Introdução: Acredita-se que o diabetes mellitus possa alterar mecanismos celulares do miocárdio tornando-o mais sensível a um insulto isquêmico, e que esta menor resistência do miocárdio isquêmico induzido pelo diabetes possa ser um dos motivos para o pior prognóstico observado em pacientes com doença arterial coronariana e diabetes. Um dos principais mecanismos adaptativos protetores do miocárdio é o precondicionamento isquêmico, sendo este desencadeado por curtos períodos de isquemia seguidos por reperfusão e que tornam o tecido mais resistente a um insulto isquêmico grave e prolongado. Em humanos, o precondicionamento isquêmico pode ser observado durante testes ergométricos sequenciais, nos quais a melhora em parâmetros isquêmicos no segundo teste ergométrico quando comparado ao primeiro é uma metodologia consagrada para o estudo clínico deste fenômeno. Estudos experimentais demonstram resultados controversos em relação à interferência do diabetes sobre o fenômeno do precondicionamento, e estudos com humanos são escassos e inconclusivos. Assim, ainda é incerto se o diabetes pode afetar a expressão do precondicionamento isquêmico em pacientes com doença arterial coronariana. Objetivos: Identificar se o diabetes mellitus interfere no fenômeno do precondicionamento isquêmico em pacientes com doença arterial coronariana. Métodos: Pacientes com doença arterial coronariana comprovada por cineangiocoronariografia diagnóstica, função ventricular sistólica preservada e com angina ou teste ergométrico positivo para isquemia miocárdica foram submetidos a dois testes ergométricos sequenciais com intervalo de 30 minutos. Parâmetros isquêmicos foram comparados entre pacientes com e sem diabetes mellitus. O precondicionamento isquêmico foi considerado presente quando o tempo para a depressão em 1,0 mm do segmento ST (T-1mm) foi maior no segundo teste sequencial comparado ao primeiro. Também se mensurou o duplo-produto (frequência cardíaca multiplicada pela pressão arterial sistólica) no momento do T- 1mm. Os testes foram analisados por dois cardiologistas experientes, independentes. Resultados: De 2.140 pacientes consecutivos com doença arterial coronariana, 361 apresentavam critérios para inclusão nesse estudo. Destes, 174 pacientes (64,2 ± 7,6 anos) foram submetidos aos testes ergométricos sequenciais para identificação e caracterização do precondicionamento isquêmico; 86 apresentavam diabetes mellitus (grupo 1) e 88 não apresentavam diabetes mellitus (grupo 2). Os dois grupos foram semelhantes em relação às principais características demográficas, com exceção de infarto do miocárdio prévio e perfil lipídico. No primeiro grupo, 62 pacientes (72,1%) manifestaram o precondicionamento isquêmico e no segundo, 60 (68,2%) manifestaram o precondicionamento isquêmico (P=0,62). Analisando-se os pacientes que expressaram o fenômeno, a melhora do T-1mm foi similar entre os dois grupos (média da melhora do tempo entre os testes 1 e 2: 79,4 ± 47,6 x 65,5 ± 36,4 segundos, respectivamente para os grupos 1 e 2, P=0,12). Em relação ao duploproduto no momento do T-1mm, os pacientes com diabetes apresentaram melhora expressiva em relação aos pacientes sem diabetes (média da melhora do duploproduto 3011 ± 2430 x 2081 ± 2139 bpm x mmHg, respectivamente para os grupos 1 e 2, P=0,01). A análise da melhora das arritmias e da morfologia da depressão do segmento ST nos testes ergométricos sequenciais não mostrou diferenças entre os dois grupos de pacientes. Conclusão: Neste estudo, o diabetes mellitus tipo 2 não impediu o surgimento do PI. Além disso, o diabetes esteve associado à melhora significativa do esforço cardíaco e do consumo miocárdico de oxigênio, caracterizados pelo duplo-produto . / Background: It\'s postulated that diabetes mellitus may impair myocardial cellular mechanisms turning it more sensitive to ischemic injuries, and that this lower resistance of the ischemic myocardium induced by diabetes may be one reason for the poor prognosis observed in patients with both coronary artery disease and diabetes. One major adaptive myocardial protective mechanism is ischemic preconditioning, which is triggered by brief ischemia followed by reperfusion that turns the myocardium more resistant to a prolonged ischemic insult. In