Orientador: Orlando Petrucci Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-20T04:53:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vilarinho_KarlosAlexandredeSousa_D.pdf: 8722911 bytes, checksum: 025ab56f3339aaf3caf0958e795ae882 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: As lesões de isquemia e reperfusão miocárdica continuam sendo um desafio ao cirurgião cardíaco. A eritropoietina tem demonstrado efeito protetor contra lesões por isquemia e/ou reperfusão em corações adultos. Seu papel em corações neonatais ainda não foi esclarecido. Objetivo: avaliar o uso da eritropoietina em corações neonatais submetidos a isquemia e reperfusão. Material e métodos: suínos neonatos foram divididos em grupos de acordo com o momento da administração da eritropoietina (EPO- administrada três minutos antes da isquemia; EPO24- administrada 24 horas antes da isquemia; Controlenão recebeu eritropoietina) e submetidos a 45 minutos de isquemia miocárdica por oclusão da art. interventricular anterior e 90 minutos de reperfusão e avaliados índices de contratilidade derivados de curvas de volume vs. pressão obtidas por meio de cristais sonomicrométricos e pressão intraventricular. As vias da Akt e ERK ½ foram avaliados por western blot. Resultados: os grupos foram semelhantes na avaliação antes da isquemia. Não observamos diferenças entre os grupos em relação a frequência cardíaca, débito cardíaco e volume sistólico do ventrículo esquerdo. Observamos melhora da elastância máxima no grupo EPO aos 60 e 90 minutos de reperfusão, e melhora do trabalho sistólico prérecrutável e da dP/dt máxima nos dois grupos que receberam eritropoietina ao final da isquemia e durante toda a reperfusão. Não houve diferença entre os grupos nos índices de função diastólica. A eritropoietina promoveu fosforilação da Akt, mas não da ERK, e menor expressão de proteínas pró-apoptóticas. Conclusão: A eritropoietina protegeu a função sistólica do ventrículo esquerdo de corações neonatais submetidos a isquemia e reperfusão. Este resultado foi provavelmente mediado por ativação da via Akt / Abstract: Background: The effect of erythropoietin (EPOT) on neonatal hearts is not well understood. The current hypothesis is that erythropoietin has protective effects against ischemia-reperfusion when administered prior to ischemia induction. Methods: Systolic and diastolic indices, as well as the Akt and extracellular regulated kinase (ERK) signaling pathways, were studied in vivo using a neonatal pig heart model. Regional ischemia was induced for 45 min by ligation of the left anterior descending artery, followed by 90 min of reperfusion. The treatment groups consisted of: 1) untreated controls, 2) treatment with erythropoietin 3 min prior to ischemia, and 3) treatment with erythropoietin 24 h before ischemia. Sophisticated myocardial contractility indices were assessed by pressure/volume loops of the left ventricle. The Akt and ERK pathways were evaluated via western blot. Results: Elastance was found to be higher in the group receiving erythropoietin 3 min prior to ischemia. In addition, preload recruitable stroke work was higher for both groups receiving erythropoietin prior to ischemia when compared to controls. The time constant of the isovolumic relaxation and end diastolic pressure volume relationship did not differ between the three groups after 90 min of reperfusion. Furthermore, erythropoietin treatment enhanced phosphorylation of Akt, but not ERK, and erythropoietin treated animals showed lower levels of apoptosis-related proteins. Conclusions: Erythropoietin had a protective effect on neonatal systolic function after ischemia/reperfusion injury, but no effect on diastolic function. This cardioprotective effect might be mediated by activation of the Akt pathway / Doutorado / Fisiopatologia Cirúrgica / Doutor em Ciências

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

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

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

[ES] En esta tesis, se ha desarrollado un método para la producción microfluídica de microesferas de poli(fluoruro de vinilo) y poli(fluoruro de vinilo)/ferrita de cobalto. Este produce microesferas piezoeléctricas y magnetoeléctricas con alto porcentaje de estructuras electroactivas, sin pos-procesamiento y un mayor control dimensional y eficiencia temporal y material. El método es muy simple y no requiere equipos específicos, haciéndolo viable para la mayoría de laboratorios. Las microesferas se utilizaron para producir un sistema de precondicionamiento osteogénico de células madre mesenquimales humanas. Su aplicación directa ha demostrado éxito terapeutico en la regeneración ósea, pero puede mejorarse mediante el precondicionamiento por cultivo en condiciones biomiméticas osteoinductoras. El sistema consiste en microesferas de poli(fluoruro de vinilo)/ferrita de cobalto empaquetadas formando un soporte 3D ensamblable. Las microesferas se funcionalizaron con proteínas de la matriz extracelular ósea y se utilizó medio de cultivo osteogénico, replicando señales biofísicas, bioquímicas y geométricas. Las microesferas empaquetadas pueden adaptarse al crecimiento celular y desmontarse fácilmente para el aislamiento y recuperación celular. Las células precondicionadas revelaron un ligero aumento en CD105 y CD90 después de 5 días de cultivo y expresión de RUNX2 aumentada. Se