Orientadores: José Wilson Magalhães Bassani, Pedro Xavier de Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-21T21:15:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FimNeto_Arnaldo_M.pdf: 1424780 bytes, checksum: 73cab0ac057a4075313d76ce8e26bbbf (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O vaso dorsal de insetos tem sido proposto como um modelo mais simples para estudar o desempenho do coração em diferentes condições. O vaso dorsal apresenta características semelhantes às encontradas no coração de vertebrados (e.g. atividades cronotrópica e inotrópica dependentes do ambiente iônico e da ação de neurotransmissores), mas os mecanismos envolvidos na sua atividade inotrópica estão pouco explorados. Neste trabalho, desenvolvemos instrumentação e métodos com o objetivo de estudar aspectos da atividade inotrópica in situ do vaso dorsal do coleóptero T. molitor. Foram desenvolvidos dois métodos para estimar a redução do diâmetro luminal do vaso dorsal durante as contrações. Um foi baseado na detecção da "quantidade de luz" emitida por um conjunto de pixels de uma imagem de vídeo do centro do lúmen do vaso, e o outro, na medição do diâmetro do lúmen, como visto na imagem de vídeo. Os métodos se mostraram aplicáveis, mas o último foi menos sensível a variações das condições experimentais. O diâmetro diastólico luminal foi 148,70 ± 5,09 ?m, consistente com dados da literatura. Com a instrumentação desenvolvida, e a partir do controle da frequência de contrações por meio de estimulação elétrica, foi possível estudar o efeito de intervenções inotrópicas. A relação entre a redução de diâmetro (amplitude da contração) e frequência foi negativa (p< 0,05 na faixa de 1,0-2,5 Hz). A incubação do coração com cafeína, que tipicamente depleta a carga de Ca2+ do reticulo sarcoplasmático (RS), produziu um efeito inotrópico negativo, diminuindo a redução sistólica do diâmetro luminal de 56,32 ± 4,85 para 35,05 ± 3,86 % (n = 7, p< 0,05), o que sugere um papel funcional do RS na atividade inotrópica. O aumento da concentração externa de Ca2+ ([Ca2+]o) na faixa de 0,5 a 8,0 mM, durante estimulação elétrica a 1,5 Hz, aumentou significativamente a amplitude das contrações de 43,23 ± 2,51 para 66,60 ± 3,31% do diâmetro luminal (n=7, p< 0,05). Os resultados mostram que ambos [Ca2+]o e carga de Ca2+ do RS são fatores regulatórios importantes da atividade contrátil do vaso dorsal do T. molitor, além de afetar a atividade cronotrópica, como demonstrada previamente no nosso laboratório / Abstract: The dorsal vessel of insects has been proposed as a simplified model to study the performance of the heart. The dorsal vessel shares important features with the vertebrate heart (e.g. chronotropic and inotropic activities affected by the ionic environment and neurotransmitters), but the mechanisms involved in its inotropic activity are not clear yet. In this work, we developed instrumentation and methods aiming at studying the contractile activity of the in situ dorsal vessel of the coleopterum T. molitor. Two methods were developed to estimate the decrease in the dorsal vessel lumen during contractions. One was based on the detection of the "amount of light" emitted by a set of pixels at the center of the dorsal vessel video image, and the other, on the measurement of the luminal width in the dorsal vessel image. The methods were shown to be applicable, but the latter was less sensitive to variations in the experimental conditions. The measured diastolic diameter of the dorsal vessel was 148.70 ± 5.09 ?m, which was consistent with the values in the literature. With the developed instrumentation, and by controlling the beating rate by electrical stimulation, it was possible to study the effect of inotropic interventions. The relationship between contraction amplitude and stimulation rate was negative (p< 0.05 in the range of 1.0-2.5 Hz). Incubation of the heart with caffeine, which typically depletes the sarcoplasmic reticulum (SR) Ca2+ load, produced a negative inotropic effect, decreasing the systolic reduction of luminal diameter from 56.32 ± 4.85 to 35.05 ± 3.86 % (n = 7, p< 0.05), which is suggestive of a functional participation of the SR in the inotropic activity. Increasing the extracellular Ca2+ concentration ([Ca2+]o) in the range of 0.5 - 8.0 mM during electrical stimulation at 1.5 Hz significantly increased contraction amplitude from 43.23 ± 2.51 to 66.60 ± 3.31% of the luminal diameter; (n=7, p< 0.05). The present results show that both [Ca2+]o and the SR Ca2+ load are important factors in the regulation of the contractile activity