humans, ischemic preconditioning can be observed during sequential exercise tests, in which the improvement in ischemic parameters in the second exercise test compared to the first is a methodology devoted to the clinical study of the phenomenon. However, experimental studies have shown conflicting results about the interference of diabetes on ischemic preconditioning, and the few human studies are scarce and inconclusive. Thus, it\'s still uncertain whether diabetes may affect ischemic preconditioning in coronary artery disease patients. Objectives: Identify whether type 2 diabetes mellitus intervenes on myocardial ischemic preconditioning in symptomatic coronary artery disease patients. Methods: Symptomatic multivessel coronary artery disease patients with preserved systolic ventricular function and a positive exercise test underwent two sequential exercise tests to demonstrate ischemic preconditioning. Tests were performed with a 30 minutes interval between them. Ischemic parameters were compared among patients with and without type 2 diabetes mellitus. Ischemic preconditioning was considered present when the time to 1.0 mm ST deviation (T-1mm) was greater in the second of 2 exercise tests. Rate pressure-product (heart rate multiplied by systolic arterial pressure) at T-1mm was also assessed. Sequential exercise tests were analyzed by 2 independent cardiologists. Results: Of the 2,140 consecutive coronary artery disease patients screened, 361 met inclusion criteria, and 174 patients (64.2 ± 7.6 years) completed the study protocol. Of these, 86 had the diagnosis of type 2 diabetes. The 2 groups were similar regarding the main demographic characteristics, except for the rate of previous myocardial infarction and lipid profile. Among diabetic patients, 62 (72.1%) manifested an improvement in ischemic parameters consistent with ischemic preconditioning, whereas among nondiabetic patients, 60 (68.2%) manifested ischemic preconditioning (P=0.62). The analysis of patients who demonstrated ischemic preconditioning showed similar improvement in the time to 1.0 mm ST deviation between diabetic and nondiabetic groups (79.4 ± 47.6 vs 65.5 ± 36.4 sec, respectively, P=0.12). Regarding rate pressure-product, the improvement was greater in diabetic compared to nondiabetic patients (3011 ± 2430 vs 2081 ± 2139 bpm x mmHg, respectively, P=0.01). The analysis of arrhythmias and ST-segment deviation morphology during sequential exercise tests did not show differences between the 2 groups of patients. Conclusion: In this study, type 2 diabetes mellitus did not prevent the occurrence of ischemic preconditioning. In addition, diabetes was associated with significant improvement in cardiac stress and myocardial oxygen consumption, characterized by rate pressure-product

INTRODUÇÃO: O transplante hepático se consolidou como terapêutica para crianças com doença hepática em estágio terminal. A principal indicação nessa faixa etária é a atresia das vias biliares, doença colestática que leva à cirrose hepática na maioria dos casos nos primeiros anos de vida mesmo nas crianças submetidas a portoenterostomia. Essas crianças evoluem entre outras complicações com desnutrição grave e necessitam do transplante precocemente. A relação ideal do peso do enxerto hepático e o peso do receptor varia de 1 a 3%. No entanto, quando o transplante é realizado em crianças em idade inferior a 2 anos, essa relação na maioria das vezes é maior do que 5%. Essa situação é conhecida como large-for-size, em que a perfusão sanguínea do enxerto pode ser insuficiente, o que leva a disfunção do órgão. Os mecanismos de lesão neste cenário ainda não estão bem esclarecidos. A lesão de isquemia-reperfusão (IR) é apontada como um dos fatores para o mal funcionamento do enxerto bem como de outras complicações. Nessa lesão estão envolvidos elementos da cascata inflamatória culminando em morte celular por apoptose bem como mecanismos de regeneração celular. Um fenômeno conhecido que atenua a lesão de IR é o pré-condicionamento isquêmico (PCI). Nenhum trabalho experimental foi realizado com o objetivo de avaliar a lesão hepática na situação large-for-size e o efeito do PCI nessa situação. MÉTODOS: Para a padronização do modelo foram realizados 8 transplantes, tendo sido