou potenciação de PRC observada em camundongos LMI e C; o Li+ inibiu o NCX e converteu a degradação em potenciação de CPR em camundongos LMI. Embora os camundongos MMI e LMI tenham apresentado diminuição no SERCA2 (72 ± 7% e 47 ± 9% de camundongos controle, respectivamente) e expressão protéica de fosfo-Ser16-PLB (75 ± 5% e 46 ± 11%, respectivamente), a superexpressão do NCX (175 ± 20%) só foi observada nos músculos de camundongos LMI. CONCLUSÃO: Nossos resultados mostraram, pela primeira vez, que a remodelação miocárdica pós-IAM em camundongos pode mudar a potenciação regular para degradação pós-repouso, afetando as proteínas de manipulação de Ca(2+) em miócitos.Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP) Divisão de Cardiologia Departamento de MedicinaUniversidade Federal de São Paulo (UNIFESP) Departamento de PsicologiaUniversidade de São Paulo Instituto de Ciências Biomédicas Departamento de Psicologia e BiofísicaUniversidade Federal do Espírito Santo Departamento de Ciências PsicológicasUNIFESP, Divisão de Cardiologia Depto. de MedicinaUNIFESP, Depto. de PsicologiaSciEL

Cardiac implications after myocardial infarction in rats previously undergoing physical exercise

BACKGROUND: Few studies have analyzed the cardiac effects of exercise prior to coronary occlusion. OBJECTIVE: To evaluate the effects of myocardial infarction in rats undergoing physical exercise. METHODS: Female rats underwent swimming exercise or were kept sedentary for eight weeks and were randomized to coronary occlusion or sham surgery, in one of the following four groups: Sedentary (S), exercise (E), Sedentary myocardial infarction (SMI) and Exercise myocardial infarction (EMI). After six weeks, their biometrics, Doppler echocardiography, hemodynamics and myocardial mechanics were analyzed. RESULTS: No cardioprotection was observed in EMI animals and there was no difference in infarct size (%LV) between EMI (38.50 ± 4.60%) and SMI (36.58 ± 4.11%). Water content of the lung (%) of SMI (80 ± 0.59) and EMI (80 ± 0.57) was higher than that of S (78 ± 0.15) and E (78 ± 0.57) groups. Left ventricular systolic pressure (mmHg) (S: 130 ± 5, E: 118 ± 8; SMI: 91 ± 3; EMI: 98 ± 3) and the first positive time derivative (mmHg) positive pressure (S: 8216 ± 385; E: 8437 ± 572; SMI: 4674 ± 455; EMI: 5080 ± 412) of S and E were higher than those of SMI and EMI. The transverse fractional shortening (%) of SMI (27 ± 2) and EMI (25 ± 2) were similar and lower than that of E (65 ± 2) and S (69 ± 2). The E/A ratio was higher in SMI (5.14 ± 0.61) and EMI (4.73 ± 0.57) compared to S (2.96 ± 0.24) and E (2.83 ± 0 21). In studies of isolated papillary muscle, depression of the contractile capacity observed was similar to that of SMI and EMI, and there was no change in myocardial stiffness. CONCLUSION: Previous training by swimming did not attenuate cardiac implications due to myocardial infarction.FUNDAMENTO: Poucos estudos analisaram os efeitos cardíacos do exercício físico prévio à oclusão coronariana. OBJETIVO: Avaliar, em ratas submetidas a exercício físico, as repercussões do infarto do miocárdio. MÉTODOS: Ratas foram submetidas à natação ou permaneceram sedentárias por oito semanas e foram randomizadas para oclusão coronariana ou cirurgia simulada, compondo quatro grupos: Sedentário (S), Exercício (E), Sedentário infarto (SIM) e Exercício infarto (EIM). Após seis semanas, foram analisados biometria, ecodopplercardiograma, hemodinâmica e mecânica miocárdica. RESULTADOS: Não foram observados cardioproteção nos animais EIM e diferença no tamanho do infarto (%VE) entre EIM (38,50 ± 4,60%) e SIM (36,58 ± 4,11%). Os teores de água pulmonar (%) de SIM (80 ± 0,59) e EIM (80 ± 0,57) foram maiores do que em S (78 ± 0,15) e E (78 ± 0,57). A pressão sistólica (mmHg) do ventrículo esquerdo (S: 130 ± 5; E: 118 ± 8; SIM: 91 ± 3; EIM: 98 ± 3) e a primeira derivada temporal (mmHg/s) positiva da pressão (S: 8.216 ± 385; E: 8.437 ± 572; SIM: 4.674 ± 455; EIM: 5.080 ± 412) de S e E foram maiores do que em SIM e EIM. As frações de encurtamento da área transversa (%) de SIM (27 ± 2) e EIM (25 ± 2) foram similares e menores do que E (65 ± 2) e S (69 ± 2). A relação E/A foi maior em SIM (5,14 ± 0,61) e EIM (4,73 ± 0,57) em relação a S (2,96 ± 0,24) e E (2,83 ± 0,21). Em estudos de músculos papilares isolados foi verificada depressão da capacidade contrátil semelhante em SIM e EIM, e não houve alteração da rigidez miocárdica. CONCLUSÃO: O treinamento prévio por natação não atenuou as repercussões cardíacas em virtude do infarto do miocárdio.UNIFESP Departamento de MedicinaCentro Universitário Adventista de São PauloUNIFESP Departamento de FisiologiaInCor Departamento de PatologiaUniversidade Nove de Julho Departamento de Educação FísicaUNIFESP, Depto. de MedicinaUNIFESP, Depto. de FisiologiaSciEL