produjo una plataforma 2D similar basada en membranas de separación de fases inducida por no disolventes de poli(fluoruro de vinilo) y compuestos con ferritas de hierro o cobalto. A pesar de la menor constante magnetoestrictiva, las ferritas de hierro tienen menor citotoxicidad. Estas produjeron esferulitas más pequeñas, mayor cristalinidad y porcentajes de estructuras electroactivas relativamente a las ferritas de cobalto. Los cambios fueron mucho menores entre nanopartículas que entre su presencia/ausencia. Las células madre mesenquimales humanas mostraron una pobre adhesión y la estimulación no ha afectado la actividad de la fosfatasa alcalina. Las nanopartículas no influyeron en la adhesión, proliferación o diferenciación celular. Para mejorar las propiedades electroactivas del poli(fluoruro de vinilo), se sometieron membranas de separación de fases no inducidas por disolventes a compresión mecánica a diferentes condiciones. Se observó un aumento en el porcentaje de estructuras electroactivas en todas las condiciones. La morfología de la membrana pasó de muy porosa a completamente sólida sin esferulitas discernibles. También han mejoraron las propiedades mecánicas y la respuesta piezoeléctrica. El tratamiento también se realizó con rodillos para evidenciar el potencial industrial del procedimiento. Las diferencias se observaron principalmente entre muestras tratadas/no tratadas y no entre condiciones. También se realizó en membranas con ferritas de hierro o cobalto, habiendo un mayor efecto en muestras puras que en estas. Los líquidos iónicos magnéticos pueden producir polarización en respuesta a campos magnéticos como los compuestos magnetoeléctricos. Un compuesto de poli(fluoruro de vinilo)/[Bmim][FeCl4] se procesó en microesferas por microfluidica, aumentando las estructuras electroactivas y reduciendo la cristalinidad. El procesamiento se realizó como anteriormente. Opcionalmente, las microesferas se pueden limpiar con disolventes polares o apolares para mantener o eliminar el líquido iónico. Se proceso poli(fluoruro de vinilo) y el líquido iónico magnético [Emim]2[Co(SCN)4] en films con contenidos de 0, 10, 20 y 40% y se cristalizo a distintas temperaturas. El líquido iónico se segregó parcialmente durante la cristalización. El aumento del contenido aumentó la temperatura de cristalización y mostró un efecto dosis dependiente en la inducción de fases electroactivas. Las temperaturas de cristalización más altas aumentaron las temperaturas de fusión. La naturaleza líquida del [Emim]2[Co(SCN)4] permite una eliminación sencilla se necesario. / [CA] En esta tesis, se ha desarrollado un método para la producción microfluídica de microesferas de poli(fluoruro de vinilo) y poli(fluoruro de vinilo)/ferrita de cobalto. Este produce microesferas piezoeléctricas y magnetoeléctricas con alto porcentaje de estructuras electroactivas, sin pos-procesamiento y un mayor control dimensional y eficiencia temporal y material. El método es muy simple y no requiere equipos específicos, haciéndolo viable para la mayoría de laboratorios. Las microesferas se utilizaron para producir un sistema de precondicionamiento osteogénico de células madre mesenquimales humanas. Su aplicación directa ha demostrado éxito terapeutico en la regeneración ósea, pero puede mejorarse mediante el precondicionamiento por cultivo en condiciones biomiméticas osteoinductoras. El sistema consiste en microesferas de poli(fluoruro de vinilo)/ferrita de cobalto empaquetadas formando un soporte 3D ensamblable. Las microesferas se funcionalizaron con proteínas de la matriz extracelular ósea y se utilizó medio de cultivo osteogénico, replicando señales biofísicas, bioquímicas y geométricas. Las microesferas empaquetadas pueden adaptarse al crecimiento celular y desmontarse fácilmente para el aislamiento y recuperación celular. Las células precondicionadas revelaron un ligero aumento en CD105 y CD90 después de 5 días de cultivo y expresión de RUNX2 aumentada. Se produjo una plataforma 2D similar basada en membranas de separación de fases inducida por no disolventes de poli(fluoruro de vinilo) y compuestos con ferritas de hierro o cobalto. A pesar de la menor constante magnetoestrictiva, las ferritas de hierro tienen menor citotoxicidad. Estas produjeron esferulitas más pequeñas, mayor cristalinidad y porcentajes de estructuras electroactivas relativamente a las ferritas de cobalto. Los cambios fueron mucho menores entre nanopartículas que entre su presencia/ausencia. Las células madre mesenquimales humanas mostraron una pobre adhesión y la estimulación no ha afectado la actividad de la fosfatasa alcalina. Las nanopartículas no influyeron en la adhesión, proliferación o diferenciación celular. Para mejorar las propiedades electroactivas del poli(fluoruro de vinilo), se sometieron membranas de separación de fases no inducidas por disolventes a compresión mecánica a diferentes condiciones. Se observó un aumento en el porcentaje de estructuras electroactivas en todas las condiciones. La morfología de la membrana pasó de muy porosa a completamente sólida sin esferulitas discernibles. También han mejoraron las propiedades mecánicas y la respuesta piezoeléctrica. El tratamiento también se realizó con rodillos para evidenciar el potencial industrial del procedimiento. Las diferencias se observaron principalmente entre muestras tratadas/no tratadas y no entre