testados os pesos dos animais, relação entre o peso do enxerto hepático e peso do receptor e técnica cirúrgica. Na fase experimental, foram realizados 21 transplantes e os animais foram divididos em 3 grupos. No primeiro grupo (controle) o transplante era realizado com doadores e receptores com pesos similares. Para caracterização da situação large-for-size, no segundo grupo os doadores tinham aproximadamente o dobro do peso dos receptores (LFS). No terceiro grupo a distribuição de peso foi semelhante a do segundo, porém era realizado o PCI no doador (LFS+PCI). Os procedimentos foram realizados sob anestesia geral e técnica asséptica e os animais foram mantidos vivos por 3 horas após a reperfusão. Foram obtidas amostras de sangue em 3 períodos (logo após abertura da cavidade abdominal, 1 e 3 horas após reperfusão) e fragmentos de fígado 1 e 3 horas após reperfusão. As amostras de sangue foram submetidas a gasometria arterial, dosagem de sódio, potássio e enzimas hepatocelulares. Os fragmentos de tecido hepático foram submetidos a análise histológica pela coloração da hematoxilina-eosina (HE) e a análise de quantificação da expressão dos genes pró-apoptótico (Bax), anti-apoptótico (Bcl- XL), da óxido nítrico-sintase endotelial (eNOS) e da interleucina-6 (IL-6). RESULTADOS: A mortalidade observada foi de 28%. A relação peso do enxerto e peso do paciente foi de 2,9% no grupo controle, 6,3% no grupo LFS e 6,4% no grupo LFS+PCI. A natremia 1 hora após a reperfusão foi mais elevada no grupo controle do que nos demais, já com relação ao potássio, a dosagem foi mais baixa nesse grupo no mesmo intervalo. A dosagem da aspartato aminotransferase (AST) foi mais elevada nos grupos LFS e LFS+PCI do que no controle. A análise histológica não Resumo demonstrou diferença entre os grupos. A expressão do gene Bax foi mais elevada no grupo LFS do que nos demais, enquanto que a do gene eNOS foi mais acentuada no grupo LFS+PCI do que nos demais nos dois intervalos estudados. Após 3 horas de reperfusão a expressão do gene IL-6 foi maior no grupo LFS+PCI. CONCLUSÕES: O modelo de transplante hepático large-for-size em suínos foi exequível e adequado para a pesquisa. A lesão IR foi mais acentuada no grupo LFS do que no grupo controle e apesar de não ter alterado a elevação de enzimas hepatocelulares, o PCI teve papel de aumentar a expressão dos genes IL-6 e eNOS e diminuir a do gene Bax / INTRODUCTION: Liver transplantation has been established as therapy for children with end-stage liver disease. The main indication is biliary atresia, cholestatic disease that leads to cirrhosis in most cases even in children undergoing portoenterostomy. These children develop other complications as severely malnutrition and need early transplantation. The ideal graft to body weight ratio (GBWR) for transplantation varies from 1 to 3%. However, when transplantation is performed in children younger than 2 years, this ratio in most cases is higher than 5%. This situation, known as large-for-size, may be related to insufficient graft perfusion and liver disfunction. The mechanisms of injury involved in this scenario are not well established. Ischemia-reperfusion injury (IRI) has been related as a factor for poor graft function and other complications. Inflammatory cascade culminating in cell death by apoptosis and cellular mechanisms of regeneration are the elements involved in IRI. Ischemic preconditioning (IPC) is a phenomenon that attenuates IR injury. There are no experimental studies conducted to evaluate the hepatic injury in large-for-size situation and the effect of IPC in this situation. METHODS: 8 procedures were required for standardize the model. Weight of the animals, GBWR and surgical technique were evaluated. In the experimental phase, 21 transplantations were performed. The animals were divided in three groups. In the first group (control), liver transplantation was performed with donors and recipients with similar weights. To characterize large-for-size situation, donors of the second group had approximately twice the weight receptor (LFS). In the third group the weight distribution was similar to the second but IPC was performed in donor (LFS+IPC). Procedures were performed under general anesthesia and aseptic technique and the animals