Remodelamento miocárdico após grandes infartos converte potenciação pós-pausa em decaimento da força em ratos

Background: Post-rest contraction (PRC) of cardiac muscle provides indirect information about the intracellular calcium handling. Objective: Our aim was to study the behavior of PRC, and its underlying mechanisms, in rats with myocardial infarction. Methods: Six weeks after coronary occlusion, the contractility of papillary muscles (PM) obtained from sham-operated (C, n = 17), moderate infarcted (MMI, n = 10) and large infarcted (LMI, n = 14) rats was evaluated, following rest intervals of 10 to 60 seconds before and after incubation with lithium chloride (Li+) substituting sodium chloride or ryanodine (Ry). Protein expression of SR Ca(2+)-ATPase (SERCA2), Na+/Ca2+ exchanger (NCX), phospholamban (PLB) and phospho-Ser(16)-PLB were analyzed by Western blotting. Results: MMI exhibited reduced PRC potentiation when compared to C. Opposing the normal potentiation for C, post-rest decays of force were observed in LMI muscles. In addition, Ry blocked PRC decay or potentiation observed in LMI and C; Li+ inhibited NCX and converted PRC decay to potentiation in LMI. Although MMI and LMI presented decreased SERCA2 (72 +/- 7% and 47 +/- 9% of Control, respectively) and phospho-Ser(16)-PLB (75 +/- 5% and 46 +/- 11%, respectively) protein expression, overexpression of NCX (175 +/- 20%) was only observed in LMI muscles. Conclusion: Our results showed, for the first time ever, that myocardial remodeling after MI in rats may change the regular potentiation to post-rest decay by affecting myocyte Ca(2+) handling proteins983243251sem informaçãoFUNDAMENTO: A Contração Pós-Repouso (CPR) do músculo cardíaco fornece informações indiretas sobre a manipulação de cálcio intracelular. OBJETIVO: Nosso objetivo foi estudar o comportamento da CPR e seus mecanismos subjacentes em camundongos com infarto do miocárdio. MÉTODOS: Seis semanas após a oclusão coronariana, a contratilidade dos Músculos Papilares (MP) obtidos a partir de camundongos submetidos à cirurgia sham (C, n = 17), com infarto moderado (MMI, n = 10) e grande infarto (LMI, n = 14), foi avaliada após intervalos de repouso de 10 a 60 segundos antes e depois da incubação com cloreto de lítio (Li+) em substituição ao cloreto de sódio ou rianodina (Ry). A expressão proteica de SR Ca(2+)-ATPase (SERCA2), trocador Na+/Ca2+ (NCX), fosfolambam (PLB) e fosfo-Ser (16)-PLB foi analisada por Western blotting. RESULTADOS: Os camundongos MMI apresentaram potenciação de CPR reduzida em comparação aos camundongos C. Em oposição à potenciação normal para camundongos C, foram observadas degradações de força pós-repouso nos músculos de camundongos LMI. Além disso, a Ry bloqueou a degradação ou potenciação de PRC observada em camundongos LMI e C; o Li+ inibiu o NCX e converteu a degradação em potenciação de CPR em camundongos LMI. Embora os camundongos MMI e LMI tenham apresentado diminuição no SERCA2 (72 ± 7% e 47 ± 9% de camundongos controle, respectivamente) e expressão protéica de fosfo-Ser16-PLB (75 ± 5% e 46 ± 11%, respectivamente), a superexpressão do NCX (175 ± 20%) só foi observada nos músculos de camundongos LMI. CONCLUSÃO: Nossos resultados mostraram, pela primeira vez, que a remodelação miocárdica pós-IAM em camundongos pode mudar a potenciação regular para degradação pós-repouso, afetando as proteínas de manipulação de Ca(2+) em miócitossem informaçã