condiciones. También se realizó en membranas con ferritas de hierro o cobalto, habiendo un mayor efecto en muestras puras que en estas. Los líquidos iónicos magnéticos pueden producir polarización en respuesta a campos magnéticos como los compuestos magnetoeléctricos. Un compuesto de poli(fluoruro de vinilo)/[Bmim][FeCl4] se procesó en microesferas por microfluidica, aumentando las estructuras electroactivas y reduciendo la cristalinidad. El procesamiento se realizó como anteriormente. Opcionalmente, las microesferas se pueden limpiar con disolventes polares o apolares para mantener o eliminar el líquido iónico. Se proceso poli(fluoruro de vinilo) y el líquido iónico magnético [Emim]2[Co(SCN)4] en films con contenidos de 0, 10, 20 y 40% y se cristalizo a distintas temperaturas. El líquido iónico se segregó parcialmente durante la cristalización. El aumento del contenido aumentó la temperatura de cristalización y mostró un efecto dosis dependiente en la inducción de fases electroactivas. Las temperaturas de cristalización más altas aumentaron las temperaturas de fusión. La naturaleza líquida del [Emim]2[Co(SCN)4] permite una eliminación sencilla se necesario. / [EN] In this thesis, a method for the microfluidic production of poly(vinyl fluoride) and poly(vinyl fluoride)/cobalt ferrite microspheres was developed. It produced piezoelectric and magnetoelectric microspheres with a high percentage of electroactive structures without further processing, and unparallel dimensional control and improved material, and time efficiency. The method is very simple and does not require specific equipment making it viable for most laboratories. The microspheres were used to produce an osteogenic preconditioning system for human mesenchymal stem cells, whose direct application has proven medical success in bone regeneration. Though, it can be improved by preconditioning by culturing in biomimetic osteogenic inducing conditions. The system consists of packed poly(vinyl fluoride)/cobalt ferrite microspheres packed to form an assemblable 3D scaffold. The microspheres were functionalized with bone extracellular matrix proteins, and osteogenic culture medium was used, replicating biophysical, biochemical, and geometrical cues. Packed microspheres can adapt to cell growth and be easily disassembled for cell isolation and recovery. Preconditioned cells revealed a slight increase in CD105 and CD90 after 5 days of culturing and increased RUNX2 expression. A similar 2D platform was produced based on non-solvent induced phase separation membranes of poly(vinyl fluoride), and compounds with iron or cobalt ferrites. Besides the lower magnetostrictive constant, iron ferrites have lower cytotoxicity. Iron ferrites produced smaller spherulites, increased crystallinity and electroactive structure percentages relative to cobalt ferrites. These changes were much smaller between nanoparticles nature than presence. Human mesenchymal stem cells showed poor adhesion and alkaline phosphatase activity was unaffected by stimulation. The nanoparticles did not influence cell adhesion, proliferation, or differentiation. To improve the electroactive properties of poly(vinyl fluoride), non-solvent induced phase separation membranes were subjected to mechanical at different conditions. An increase in the percentage of electroactive structures was observed for all conditions. Membrane morphology went from highly porous to completely solid without discernible spherulites. Consequently, mechanical properties and piezoelectric response were also improved. The treatment was also performed on rollers to evidence the industrial potential of the procedure. Differences were mainly observed between non-treated and treated samples rather than among conditions It was also performed on membranes with iron or cobalt ferrites, where it had a greater effect on pure than on these. Magnetic ionic liquids can produce polarization in response to magnetic fields, like magnetoelectric compounds. A poly(vinyl fluoride)/[Bmim][FeCl4] compound was effectively processed into microspheres through microfluidics, leading to increased electroactive structures and reduced crystallinity. Processing was performed as previously. Microspheres can be optionally cleaned with polar or apolar solvents to maintain or remove the ionic liquid. Poly(vinyl fluoride) and the magnetic ionic liquid [Emim]2[Co(SCN)4] were processed into films with 0, 10, 20 and 40% contents, and crystallized at distinct temperatures. Ionic liquid was partially segregated during crystallization. Increasing filler content increased crystallization temperature and showed a dose-dependent effect on the induction of electroactive phases. Higher crystallization temperatures increased melting temperatures. [Emim]2[Co(SCN)4] inclusion proved suitable for the enhancement of poly(vinyl fluoride)'s electroactive properties, and its liquid nature enables simple removal when required. / Quero agradecer à Fundação Vasca para a Ciência, ao Ministério para a Ciência e o Desenvolvimento, ao Centro Biomédico de Investigação em Rede e à Fundação para a Ciência e a Tecnologia pelo seu contributo para a conclusão desta tese. Especificamente pelo financiamento dos projetos PID2019-106099RB-C41 e C43 / Ribeiro Martins, LA. (2024). Microfluidic processing of Smart polymers for Tissue Engineering [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/213710