Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2574.pdf: 775295 bytes, checksum: 1b8cbdb3ffc1d3b7a98f611144c80eed (MD5) Previous issue date: 2009-08-28 / Financiadora de Estudos e Projetos / In the majority of the fish species already studied, cardiac force contraction is sensitive to small changes in the extracellular pH. During intense swimming, the increased lactic acid (LA) levels significantly reduce the Fc, impairing the myocardial contractile performance. The freshwater teleost matrinxã, Brycon cephalus, is a reofilic species presenting a high capacity for swimming against rapids during migration and feeding, constituting an interesting model for studies of exercise and growth. Additionally, a considerable amount of contractile Ca2+ in cardiac myocytes of this species derives from intracellular stores (sarcoplasmic reticulum - SR). The goal of this study was to evaluate the effects of the extracellular lactic acidosis on Fc and mechanisms of excitation-contraction coupling. Ventricle strips were mounted for isometric force recordings during 40 minutes to evaluate: (a) the effects of 22 mM of lactic acid; (b) the combined effects of 22 mM of lactic acid and 10 μM of ryanodine (a specific SR calcium channels blocker); (b) the combined effects of 22 mM of lactic acid and 1mM of amiloride (a Na+/H+ exchanger - NHE blocker); (c) the effects of the replacement of NaCl by LiCl in the physiological solution (to test the role of the Na+/Ca2+ exchanger - NCX). Acidosis produced a biphasic inotropic curve: a significant Fc reduction (~80%) after 5 min of exposure and a complete Fc recovery after 20 min. b. This initial Fc reduction seems to be caused by a decreased myofibrilar Ca2+ sensitivity since the NCX blockade by lithium did not alter this response. Ryanodine blocked the Fc recovery during lactic acidosis (58.3%), evidencing the role of SR in increasing intracellular Ca2+ and, therefore, in the Fc recovery during acidosis. Additionally, the NHE is also crucial for Fc recovery during acidosis since it was abolished by amiloride. Taken together, the results indicate that matrinxã is an acidosis-tolerant species, presenting efficient mechanisms to counteract the negative inotropic effects of lactic acidosis. / Na maioria das espécies de peixes já estudadas, a força de contração cardíaca é sensível a pequenas mudanças no pH extracelular. Durante natação intensa, o aumento dos níveis de ácido lático (LA) reduzem significativamente a força de contração (Fc), prejudicando a performance contrátil miocárdica. O teleósteo de água doce matrinxã, Brycon cephalus, é uma espécie reofílica que apresenta uma alta capacidade natatória durante migração e alimentação, constituindo um modelo interessante para o estudo de exercício e crescimento. Adicionalmente, uma quantidade considerável do Ca2+ envolvido na contratilidade nos miócitos cardíacos desta espécie deriva dos estoques intracelulares (retículo sarcoplasmático- RS). O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos da acidez láctica extracellular na Fc e no mecanismo do acoplamento excitação-contração. As tiras ventriculares foram montadas para registros de força isométricas durante 40 minutos para avaliar: (a) os efeitos de 22 mM de ácido láctico; (b) os efeitos combinados de 22 mM de ácido láctico e 10μM de rianodina (um bloqueador específico dos canais de cálcio do RS); (b) os efeitos combinados de 22 mM de ácido láctico e 1mM de amiloride (bloqueador do trocador Na+/H+ - NHE); (c) os efeitos da substituição do NaCl por LiCl na solução fisiológica (para testar o papel do trocador Na+/Ca2+ - NCX). A acidose produziu uma curva inotrópica bifásica: uma redução significativa de Fc (~80%) após 5 minutos de exposição e uma recuperação completa da Fc após 20 min. b. Esta redução inicial da Fc parece ser causada por uma redução da sensibilidade miofibrilar ao Ca2+, pois o bloqueio do NCX pelo lítio não alterou esta resposta. A rianodina bloqueou a recuperação de Fc durante a acidose láctica (58.3%), evidenciando o papel do RS no aumento do Ca2+ intracelular e, conseqüentemente, na recuperação de Fc durante a acidez. Adicionalmente, o NHE é igualmente crucial para a recuperação de Fc durante a acidose, pois foi abolida pela amiloride. Tomados conjuntamente, os resultados indicam que o matrinxã é uma espécie ácido-tolerante, apresentando mecanismos eficientes para neutralizar os efeitos inotrópicos negativos da acidose láctica.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissMLR.pdf: 1002473 bytes, checksum: c330be61ec2cd9249c4558e2530910e9 (MD5) Previous issue date: 2004-07-08 / Financiadora de Estudos e Projetos / The present study anlyzed the in vivo and in vitro responses of the myocardium obtained from Synbranchus marmoratus acclimated at 25 ºC and tested at 15, 25 and 35 ºC. The in vivo heart rate (fH bpm) was measured during acute transitions in temperature and subsequent return to 25 ºC. ECG recordings (lead DI of the electrocardiography) were obtained of electrodes at cardiac region. Recordings of the isometric contraction force (Fc mN.mm-2) and time-dependent parameters (TPT time to peak tension; THR time to half relaxation) were obtainded in vitro from ventricle strips electrically paced in response to stimulation frequency, temperature, extracelular