were kept alive for 3 hours after reperfusion. Blood samples were obtained at three times (immediately after opening the abdominal cavity, 1 and 3 hours after reperfusion) and fragments of liver 1 and 3 hours after reperfusion. Blood samples were analyzed for arterial blood gases, sodium, potassium and hepatocellular enzymes. The fragments of liver tissues were subjected to histological analysis by hematoxylin-eosin staining (HE). Molecular biology involved quantification of the expression of Bax, Bcl-XL, endothelial nitric oxide synthase (eNOS) and interleukin- 6 (IL-6) genes. RESULTS: The mortality rate was 28%. The GBWR was 2.9% in the control group, 6.3% in the LFS group and 6.4% in the LFS+ICP group. The natremia 1 hour after reperfusion was higher in the control group and potassium dosage was lower in this group in the same period. The dosage of aspartate aminotransferase (AST) was higher in LFS and LFS+IPC groups than control. Histological analysis showed no difference between groups. The Bax gene expression was higher in the LFS, while the eNOS gene was more expressed in LFS + PCI group. After 3 hours of reperfusion the expression of IL-6 gene was higher in the PCI + LFS. CONCLUSIONS: The model of large-for-size liver transplantation in swine was feasible and appropriate for the research. IR injury was more pronounced in the Summary group LFS than in the control group and despite not having changed the elevation of hepatocellular enzymes, the PCI was responsible for increasing the expression of IL- 6 and eNOS and decreasing the Bax gene expression

Abstract The processes affecting myocardial survival in ischemia were studied in perfused rat hearts by using largely non-invasive methods based on optical monitoring and nuclear magnetic resonance (NMR). Ischemic preconditioning (IPC) has been shown to protect the heart considerably from ischemic damage in all species studied. F1Fo-ATPase inhibition has been suggested to involve the mechanism of IPC, but its significance has been doubted, partly because ischemic inhibition of F1Fo-ATPase has been considered insignificant in rat. An improved method of F1Fo-ATPase activity measurement was used in which the time-consuming isolation of mitochondria was omitted and the salt concentration and pH conditions were optimized. It was demonstrated that ischemic F1Fo-ATPase inhibition does occur in rat, and that the method can also be applied in human myocardium. The mitochondrial ATP-sensitive potassium (mitKATP) channel opener, diazoxide, attenuated myocardial damage and enhanced ischemic inhibition of F1Fo-ATPase similar to IPC. All of these effects were abolished with the mitKATP inhibitor 5-HD. These results suggest that mitKATP opening is connected to F1Fo-ATPase inhibition in the mechanism of IPC. Observations of the nature of F1Fo-ATPase inhibition in isolated mitochondria suggest that IF1 binding is involved in the inhibition. Calcium perturbations in ischemia-reperfusion were studied in intact heart using calcium probing with Fura-2. It was found that compensation for tissue autofluorescence and pH changes were necessary for reliable Ca2+ monitoring. IPC significantly decreased myocardial calcium accumulation in ischemia, and magnesium quenching of cytosolic Fura-2 fluorescence showed that this is mainly mitochondrial. The attenuation of mitochondrial calcium overload was connected to an enhanced decrease in mitochondrial membrane potential in IPC. The role of calcium in respiratory control and in substrate selection was studied during fatty acid oxidation. The energy state evaluated by 31P-NMR decreased slightly during hexanoate infusion upon calcium-induced inotrophy, and a tendency for NADH and flavoprotein oxidation was also monitored. These observations are in agreement with the theory that mitochondrial respiration is mainly determined by the energy expenditure. Even a 50 μM octanoate concentration completely surpassed glucose and internal substrates as a preferential myocardial energy source. The fatty acid dominance remained unaltered even upon a calcium-induced increase in energy consumption evaluated by 13C-NMR. The rate of anaplerosis was found to be considerable during octanoate oxidation, and it was emphasised during low cardiac workload.