of the T. molitor dorsal vessel, in addition to their influence on the chronotropic activity, as previously observed in this laboratory / Mestrado / Engenharia Biomedica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Rosana Almada Bassani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-09T08:29:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Penna_LarissaBarretta_M.pdf: 693702 bytes, checksum: 8dc2d8f7e3689a2bd6879211f15ccf07 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Tem sido descrita supersensibilidade ao efeito cronotrópico do isoproterenol (ISO) em átrios direitos de ratos submetidos a choque nas patas, mas há pouca informação com relação à resposta inotrópica, principalmente ventricular. O objetivo deste trabalho foi estudar os efeitos inotrópico e pró-arrítmico de catecolaminas em miócitos ventriculares esquerdos de ratos nesta condição de estresse, em comparação a animais controles. Ratos Wistar machos adultos foram submetidos a sessões diárias de choque nas patas (30 min de duração) por 3 dias. Foram medidos o encurtamento celular de pico e a freqüência de contrações espontâneas das células. Obteve-se curvas concentração-efeito para noradrenalina (NA), ISO, 3-isobutil-1-metilxantina (IBMX) e CaCl2, com a determinação dos parâmetros Rmax (resposta máxima) e pD2 (-log da concentração do agonista que produz uma resposta= 0,5 Rmax). A população de receptores adrenérgicos (RA) _ foi analisada pelo método de Schild. Observamos, em células de animais do grupo choque, redução da Rmax inotrópica à NA e ao ISO. Estas diferenças permaneceram durante bloqueio de RA_1, mas foram abolidas pelo bloqueio de RA_1 (aumento da Rmax ao ISO apenas no grupo choque) ou _2 (redução da Rmax no apenas no grupo controle). O valor pA2 do metoprolol e a resposta inotrópica a IBMX e CaCl2 foram equivalentes entre os grupos. As células de ratos do grupo choque se mostraram mais reativas à ação pró-arrítmica da NA e do ISO, mas não aos demais agonistas. Todos os procedimentos que aboliram a redução de Rmax inotrópica a catecolaminas em miócitos de animais estressados também atenuaram as diferenças na resposta arrítmica a estes agonistas, o que pode indicar que a resposta inotrópica anormal no grupo choque seja conseqüência da maior atividade espontânea induzida pelas catecolaminas. Em conclusão, os resultados indicam que o estresse por choque nas patas causa aumento da reatividade de miócitos ventriculares de rato ao efeito pró-arrítmico de catecolaminas e reduz a eficácia aparente destes agonistas em estimular o inotropismo / Abstract: Supersensitivity to isoproterenol (ISO) chronotropic effect has been described in right atria from footshock-stressed rats, but information on inotropic responsiveness, particularly of the ventricles, is scarce. The goal of this study was to analyze the inotropic and pro-arrhythmic effect of catecholamines on left ventricular myocytes from footshockstressed rats, in comparison with cells from control animals. Adult male Wistar rats were submitted to 30-min long daily footshock sessions for 3 days. Peak cell shortening and the rate of spontaneous contractions during rest were measured in myocytes at 23 oC. Concentration-effect curves were obtained for noradrenaline (NA), ISO, 3-isobutyl-1- methylxanthine (IBMX) e CaCl2, for estimation of the following parameters Rmax (maximum response) and pD2 (-log of the agonist molar concentration that evokes halfmaximum response). The _ adrenoceptor (AR) population was analyzed by the Schild¿s method. In the footshock group, Rmax values to NA and ISO were decreased. This difference was unaffected by _1AR blockade, but was abolished by blockade of _1AR (which increased Rmax to ISO in the footshock group only) or _2-AR (which decreased Rmax to ISO solely in the control group). Metoprolol pA2 value and the inotropic responsiveness to IBMX and CaCl2 were similar in both groups. Cells from footshockstressed rats were more responsive to NA and ISO pro-arrhythmic action. All procedures that abolished the difference in inotropic response between footshock and control groups also diminished the differences in arrhythmic responses. These results indicate that the inotropic hyporesponsiveness to catecholamines in the footshock group may be the result of increased spontaneous activity induced by these agonists. We conclude that footshock stress enhances catecholamine pro-arrhythmic effect in rat ventricular myocytes, while simultaneously decreases the inotropic apparent efficacy of these agonists / Mestrado / Fisiologia / Mestre em Biologia Funcional e Molecular