Ca2+, adrenaline and ryanodine (blocker of the sarcoplasmic reticulum SR). The species showed a significant increase in the fH during the transition from 25 to 35 ºC, and a significant decrease from 25 to 15 ºC, showing the importance of the chronotropic adjustments in response to thermal alterations and a great tolerance and adaptation to different thermal conditions. The species did show significant changes in the twitch force (Fc) development by the ventricular strips during the increases and decreases of temperature. The addition of crescent Ca2+ concentrations to the medium evidenced the importance of the extracellular Ca2+ for the heart contraction mainly at 35 ºC. Significant changes in the time-dependent parameters after increments in the Ca2+ extracellular concentration were not recorded. The post rest tension was conducted with and without 10 µM ryanodine in the medium. A significant post rest potentiation was recorded for the control preparations at 25 oC (100 to 119.8 ± 4.1 %) and 15 ºC (100 to 118.4 ± 2,8 %). However, this post rest potentiation was inhibited by ryanodine only at 25 oC (100 to 97.6 ± 1.5%), and, at 35 oC, force remained unchanged in the control preparations, but a significant post rest decay was recorded in the presence of ryanodine (100 to 76.6 ± 4.6%). The impact of increases in the imposed contraction frequency caused a decline of the force only at high frequencies in all the experimental temperatures. The maximal stimulation frequency sustained by the species is superior at high temperatures. The addition of a tonic level of adrenaline (10-8 M) did not cause any significant alteration in force or time-dependent parameters, when compared to control values. However, in presence of the 10 µM ryanodine, the Fc decreased significantly, without alteration in the TPT and THR. Additionally, the adrenaline concentration was incresed to 10-5 M. The adrenergic stimulation with high level of adrenaline caused positive inotropy with a magnitude that ameliorated the negative inotropic effect of ryanodine, with the exception of high pacing frequencies. In conclusion, S. marmoratus seems to possess large stores of intracellular activator Ca2+, resembling mammals rather than terrestrial ectothermic vertebrates. As a difference, this species also depends on extracellular sources of Ca2+ at high temperatures which provide more flexibility to modulate the contraction force. / O presente estudo teve por objetivo analisar as respostas in vivo e in vitro do miocárdio de muçum, Synbranchus marmoratus, aclimatados a 25 ºC e testados a 15, 25 e 35 ºC. Os registros de freqüência cardíaca in vivo (fH bpm) após elevação e redução gradual da temperatura, e seu retorno subseqüente a 25 ºC, foram feitos através de implantes de eletrodos na região cardíaca do animal e registros eletrocardiográficos. Adicionalmente foram feitos registros in vitro das respostas inotrópicas (Fc mN.mm-2) e dos parâmetros tempo-dependentes (TPT tempo para o pico de força e THR tempo para 50% do relaxamento) das tiras ventriculares estimuladas eletricamente a diferentes freqüências em função da temperatura, concentração extracelular de Ca2+, adrenalina e rianodina (bloqueadora da função do reticulo sacoplasmático RS). In vivo, a redução da temperatura diminuiu gradualmente a fH, atingindo valores mínimos de 12 ± 0,6 bpm a 15 ºC, enquanto o aumento da temperatura elevou a fH até 51 ± 2 bpm a 35 ºC. Em ambos os casos, a fH inicialmente observada (~31 bpm) foi recuperada com o retorno à temperatura inicial (25 ºC). Um inotropismo negativo foi observado tanto durante aumentos quanto durante reduções da temperatura do banho, sendo que o TPT e o THR variaram de maneira inversa a temperatura, aumentando quando a temperatura era reduzida e vice-versa. A adição de concentrações crescentes Ca2+ (de 1,25 até 11,25 mM) ao banho causou aumento da Fc somente a 35 ºC, a partir de 3,25 mM, mostrando que a tomada de Ca2+ extracelular parece ter maior importância em temperaturas elevadas. O TPT diminuiu somente em 25ºC, em concentrações de Ca2+ acima de 7,25 mM. Porém o THR não se alterou a 15 e 25ºC, enquanto que a 35ºC ocorreu um aumento a partir de 7,25 mM. A analise da tensão póspausa, com e sem 10 µM de rianodina, revelou uma significante potenciação da força nas preparações controle a 25 ºC (100 para 119,8 ± 4.1 % ) e 15 ºC (100 para 118,4 ± 2,8 %), sendo inibida pela rianodina somente em 25 ºC (100 para 97,6 ± 1,5%). Em 35ºC, a força permaneceu inalterada em preparações controle, e houve uma significante queda no desenvolvimento de força após a pausa na presença rianodina (100 para 76,6 ± 4,6%). Com o aumento da freqüência de estimulação, observou-se que as tiras ventriculares alcançam freqüências elevadas quanto maior for a temperatura experimental. Quedas na Fc em preparações controle foram observadas somente em altas freqüências (a partir de 1,2 Hz). O TPT e o THR sofreram reduções significativas quando comparados aos valores obtidos inicialmente. A adição de concentração tônica de adrenalina (10-8 M) não alterou significativamente a Fc, o TPT e o THR, quando comparados com preparações controle. A 25ºC, o tratamento com rianodina provocou uma diminuição na Fc nas freqüências entre 0,2 até 0,8 Hz (42,5 e 32 %, respectivamente). Já à 