Introdução: Acredita-se que o diabetes mellitus possa alterar mecanismos celulares do miocárdio tornando-o mais sensível a um insulto isquêmico, e que esta menor resistência do miocárdio isquêmico induzido pelo diabetes possa ser um dos motivos para o pior prognóstico observado em pacientes com doença arterial coronariana e diabetes. Um dos principais mecanismos adaptativos protetores do miocárdio é o precondicionamento isquêmico, sendo este desencadeado por curtos períodos de isquemia seguidos por reperfusão e que tornam o tecido mais resistente a um insulto isquêmico grave e prolongado. Em humanos, o precondicionamento isquêmico pode ser observado durante testes ergométricos sequenciais, nos quais a melhora em parâmetros isquêmicos no segundo teste ergométrico quando comparado ao primeiro é uma metodologia consagrada para o estudo clínico deste fenômeno. Estudos experimentais demonstram resultados controversos em relação à interferência do diabetes sobre o fenômeno do precondicionamento, e estudos com humanos são escassos e inconclusivos. Assim, ainda é incerto se o diabetes pode afetar a expressão do precondicionamento isquêmico em pacientes com doença arterial coronariana. Objetivos: Identificar se o diabetes mellitus interfere no fenômeno do precondicionamento isquêmico em pacientes com doença arterial coronariana. Métodos: Pacientes com doença arterial coronariana comprovada por cineangiocoronariografia diagnóstica, função ventricular sistólica preservada e com angina ou teste ergométrico positivo para isquemia miocárdica foram submetidos a dois testes ergométricos sequenciais com intervalo de 30 minutos. Parâmetros isquêmicos foram comparados entre pacientes com e sem diabetes mellitus. O precondicionamento isquêmico foi considerado presente quando o tempo para a depressão em 1,0 mm do segmento ST (T-1mm) foi maior no segundo teste sequencial comparado ao primeiro. Também se mensurou o duplo-produto (frequência cardíaca multiplicada pela pressão arterial sistólica) no momento do T- 1mm. Os testes foram analisados por dois cardiologistas experientes, independentes. Resultados: De 2.140 pacientes consecutivos com doença arterial coronariana, 361 apresentavam critérios para inclusão nesse estudo. Destes, 174 pacientes (64,2 ± 7,6 anos) foram submetidos aos testes ergométricos sequenciais para identificação e caracterização do precondicionamento isquêmico; 86 apresentavam diabetes mellitus (grupo 1) e 88 não apresentavam diabetes mellitus (grupo 2). Os dois grupos foram semelhantes em relação às principais características demográficas, com exceção de infarto do miocárdio prévio e perfil lipídico. No primeiro grupo, 62 pacientes (72,1%) manifestaram o precondicionamento isquêmico e no segundo, 60 (68,2%) manifestaram o precondicionamento isquêmico (P=0,62). Analisando-se os pacientes que expressaram o fenômeno, a melhora do T-1mm foi similar entre os dois grupos (média da melhora do tempo entre os testes 1 e 2: 79,4 ± 47,6 x 65,5 ± 36,4 segundos, respectivamente para os grupos 1 e 2, P=0,12). Em relação ao duploproduto no momento do T-1mm, os pacientes com diabetes apresentaram melhora expressiva em relação aos pacientes sem diabetes (média da melhora do duploproduto 3011 ± 2430 x 2081 ± 2139 bpm x mmHg, respectivamente para os grupos 1 e 2, P=0,01). A análise da melhora das arritmias e da morfologia da depressão do segmento ST nos testes ergométricos sequenciais não mostrou diferenças entre os dois grupos de pacientes. Conclusão: Neste estudo, o diabetes mellitus tipo 2 não impediu o surgimento do PI. Além disso, o diabetes esteve associado à melhora significativa do esforço cardíaco e do consumo miocárdico de oxigênio, caracterizados pelo duplo-produto . / Background: It\'s postulated that diabetes mellitus may impair myocardial cellular mechanisms turning it more sensitive to ischemic injuries, and that this lower resistance of the ischemic myocardium induced by diabetes may be one reason for the poor prognosis observed