published_or_final_version / Paediatrics and Adolescent Medicine / Master / Master of Medical Sciences

INTRODUÇÃO: Para os pacientes portadores de transposição das grandes artérias que perderam a chance da cirurgia de Jatene nas primeiras semanas de vida, indica-se realizar o preparo ventricular através da bandagem do tronco pulmonar (BTP), objetivando causar aumento na massa miocárdica. Entretanto, com o tempo, a câmara hipertrofiada pode apresentar disfunção contrátil; portanto, é importante conhecer a qualidade do tecido preparado, uma vez que já se sabe que tanto os miocardiócitos (MCD) quanto as células do interstício e vasos (I/V) são capazes de proliferar após o período neonatal. Baseando-se no condicionamento físico de atletas e considerando-se que os músculos cardíaco e esquelético são ambos estriados, postula-se a hipótese de que o tipo de preparo ventricular possa influenciar nas características do miocárdio treinado. OBJETIVOS: Identificar o tipo de mecanismo adaptativo (hipertrofia/hiperplasia) envolvido no preparo rápido do ventrículo pulmonar submetido à sobrecarga de pressão por meio de BTP, através da análise dos MCD e células do I/V, verificando se existem diferenças em relação ao tipo de treinamento (contínuo x intermitente) em comparação com os controles. MÉTODOS: Foram estudados experimentalmente 21 cabritos após o período neonatal, divididos em três grupos (C = grupo controle, n = 7, sem procedimento cirúrgico; EC = grupo de estimulação contínua, n = 7, com bandagem progressiva e permanente do tronco pulmonar durante 96 horas; EI = grupo de estimulação intermitente, n = 7, com bandagem progressiva, 12 horas ao dia, totalizando 48 horas). Todos foram submetidos a estudo ecocardiográfico basal e aqueles dos grupos EC e EI a ecocardiogramas diários para verificar a aquisição de massa muscular do ventrículo direito (VD). Após o estudo, os animais foram sacrificados, os corações retirados e cortes histológicos do VD, ventrículo esquerdo (VE) e septo interventricular (S) fixados em formalina e processados para análise. Foram estudados a porcentagem de área de colágeno através do Picro-sirius, o diâmetro dos MCD e seus respectivos núcleos e o número de MCD e células do I/V marcadas com Ki-67. As células marcadas foram avaliadas por campo microscópico e por índice (número de células Ki-67+/2000 células). O nível de significância considerado foi de 0,05. RESULTADOS: Ambos os grupos estimulados apresentaram ganho significativo de massa muscular do VD (p < 0,05). Não houve aumento na porcentagem de colágeno do VD nos grupos treinados (p = 0,403). Considerando-se o VD, os grupos EC e EI apresentaram diâmetro dos MCD maior que o grupo controle (p < 0,001), ocorrendo o mesmo com os respectivos núcleos (EI x C: p < 0,001 e EC x C: p = 0,005). O número de MCD marcados com Ki-67 foi maior no VD dos grupos estimulados comparado com o VE (p = 0,009, índice de proliferação; p = 0,001, contagem por campo), bem como para as células do I/V (p < 0,001, contagem por campo e índice). CONCLUSÕES: Tanto hipertrofia quanto hiperplasia celular estão envolvidas na adaptação do ventrículo pulmonar submetido à sobrecarga sistólica através da BTP. Ambos os tipos de condicionamento (contínuo e intermitente) provocaram hipertrofia e hiperplasia dos MCD, induziram também à mitose das células do I/V, sem deposição de colágeno intersticial ao final do experimento. / INTRODUCTION: Rapid ventricular conditioning induced by pulmonary artery banding (PAB) has been indicated to those patients with transposition of the great arteries (TGA) who have lost the chance for arterial switch operation ? Jatene?s procedure ? aiming at induce myocardial mass increase. However, with time, hypertrophied chamber may exhibit contractile dysfunction, so that, it is important to assess quality of the prepared tissue, once it is of knowledge that both cardiomyocytes (CMC) and interstitial/vessel (I/V) cells are capable of proliferating after neonatal period. Based on fitness of athletes and considering that cardiac and skeletal muscles are both striated, there is the hypothesis that the type of ventricular prepare may influence the characteristics of the training myocardium. OBJECTIVES: Through CMC and I/V cells analysis, identifies the type of adaptive mechanism (hypertrophy/ hyperplasia) involved in rapid prepare of subpulmonary ventricle submitted to pressure overload by PAB, and verifies if there are differences in relation to the kind of training (continuous x intermittent), comparing them to the controls. METHODS: Twenty-one goats, beyond neonatal period, were experimentally studied. They were divided in three groups: C (control group, n = 7, with no surgical procedure); CS (continuous stimulation group, n = 7, with progressive and permanent PAB, during 96 hours); IS (intermittent stimulation group, n = 7, with progressive PAB, 12 hours/day, totalizing 48 hours). All the animals were submitted to basal echocardiograms and those from CS and IS groups to diary echocardiograms to verify right ventricular (RV) muscular mass acquisition. After the study, goats were killed, hearts excised and histological sections from RV, left ventricle (LV) and ventricular septum (VS) were formalin fixed and histologically processed. Collagen area fraction (through Picro-sirius red staining), CMC and respective nuclei diameter, and number of CMC and I/V cells Ki-67 positive were studied. Marked cells were analysed per high-power fields and by index (Ki-67 positive cells/2000 cells). The statistical significant level was set at 5%. RESULTS: Both stimulated groups presented significant RV muscular mass increase (p < 0.05). There were no augmentation in RV collagen area fraction in training groups (p = 0.403). Considering the RV, CS and IS groups showed an increase in CMC diameter compared to the control group (p < 0.01), occurring the same to respective nuclei (EI x C: p < 0.001 e EC x C: p = 0.005). Number of CMC marked with Ki-67 was greater in RV from stimulated groups in relation to LV (p = 0.009, proliferation index; p = 0.001, number/high-power fields); the same occurred to I/V cells (proliferation index and number/high-power fields: p < 0.001). CONCLUSIONS: Both cell hypertrophy and hyperplasia are involved in adaptation of the pulmonary ventricle submitted to pressure overload through PAB. Both types of conditioning (continuous and intermittent) caused CMC hypertrophy and hyperplasia, besides induced I/V cells mitosis, without interstitial collagen deposition at the end of experiment.