35ºC, a adição de rianodina causou diminuição da Fc nas freqüências de 0,2 Hz até 1,2 Hz (44 e 25 %, respectivamente). O TPT e THR não sofreram alterações significantes após adição de rianodina. A combinação entre rianodina e elevada concentração de adrenalina (10-5 M) mostrou que nesta situação, os cardiomiócitos são capazes de recuperarem o inotropismo negativo causado pela rianodina, indicando uma potencial participação do influxo de Ca2+ através da sarcolema. Neste caso, o aumento da Fc foi acompanhado por aumentos no TPT e no THR. Os dados revelaram que o Ca2+ responsável pela ativação dos miofilamentos deve derivar de pelo menos duas fontes: os espaços extracelulares (evidenciado pelo aumento de Fc durante incrementos na concentração de Ca2+ extracelular) e uma fração significativa fornecida por fontes internas, ou seja, o RS.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:23:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissJARZ.pdf: 632379 bytes, checksum: 41404c3c240711f503fbfe07e80aa4c0 (MD5) Previous issue date: 2005-12-19 / Universidade Federal de Sao Carlos / The present study anlyzed the in vivo and in vitro responses of the ventricular myocardium obtained from Hoplerythrinus unitaeniatus acclimated and tested at 25 ºC. The in vivo heart rate (fH bpm) was obtained (ECG recordings at lead DI of the electrocardiography) from electrodes inserted at cardiac region. Recordings of the isometric contraction force (Fc %) and time-dependent parameters (TPT time to peak tension; THR time to half relaxation) were obtainded in vitro from ventricle strips electrically paced in response to changes in stimulation frequency, extracelular Ca2+ and adrenaline concentrations, and ryanodine (blocker of the sarcoplasmic reticulum SR). The species presented resting fH values of 29.3 ± 0.31 bpm. The increase in twitch force following addition of crescent Ca2+ concentrations to the medium evidenced the importance of the extracellular Ca2+ for the heart contraction. Significant changes in the time-dependent parameters after increments in the Ca2+ extracellular concentration were not recorded. The post rest tension was analyzed with and without addition of 10 µM ryanodine to the medium. A significant post rest potentiation was recorded for the control preparations (100 to 168.3 ± 11.44 %). However, this post rest potentiation was inhibited by ryanodine (100 to 108.6 ± 4.7 %). The impact of increases in the imposed contraction frequency caused a decline of Fc, TPT and THR in frequencies ≥ 0.4 Hz. During increases in frequency, the pre-treatment with ryanodine decreased force only at the highest frequency (38 % at 1.2 Hz), while TPT decreased at 0.6 Hz and THR remained constant. The combination of ryanodine and a tonic level of adrenaline (10-9 M) did not prevent the force decline as frequency was increased. Adrenergic stimulation with a high level of adrenaline (10-6 M) after pretreatment with ryanodine caused positive inotropy in a magnitude that ameliorated the negative inotropic effect of ryanodine. In conclusion, H. unitaeniatus seems to present well-developed intracellular stores of activator Ca2+, resembling those of mammals rather than of terrestrial ectothermic vertebrates. As a difference, this species also depends on extracellular sources of Ca2+ which provide more flexibility to modulate the contraction force. / O presente estudo teve por objetivo analisar as respostas in vivo e in vitro do miocárdio de jeju, Hoplerythrinus unitaeniatus, na temperatura de aclimatação (25 oC) em relação a diferentes concentrações de cálcio extracelular e adrenalina, e na presença e ausência de rianodina. Os registros de freqüência cardíaca in vivo (fH bpm) foram realizados através da implantação de eletrodos na região cardíaca do animal para registros eletrocardiográficos. Adicionalmente foram realizados registros in vitro das respostas inotrópicas (Fc) e dos parâmetros tempo-dependentes (TPT tempo para o pico de força e THR tempo para 50% do relaxamento) das tiras ventriculares estimuladas eletricamente a diferentes freqüências, concentrações extracelulares de cálcio, adrenalina e rianodina (bloqueadora da função do retículo sarcoplasmático). In vivo, a fH obtida foi 29,3 ± 0,31 bpm. A adição de concentrações crescentes de cálcio (1,25 até 9,25 mM) ao banho causou aumento da Fc a partir de 5,25 mM. Tanto o TPT quanto o THR se mantiveram inalterados durante o experimento. A análise da tensão pós-pausa, com e sem 10 µM de rianodina, revelou uma significante potenciação da força nas preparações controle (de 100,0 para 168,3 ± 11,4 %), a qual foi inibida pela rianodina (108,6 ± 4,7 %). Quedas na Fc em preparações controle foram observadas a partir da freqüência de 0,4 Hz. O TPT e o THR sofreram reduções significativas quando comparados aos valores obtidos inicialmente. O tratamento com rianodina provocou uma diminuição na Fc somente na última freqüência atingida (1,2 Hz - 38%), enquanto o TPT sofreu redução significativa a partir da freqüência de 0,6 Hz (28%) e o THR não foi alterado. A combinação entre rianodina e baixa concentração de adrenalina (10-9 M), causou uma diminuição da Fc a partir da freqüência de 0,6 Hz (20%), além de redução significativa do TPT a partir da freqüência de 0,6 Hz (15%), enquanto o THR não se alterou. A combinação entre rianodina e elevada concentração de adrenalina (10-6 M) mostrou que nesta situação, os cardiomiócitos são capazes não apenas de recuperar o inotropismo negativo causado pela rianodina, mas de superar a Fc observada no controle (aumento de ≅ 75%) enfatizando a importância do influxo de cálcio através da sarcolema. Neste caso, o aumento da Fc foi acompanhado por valores inalterados de TPT e THR. Os dados revelaram que o cálcio responsável pela ativação dos miofilamentos deve derivar de pelo menos duas fontes: os espaços extracelulares (evidenciado pelo aumento de Fc durante incrementos na concentração de cálcio extracelular) e uma fração significativa fornecida por fontes internas, ou seja, o RS.