in patients with both coronary artery disease and diabetes. One major adaptive myocardial protective mechanism is ischemic preconditioning, which is triggered by brief ischemia followed by reperfusion that turns the myocardium more resistant to a prolonged ischemic insult. In humans, ischemic preconditioning can be observed during sequential exercise tests, in which the improvement in ischemic parameters in the second exercise test compared to the first is a methodology devoted to the clinical study of the phenomenon. However, experimental studies have shown conflicting results about the interference of diabetes on ischemic preconditioning, and the few human studies are scarce and inconclusive. Thus, it\'s still uncertain whether diabetes may affect ischemic preconditioning in coronary artery disease patients. Objectives: Identify whether type 2 diabetes mellitus intervenes on myocardial ischemic preconditioning in symptomatic coronary artery disease patients. Methods: Symptomatic multivessel coronary artery disease patients with preserved systolic ventricular function and a positive exercise test underwent two sequential exercise tests to demonstrate ischemic preconditioning. Tests were performed with a 30 minutes interval between them. Ischemic parameters were compared among patients with and without type 2 diabetes mellitus. Ischemic preconditioning was considered present when the time to 1.0 mm ST deviation (T-1mm) was greater in the second of 2 exercise tests. Rate pressure-product (heart rate multiplied by systolic arterial pressure) at T-1mm was also assessed. Sequential exercise tests were analyzed by 2 independent cardiologists. Results: Of the 2,140 consecutive coronary artery disease patients screened, 361 met inclusion criteria, and 174 patients (64.2 ± 7.6 years) completed the study protocol. Of these, 86 had the diagnosis of type 2 diabetes. The 2 groups were similar regarding the main demographic characteristics, except for the rate of previous myocardial infarction and lipid profile. Among diabetic patients, 62 (72.1%) manifested an improvement in ischemic parameters consistent with ischemic preconditioning, whereas among nondiabetic patients, 60 (68.2%) manifested ischemic preconditioning (P=0.62). The analysis of patients who demonstrated ischemic preconditioning showed similar improvement in the time to 1.0 mm ST deviation between diabetic and nondiabetic groups (79.4 ± 47.6 vs 65.5 ± 36.4 sec, respectively, P=0.12). Regarding rate pressure-product, the improvement was greater in diabetic compared to nondiabetic patients (3011 ± 2430 vs 2081 ± 2139 bpm x mmHg, respectively, P=0.01). The analysis of arrhythmias and ST-segment deviation morphology during sequential exercise tests did not show differences between the 2 groups of patients. Conclusion: In this study, type 2 diabetes mellitus did not prevent the occurrence of ischemic preconditioning. In addition, diabetes was associated with significant improvement in cardiac stress and myocardial oxygen consumption, characterized by rate pressure-product

The aim of this thesis is to describe the variability of cardiac rhythm and familiarity with the methods of the analysis, ie by monitoring changes in heart rhythm electrogram signal recording and using the methods in the time domain using recurrent diagram. The work describes the quantification of the methods and possibilities of quantifiers in the evaluation of heart rate variability analysis. It also describes the clinical significance of heart rate variability and diagnostic capabilities changes of heart rate variability caused by ischemic heart disease. The practical part describes how to create applications in Matlab to calculate the quantifiers analysis of heart rate variability in the time domain using recurrent diagram. The calculation was made of the positions R wave elektrogram signal isolated rabbit hearts. The calculated values of quantifiers both methods were statistically evaluated and discussed.