Vinte e cinco pacientes com tempo de evolução pós-operatório médio de 10,6 ± 5,4 anos após a Operação de Jatene foram submetidos à avaliação da função ventricular esquerda pela ecocardiografia em repouso e durante o estresse farmacológico e à avaliação da circulação coronária pela cinecoronariografia e ultra-som intracoronário. O grupo apresentou função sistólica normal, alteração da função diastólica e reserva miocárdica reduzida. O estudo angiográfico, realizado em vinte e dois casos não revelou obstruções das artérias coronárias. Ao estudo ultra-sonográfico observou-se em todos, espessamento da camada íntima sugerindo processo de aterosclerose coronária precoce / Twenty-five patients underwent echocardiographic left ventricular function assessment at rest and during pharmacological stress and coronary circulation evaluation with coronary angiography and intracoronary ultrasound 10 ± 5,4 years after the arterial switch operation for transposition of the great arteries. Echocardiography revealed a normal left ventricular systolic function, impaired diastolic function and reduced myocardial reserve. No coronary obstruction was observed at angiography however intracoronary ultrasound showed intimal thickening in all, suggesting premature arterioscleroses

A transposição das grandes artérias (TGA) com septo interventricular (SIV) íntegro tem como correção ideal a cirurgia de Jatene no período neonatal. Caso o paciente não seja operado nesse período, o ventrículo esquerdo pode-se tornar despreparado para sustentar a circulação sistêmica. O treinamento do ventrículo subpulmonar, através da bandagem do tronco pulmonar (TP), é uma opção terapêutica nestes casos, preparando para posterior correção definitiva. A hipótese da realização de uma bandagem pulmonar com estresse sistólico ajustável para treinar o ventrículo subpulmonar minimizaria as inadequações da bandagem convencional e aperfeiçoaria o preparo destes ventrículos. Estudos prévios desta linha de pesquisa não evidenciaram diferenças funcionais, na condição de repouso, entre os dois protocolos de preparo ventricular com sobrecarga contínua e intermitente. O objetivo do presente estudo foi o de analisar a função ventricular durante o processo de hipertrofia ventricular aguda e as repercussões na função sistólica e diastólica do ventrículo direito (VD), em condições de repouso e estresse farmacológico, em animais jovens, submetidos a dois protocolos de sobrecarga pressórica ajustável, sendo um de forma contínua e outro de forma intermitente. Foram utilizados 19 cabritos hígidos, com idade aproximada de 60 dias e pesos comparáveis, divididos em três grupos: Sham (n = 7, cirurgia controle), Contínuo (n = 6, sobrecarga sistólica contínua do VD), Intermitente (n = 6, 12 horas/dia de sobrecarga sistólica do VD). A sobrecarga sistólica do VD foi mantida por 96 horas no grupo contínuo e por quatro períodos de 12 horas, alternados com 12 horas de descanso, no grupo intermitente. Os animais do grupo Sham foram submetidos ao implante do dispositivo de bandagem, o qual foi mantido desinsuflado. Avaliações ecocardiográficas e hemodinâmicas foram feitas diariamente. A função cardíaca em repouso e sob o estresse farmacológico induzido por dobutamina foi analisada em dois momentos: basal e após 96 horas do início do protocolo de sobrecarga. Após 96 horas de estudo, os animais foram mortos para avaliação dos parâmetros morfológicos. Ao final do protocolo, foi observada uma diferença significativa da espessura do VD no grupo Intermitente (+64,8% ± 23,37%), quando comparado ao grupo Contínuo (+43,9% ± 19,26%; p = 0,001) e de ambos os grupos de estudo quando comparados ao grupo Sham (p < 0,001). Os grupos de estudo apresentaram dilatação do VD no início do protocolo (tempo zero, p < 0,001), quando comparados ao grupo Sham. Entretanto, apenas o grupo Contínuo manteve a dilatação significativa do VD ao longo do protocolo (p < 0,006). Foi observada piora da fração de ejeção nos dois grupos de estudo, logo após o início da sobrecarga sistólica do VD (momento zero e 24 horas; p < 0,002), recuperando-se posteriormente no final do protocolo. No entanto, o grupo Contínuo manteve a fração de ejeção rebaixada por mais tempo que o grupo Intermitente (72 horas versus 48 horas respectivamente, p < 0,001), apesar de estar dentro dos limites da normalidade. Na situação de repouso, o desempenho miocárdico do VD no grupo Contínuo