Feeding high levels of distillers grains increases polyunsaturated fatty acid (PUFA) levels in beef. It is well stablished that beef with higher concentrations of PUFA is more likely to have increased lipid and myoglobin oxidation. This is important because lipid and myoglobin oxidation lead to off-flavor development and discoloration of retail-displayed beef, reducing display life. In the first study, the effects of feeding different dietary fat sources with modified distillers grains plus solubles (MDGS) on beef display life were evaluated. Results suggest that feeding MDGS to cattle reduces color and lipid stability in addition to increasing C18:2 and PUFA content of beef in comparison to the corn diet. Thus, feeding MDGS to cattle has the potential to reduce beef display life. Perhaps, MDGS in feedlot diets increases PUFA concentration in the sarcoplasmic reticulum (SR) membrane, thereby altering membrane integrity, resulting in more rapid calcium leakage and improved tenderness. Therefore, the second study was dedicated to evaluate the effects of dietary fat source on the basic mechanism of beef tenderization. Feeding MDGS to cattle increased 18:2 and tended to increase PUFA concentration in the SR membrane, in addition to increase free calcium at d 2 postmortem in comparison to the corn diet. Beef from cattle finished on de-oiled MDGS and de-oiled MDGS plus oil had lower Warner-Bratzler shear force values than beef from cattle finished on corn at 2 d postmortem. No differences among dietary treatments were found for sarcomere length and troponin T degradation at 2 d postmortem. The results from this study suggest that feeding MDGS may increase tenderness, possibly by increasing free calcium in muscle early post-mortem. However, the true mechanism by which dietary fat source may accelerate the beef tenderization process is still unclear and should be further explored. / De acordo com a literatura, a adição de resíduo de destilaria com solúveis em dietas de terminação de bovinos de corte aumenta a quantidade de ácidos graxos poliinsaturados (PUFA) na carne bovina. É sabido que quanto maior a concentração de PUFA na carne, maior será a probabilidade de ocorrência da oxidação lipídica e da mioglobina. Isso é importante porque o aumento da oxidação lipídica e da mioglobina acelera o desenvolvimento de odores indesejáveis e da descoloração da carne, reduzindo assim sua vida útil. O objetivo do primeiro estudo foi avaliar os efeitos do uso de diferentes resíduos de destilaria parcialmente desidratados com solúveis (MDGS) na vida útil da carne. Os resultados deste estudo sugerem que a inclusão de 40% de MDGS na dieta de terminação de bovinos pode reduzir a estabilidade lipídica e da cor, além de aumentar a quantidade de ácido linoléico (18:2) e PUFA da carne em comparação à carne de animais terminados com milho, reduzindo a vida útil da carne. No segundo estudo, nós trabalhamos com a hipótese de que a adição de elevadas quantidades de MDGS em dietas de terminação poderia aumentar a concentração de PUFA na membrana do retículo sarcoplasmático, e assim, alterar a integridade e permeabilidade dessa membrana, antecipando a liberação de cálcio postmortem. Com mais cálcio disponível, a proteólise muscular seria favorecida, aumentando a maciez da carne nos primeiros dias após o abate. Portanto, o objetivo do segundo estudo foi avaliar os efeitos da fonte de gordura dietética contida em diferentes tipos de MDGS na maciez da carne bovina. A inclusão de 40% de MDGS na dieta de terminação de novilhos aumentou a concentração de 18:2 e tendeu a aumentar a concentração de PUFA na membrana do retículo sarcoplasmático em comparação ao gado terminado com milho (sem inclusão de MDGS). Carne de animais terminados com MDGS apresentou maior quantidade de cálcio livre no sarcoplasma 48 horas após o abate. Carne de novilhos alimentados com MDGS desengordurado apresentou menor força de cisalhamento 48 horas após o abate quando comparada à carne de animais terminados com milho. Não houve diferença significativa entre nenhum dos tratamentos dietéticos 48 horas após o abate para comprimento de sarcômero e degradação de troponina T. Os resultados deste estudo sugerem que a inclusão de 40% de MDGS desengordurado na dieta de terminação de novilhos aumenta a maciez da carne 48 horas após o abate, possivelmente por aumentar a quantidade de cálcio livre no sarcoplasma. No entanto, o mecanismo pelo qual a fonte de gordura dietética acelerou a proteólise muscular ainda não está completamente elucidado.