Miocárdio remodelado después de grandes infartos en ratas convierte potenciación post-pausa en disminucion de la fuerza

FUNDAMENTO: A Contração Pós-Repouso (CPR) do músculo cardíaco fornece informações indiretas sobre a manipulação de cálcio intracelular. OBJETIVO: Nosso objetivo foi estudar o comportamento da CPR e seus mecanismos subjacentes em camundongos com infarto do miocárdio. MÉTODOS: Seis semanas após a oclusão coronariana, a contratilidade dos Músculos Papilares (MP) obtidos a partir de camundongos submetidos à cirurgia sham (C, n = 17), com infarto moderado (MMI, n = 10) e grande infarto (LMI, n = 14), foi avaliada após intervalos de repouso de 10 a 60 segundos antes e depois da incubação com cloreto de lítio (Li+) em substituição ao cloreto de sódio ou rianodina (Ry). A expressão proteica de SR Ca(2+)-ATPase (SERCA2), trocador Na+/Ca2+ (NCX), fosfolambam (PLB) e fosfo-Ser (16)-PLB foi analisada por Western blotting. RESULTADOS: Os camundongos MMI apresentaram potenciação de CPR reduzida em comparação aos camundongos C. Em oposição à potenciação normal para camundongos C, foram observadas degradações de força pós-repouso nos músculos de camundongos LMI. Além disso, a Ry bloqueou a degradação ou potenciação de PRC observada em camundongos LMI e C; o Li+ inibiu o NCX e converteu a degradação em potenciação de CPR em camundongos LMI. Embora os camundongos MMI e LMI tenham apresentado diminuição no SERCA2 (72 ± 7% e 47 ± 9% de camundongos controle, respectivamente) e expressão protéica de fosfo-Ser16-PLB (75 ± 5% e 46 ± 11%, respectivamente), a superexpressão do NCX (175 ± 20%) só foi observada nos músculos de camundongos LMI. CONCLUSÃO: Nossos resultados mostraram, pela primeira vez, que a remodelação miocárdica pós-IAM em camundongos pode mudar a potenciação regular para degradação pós-repouso, afetando as proteínas de manipulação de Ca(2+) em miócitos

Paradoxical Sleep Deprivation Causes Cardiac Dysfunction and the Impairment Is Attenuated by Resistance Training

<div><p>Background</p><p>Paradoxical sleep deprivation activates the sympathetic nervous system and the hypothalamus-pituitary-adrenal axis, subsequently interfering with the cardiovascular system. The beneficial effects of resistance training are related to hemodynamic, metabolic and hormonal homeostasis. We hypothesized that resistance training can prevent the cardiac remodeling and dysfunction caused by paradoxical sleep deprivation.</p><p>Methods</p><p>Male Wistar rats were distributed into four groups: control (C), resistance training (RT), paradoxical sleep deprivation for 96 hours (PSD96) and both resistance training and sleep deprivation (RT/PSD96). Doppler echocardiograms, hemodynamics measurements, cardiac histomorphometry, hormonal profile and molecular analysis were evaluated.</p><p>Results</p><p>Compared to the C group, PSD96 group had a higher left ventricular systolic pressure, heart rate and left atrium index. In contrast, the left ventricle systolic area and the left ventricle cavity diameter were reduced in the PSD96 group. Hypertrophy and fibrosis were also observed. Along with these alterations, reduced levels of serum testosterone and insulin-like growth factor-1 (IGF-1), as well as increased corticosterone and angiotensin II, were observed in the PSD96 group. Prophylactic resistance training attenuated most of these changes, except angiotensin II, fibrosis, heart rate and concentric remodeling of left ventricle, confirmed by the increased of NFATc3 and GATA-4, proteins involved in the pathologic cardiac hypertrophy pathway.</p><p>Conclusions</p><p>Resistance training effectively attenuates cardiac dysfunction and hormonal imbalance induced by paradoxical sleep deprivation.</p></div

Changes in body weight during 8 weeks of resistance training.

<p>Changes in body weight during 8 weeks of resistance training.</p