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 2016-06-02T19:23:03Z (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.