Feeding high levels of distillers grains increases polyunsaturated fatty acid (PUFA) levels in beef. It is well stablished that beef with higher concentrations of PUFA is more likely to have increased lipid and myoglobin oxidation. This is important because lipid and myoglobin oxidation lead to off-flavor development and discoloration of retail-displayed beef, reducing display life. In the first study, the effects of feeding different dietary fat sources with modified distillers grains plus solubles (MDGS) on beef display life were evaluated. Results suggest that feeding MDGS to cattle reduces color and lipid stability in addition to increasing C18:2 and PUFA content of beef in comparison to the corn diet. Thus, feeding MDGS to cattle has the potential to reduce beef display life. Perhaps, MDGS in feedlot diets increases PUFA concentration in the sarcoplasmic reticulum (SR) membrane, thereby altering membrane integrity, resulting in more rapid calcium leakage and improved tenderness. Therefore, the second study was dedicated to evaluate the effects of dietary fat source on the basic mechanism of beef tenderization. Feeding MDGS to cattle increased 18:2 and tended to increase PUFA concentration in the SR membrane, in addition to increase free calcium at d 2 postmortem in comparison to the corn diet. Beef from cattle finished on de-oiled MDGS and de-oiled MDGS plus oil had lower Warner-Bratzler shear force values than beef from cattle finished on corn at 2 d postmortem. No differences among dietary treatments were found for sarcomere length and troponin T degradation at 2 d postmortem. The results from this study suggest that feeding MDGS may increase tenderness, possibly by increasing free calcium in muscle early post-mortem. However, the true mechanism by which dietary fat source may accelerate the beef tenderization process is still unclear and should be further explored. / De acordo com a literatura, a adição de resíduo de destilaria com solúveis em dietas de terminação de bovinos de corte aumenta a quantidade de ácidos graxos poliinsaturados (PUFA) na carne bovina. É sabido que quanto maior a concentração de PUFA na carne, maior será a probabilidade de ocorrência da oxidação lipídica e da mioglobina. Isso é importante porque o aumento da oxidação lipídica e da mioglobina acelera o desenvolvimento de odores indesejáveis e da descoloração da carne, reduzindo assim sua vida útil. O objetivo do primeiro estudo foi avaliar os efeitos do uso de diferentes resíduos de destilaria parcialmente desidratados com solúveis (MDGS) na vida útil da carne. Os resultados deste estudo sugerem que a inclusão de 40% de MDGS na dieta de terminação de bovinos pode reduzir a estabilidade lipídica e da cor, além de aumentar a quantidade de ácido linoléico (18:2) e PUFA da carne em comparação à carne de animais terminados com milho, reduzindo a vida útil da carne. No segundo estudo, nós trabalhamos com a hipótese de que a adição de elevadas quantidades de MDGS em dietas de terminação poderia aumentar a concentração de PUFA na membrana do retículo sarcoplasmático, e assim, alterar a integridade e permeabilidade dessa membrana, antecipando a liberação de cálcio postmortem. Com mais cálcio disponível, a proteólise muscular seria favorecida, aumentando a maciez da carne nos primeiros dias após o abate. Portanto, o objetivo do segundo estudo foi avaliar os efeitos da fonte de gordura dietética contida em diferentes tipos de MDGS na maciez da carne bovina. A inclusão de 40% de MDGS na dieta de terminação de novilhos aumentou a concentração de 18:2 e tendeu a aumentar a concentração de PUFA na membrana do retículo sarcoplasmático em comparação ao gado terminado com milho (sem inclusão de MDGS). Carne de animais terminados com MDGS apresentou maior quantidade de cálcio livre no sarcoplasma 48 horas após o abate. Carne de novilhos alimentados com MDGS desengordurado apresentou menor força de cisalhamento 48 horas após o abate quando comparada à carne de animais terminados com milho. Não houve diferença significativa entre nenhum dos tratamentos dietéticos 48 horas após o abate para comprimento de sarcômero e degradação de troponina T. Os resultados deste estudo sugerem que a inclusão de 40% de MDGS desengordurado na dieta de terminação de novilhos aumenta a maciez da carne 48 horas após o abate, possivelmente por aumentar a quantidade de cálcio livre no sarcoplasma. No entanto, o mecanismo pelo qual a fonte de gordura dietética acelerou a proteólise muscular ainda não está completamente elucidado.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5716.pdf: 1902370 bytes, checksum: 9a5b25a55be97bb37553eeb1f8130b09 (MD5) Previous issue date: 2014-01-28 / Financiadora de Estudos e Projetos / Phenomena as feeding and thermoregulation can challenge both the cardiac output and heart rate (fH). Postprandial changes in many physiological patterns are typically recorded for ectotherms, although predominantly studied in snakes. Furthermore, thermoregulation is a critical process to ensure different survival and reproduction strategies from reptiles. Ventricular preparations in vitro were used to investigate the inotropic plasticity at 30 ºC and 25 ºC and during fasting (30 days fasting group) and after feeding (2 days digesting group). No significant differences were verified in the relative ventricular mass (RVM) after feeding. The peak tension (Fc) was significantly higher and rates (dFc/dt) of contraction (TC) and relaxation (TR) were faster at 25° C than at 30° C for both experimental groups. However, feeding caused significant increase in peak tension (PT) at both temperatures (396.7 % at 30 ºC and 416.7 % at 25 ºC). A significant post-rest potentiation was recorded for digesting group at 25 ºC (121.0 ± 6.4 %), which was inhibited by ryanodine (86.0 ± 2.9 %). At 30 ºC, myocytes from fasting group were able to support higher frequencies (up to 1.6 Hz) than at 25 ºC (up to 1.0 Hz), even with the sarcoplasmic reticulum (SR) blocked by 10 μM ryanodine (RYA). Data from digestion group showed greater values of the Fc and reached higher frequencies than fasting group, at both temperatures. However, pre-treatment with RYA decreased PT in frequencies between 1.4 and 1.8 Hz for digesting group at 30 ºC. Sarcolemma mechanisms were more representative in the fasting group at 25 ºC, but the SR must contribute to increased speed of contractility under those conditions. During SDA, the SR seem representative at 25 ºC, however the positive inotropic effect caused by SDA enlarged sarcolemma mechanisms representativeness. The SR significance at 30 °C seems critical during high frequencies. At this temperature, the SDA increases the contractility efficiency, even with the RS blocked, despite the relaxation and Fc development at high frequencies been present impaired. Our results indicate that Caiman latirostris myocytes show large inotropic plasticity at different temperatures, frequencies and metabolic states. / A digestão e a termorregulação são processos que podem desafiar tanto o débito quanto a frequência cardíaca (fH). Alterações pós-prandiais em diferentes padrões fisiológicos são comumente identificadas para ectotérmicos, embora sejam predominantemente estudados em serpentes. Além disso, a termorregulação é um processo crítico para garantir diferentes estratégias de sobrevivência e reprodução nos répteis. Preparações ventriculares in vitro foram utilizadas para investigar a plasticidade inotrópica dos miócitos ventriculares do Caiman latirostris a 25 e 30 °C, durante o período pós- absortivo (30 dias - após a alimentação) e após a alimentação (2 dias - grupo digestão). A massa ventricular relativa (MVR) após 2 dias da alimentação não apresentou diferenças significativas em relação ao grupo pós-absortivo. A força de contração (Fc) foi significativamente maior e as taxas (dFc/dt) de contração (TC) e relaxamento (TR) foram mais rápidas a 25 °C do que a 30 °C, para ambos os grupos experimentais. No entanto, a alimentação causou aumento significativo na força de contração (Fc) em ambas as temperaturas (316.7% a 30 °C e a 296.7% 25 °C). Uma significativa potenciação pós-pausa foi identificada no grupo digestão a 25 °C (121.0 ± 6.4 %), que foi inibida pela rianodina (86.0 ± 2.9 %). No grupo pós-absortivo a 30 °C, os miócitos foram capazes de suportar frequências de estimulação superiores (até 1.6 Hz) às suportadas a 25 °C (até 1.0 Hz), mesmo com a função do retículo sarcoplasmático (RS) bloqueada pela adição de 10 μM de rianodina (RYA). As preparações ventriculares do grupo digestão apresentaram valores maiores de Fc e alcançaram frequências superiores do que o grupo pós-absortivo, em ambas as temperaturas. Contudo, o pré-tratamento com RYA reduziu a Fc em frequências entre 1,4 e 1,8Hz no grupo digestão a 30 °C. Os mecanismos sarcolemais são mais representativos no grupo pós-absortivo a 25 °C, porém o RS pode contribuir com o aumento da velocidade da contratilidade nessas condições. Durante a SDA, o RS parece representativo nessa condição de temperatura, porém a SDA causou efeito inotrópico positivo e ampliou a representatividade dos mecanismos sarcolemais. A importância do RS a 30 °C parece crítica apenas em altas frequências de estimulação. Nessa temperatura, a SDA garante a eficiência da contratilidade mesmo com o RS bloqueado, apesar do prejuízo significativo no desenvolvimento da Fc e do relaxamento em altas frequências. Nossos resultados indicam que os miócitos ventriculares do Caiman latirostris apresentam ampla plasticidade inotrópica, capaz de assegurar o débito cardíaco em diferentes temperaturas, frequências e estados metabólicos.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4217.pdf: 3961717 bytes, checksum: 3053793c39a626c9cf9d5fb8f9c0fa21 (MD5) Previous issue date: 2011-02-18 / Universidade Federal de Sao Carlos / The ventricular myocardial contractility of the matrinxã teleost, Brycon amazonicus, was analysed in previous experimentation with isometric multicellular preparations, in time effect and force-frequency relationship experiments, with and without exposure to the alkaloid ryanodine, a sarcoplasmic reticulum (SR) Ca2+ release blocker. In this study, different methodological approaches were used, such as isometric stress (EI, mN.mm-2), that permitted to identify the sensitivity of the myocardium to ryanodine, with the majority contribution of Ca2+ from the SR. The use of time to peak tension and time to half relaxation parameters (TPT and THR, ms) were ineffective to evaluate the contraction and relaxation performances during time effect experiments. New approaches such as contraction rates and initial relaxation rates (TC and TIR, mN.mm-2.s-1) demonstrated directly the impairment of the myocardium exposed to ryanodine. The negative staircase effect, characteristic of the teleost s forcefrequency relationship was evidenced by EI. The maximum rates of contraction and maximum rates of relaxation (TMC and TMR, mN.mm-2.s-1) and the average rates of contraction and average rates of relaxation (TMedC and TMedR, mN.mm-2.s-1) showed the impairment of the myocardium contractility exposed to ryanodine as well as the low sensitivity of frequency increments on the contractility when considered the values of TPT and THR. The TMedC and TMedR values indicated a greater possibility of heart rate regulation than the TMC and TMR values, probably due to these estimates consider the amount of instantaneous rate changes of contraction wave on calculation instead of just one point on the curve. The cardiac pumping capacity (CBC, mN.mm2.min-1) showed that the optimal range of frequency for isometric contraction is narrow and that the myocardium of the species should be working on the limit at rest. The analyses of integral of isometric tension (ITI, mN.mm- 2.s), and integral of isometric tension per minute (ITIPM, mN.mm-2.min), showed that these were unsuitable indexes for the assessment of cardiac contractility in the way they were calculated, as inconsistent interpretations were generated, probably by using information from the curve of contraction irrelevant to the isometric preparation. The contractility index (IC, mN.mm-2) created in this work, suggested that the myocardium contractility of the species is more sensitive to increases in frequency. On the other hand, the contractility index per minute (ICPM, mN.mm-2) showed that the optimum range of frequencies for the B. amazonicus myocardial contraction can be much wider and could allow performance reserve, such as reported in other studies of cardiac function in teleosts. The protein expression of SERCA2a and phospholamban (PLB) were analysed by Western Blot technique and their expression supported the findings of the SR functionality. The comparative analysis of these proteins, using amino acid sequences available in public databases (GenBank and UniProt), revealed levels of similarity between the SERCA2a and PLB in fish and other vertebrates, strengthened the findings of studies with Western Blot experiments. Taken together, the results suggest that B. amazonicus myocardium is dependent on SR Ca2+ stores under physiological frequencies and, despite the negative staircase pattern, must possess a performance reserve at supraphysiologic frequencies. / A contratilidade do miocárdio ventricular do teleósteo matrinxã, Brycon amazonicus, foi analisada com dados de experimentos prévios, realizados com preparações isométricas multicelulares e protocolos de efeito do tempo e de relação forçafrequência, com e sem exposição ao alcalóide rianodina, bloqueador dos canais de liberação de Ca2+ do retículo sarcoplasmático (RS). Nesse estudo foram utilizadas diferentes abordagens metodológicas de tratamento de dados, como o estresse isométrico (EI, mN.mm-2), a partir do qual foi possível identificar a sensibilidade do miocárdio à rianodina, com contribuição majoritária do Ca2+ proveniente do RS. A utilização dos tempos para o pico de tensão e para metade do relaxamento (TPT e THR, ms), se mostraram ineficazes para avaliar o desempenho da contração e relaxamento no experimento do efeito do tempo. Novas abordagens na análise dos dados, como a taxa de contração e taxa inicial de relaxamento (TC e TIR, mN.mm- 2.s-1) demonstraram explicitamente o comprometimento do miocárdio durante a exposição à rianodina. O efeito escada negativo, característico da relação forçafrequência de teleósteos foi evidenciado pelo EI. As taxas máximas de contração e de relaxamento (TMC e TMR, mN.mm-2.s-1) e as taxas médias de contração e de relaxamento (TMedC e TMedR, mN.mm-2.s-1) além de demonstrarem o comprometimento da contratilidade durante exposição à rianodina, indicaram que existe um menor comprometimento da tensão durante elevação da frequência, quando comparados aos valores de TPT e THR. A TMedC e a TMedR apresentaram resultados relacionados a uma frequência cardíaca com maior possibilidade de ajustes do que a TMC e a TMR, provavelmente por considerarem o conjunto de variação das taxas instantâneas da contração e não somente um único ponto da curva. A capacidade de bombeamento cardíaco (CBC, mN.mm-2.min-1) mostrou que a faixa ótima de frequência para contração isométrica é estreita e que o miocárdio da espécie deve estar trabalhando no limiar na condição de repouso. As análises da integral da tensão isométrica (ITI, mN.mm-2.s), e da integral da tensão isométrica por minuto (ITIPM, mN.mm-2.min) mostraram-se inapropriadas para a avaliação da contratilidade cardíaca pelo modo como foram calculadas, uma vez que geraram interpretações incoerentes, provavelmente por utilizarem informações da curva de contração irrelevantes para a preparação isométrica. O índice de contratilidade (IC, mN.mm-2) criado nesse trabalho, sugere que o miocárdio da espécie é mais sensível às elevações de frequência. Por outro lado, o índice de contratilidade por minuto (ICPM, mN.mm-2) mostrou que a faixa ótima de frequências para a contração cardíaca de B. amazonicus pode ser mais ampla, o que permitiria uma reserva de desempenho, assim como observado para outros teleósteos. A expressão das proteínas SERCA2a e fosfolambano (PLB) foram analisadas pela técnica de Western Blot e sua expressão reforçaram os achados de funcionalidade do RS. A análise comparativa dessas proteínas utilizando sequências de aminoácidos disponíveis em bancos de dados públicos (GenBank e UniProt) revelou os níveis de similaridade entre a SERCA2a e PLB de peixes e mamíferos, reforçando os achados dos estudos com Western Blot. Em conjunto, os dados sugerem que o miocárdio do B. amazonicus, apresenta uma nítida dependência do RS em frequências fisiológicas e, apesar de exibir um claro padrão escada negativo, deve apresentar uma reserva de desempenho para frequências suprafisiológicas.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5111.pdf: 6171719 bytes, checksum: 0356f236abaa5b549156bc72fde00f70 (MD5) Previous issue date: 2012-09-14 / Universidade Federal de Minas Gerais / Some snakes have the ability to survive long periods without food and are capable to ingest large meal size. The ingestion of proportionally large preys triggers an expressive increase on the oxidative metabolic demand (SDA Specific Dinamic Action) which can become several times higher than the resting metabolic rate. The two described extreme situations might lead to cardiac changes to adapt structure and function in order to afford these two opposite physiological demands. During long food deprivation (Phase III), the depletion of the body structure may affect the heart muscle. That should be reverted to the SDA and prevent an overload on cardiovascular system. The standard cardiac function of South-american Rattlesnake, Crotalus durissus terrificus, was described as well as the changes caused by long term food deprivation and SDA. The importance of sodium-calcium exchanger (NCX), functionality of sarcoplasmic reticulum, extracellular calcium dependence and the effect of adrenergic stimulation were tested in adult animals at 30°C, under three different metabolic states: postabsorptive, SDA peak and food deprivation. The ventricular mass does not change after food deprivation and SDA. The force of contraction was higher in the base of the heart if compared to the apex, but there is no difference among the experimental groups and it is probably reflex of the fiber orientation in each region of the ventricle. The sarcoplasmatic reticulum is functional in all groups, but the dependence of reticular calcium is lower during starvation compared to the other groups. Muscle contraction is mostly supported by the extracellular Ca2+. The NCX have minor contribution to force generation (20%) but has a major role pumping calcium out of the cell (faster than SERCA). The increase in extracellular Ca2+ concentration during digestion can augment twitch force and would represent a contractile advantage to support the increased cardiac work without the development of hypertrophy. The adrenergic stimulation produced sustained increase in Fc for a wide range of stimulation frequencies in all the tested groups. / O coração possui a importante capacidade de se remodelar diante de alterações nas demandas funcionais. Serpentes apresentam a capacidade de ingestão de grandes presas e a capacidade de sobreviver a grandes períodos de privação alimentar. A ingestão de grandes massas de alimento demanda uma elevação metabólica e leva a uma compensação na massa ventricular e um aumento na força de contração do miocárdio, evitando uma sobrecarga no sistema cardiovascular. Durante o jejum ocorre depleção da estrutura corpórea podendo também atingir o músculo cardíaco. Para descrever a função cardíaca da Cascavél Sul-americana, Crotalus durissus terrificus, e as possíveis alterações diante dos extremos metabólicos, foi testada a importância do trocador Na+/Ca2+ (NCX), a funcionalidade do retículo sarcoplasmático (RS), a dependência do Ca2+ extracelular e o efeito da estimulação adrenérgica em animais adultos à temperatura constante de 30°C em período pós-absortivo, pico de SDA e após jejum prolongado. Observou-se que a massa ventricular se mantém estável mesmo durante os extremos metabólicos. Há uma diferença na geração de tensão entre as tiras da base e ápice ventriculares, presente nos 3 grupos alimentares e que pode se dar em função da orientação das fibras nas duas regiões do ventrículo. O teste com rianodina mostrou que o RS é funcional nos 3 grupos porém a dependência do cálcio proveniente do RS é menor após o jejum prolongado quando comparado aos demais grupos. O cálcio extracelular é o principal responsável pela contração do miócito cardíaco e o NCX, que fornece uma pequena parte de cálcio para a contração, é o principal bombeador de cálcio para fora da célula e é mais rápido do que a Ca2+- ATPase do RS. O meio extracelular é a principal fonte de cálcio ativador da contração sendo que o aumento de cálcio circulante disponível para a contração nos animais durante a digestão ofereceria uma vantagem contrátil para este grupo sem necessidade de hipertrofia. A adrenalina produziu um aumento substancial na Fc capaz e ser mantido por diferentes frequências de estimulação nos 3 grupos testados.