foi significativamente pior que o do grupo Sham, após 72 horas e 96 horas de treinamento ventricular (p < 0,039). Sob estresse farmacológico, o grupo Contínuo apresentou piora dos índices não apenas em relação ao grupo Sham, como também em relação ao grupo Intermitente (p < 0,01). À análise morfológica, ambos os grupos de estudo apresentaram magnitude semelhante de aumentos das massas do VD, apesar do menor tempo de sobrecarga pressórica no grupo intermitente. Apesar de ambos os protocolos de sobrecarga sistólica do VD promoverem ganho de massa ventricular de magnitude semelhante, a sobrecarga sistólica intermitente foi superior no sentido de preservar o desempenho miocárdico do VD em cabritos / The ideal surgical treatment of transposition of the great arteries is the Jatene operation during the neonatal period. If the neonate remains untreated for several reasons, the left ventricle may become unprepared to sustain systemic circulation. The preparation of the subpulmonary ventricle by pulmonary trunk (PT) banding is an option for the 2-stage Jatene operation. The hypothesis of PT banding with an adjustable device to retrain the subpulmonary ventricle could minimize the inadequacies of conventional banding and improve the preparation of those ventricles. Previous studies have shown no differences on systolic function between two different protocols of subpulmonary ventricle retraining, during resting condition. The aim of the present study was to assess ventricular function during two protocols of PT banding and the impact on systolic and diastolic function of the right ventricle (RV), at rest and under pharmacological stress. Nineteen healthy young goats, aged approximately 60 days and with comparable weights, were divided into three groups: Sham (n = 7, surgery control with no systolic overload), Continuous (n = 6, 96 hours of continuous RV systolic overload), Intermittent (n = 6, four 12-hour periods of systolic overload paired with a 12-hour resting period). before and after systolic overload every day postoperatively. Cardiac function at rest and under pharmacological stress induced by dobutamine was assessed on two occasions: baseline and after 96 hours. After 96-hour study period, all the animals were euthanized for morphologic assessment. There was a significant increase in RV free wall thickness of the Intermittent Group (+64.8% ± 23.37%) at the end of the protocol, when compared to Continuous Group (+43.9% ± 19.26%, p = 0.015). Both study groups presented a dilated RV after starting systolic overload (time zero, p < 0.001), as compared to Sham group. However, only Continuous group remained with significant RV dilation throughout the protocol (p < 0.006). Worsening of RV ejection fraction was observed in the two study groups after beginning systolic overload as well (time zero and 24 hours, p < 0.002), with recovery to normal levels at the end of the protocol. Nevertheless, RV ejection fraction of the Continuous Group remained lower than Intermittent Group for a longer period (72 hours versus 48 hours, p < 0.001). At rest, RV myocardial performance of the Continuous Group was significantly worse than Sham Group, after 72 hours and 96 hours of protocol (p < 0,039). Under dobutamine stress, Continuous Group presented worsening myocardial performance indexes, as compared to both Intermittent and Sham Group (p < 0.01). Regarding morphological analysis, both study groups presented an increased RV mass of similar magnitude, despite less exposure of Intermittent Group to pressure overload. Although both protocols of RV systolic overload had induced similar RV mass gain, intermittent systolic overload was more efficient in preserving RV myocardial performance in goats

A transposição das grandes artérias (TGA) com septo interventricular (SIV) íntegro tem como correção ideal a cirurgia de Jatene no período neonatal. Caso o paciente não seja operado nesse período, o ventrículo esquerdo pode-se tornar despreparado para sustentar a circulação sistêmica. O treinamento do ventrículo subpulmonar, através da bandagem do tronco pulmonar (TP), é uma opção terapêutica nestes casos, preparando para posterior correção definitiva. A hipótese da realização de uma bandagem pulmonar com estresse sistólico ajustável para treinar o ventrículo subpulmonar minimizaria as inadequações da bandagem convencional e aperfeiçoaria o preparo destes ventrículos. Estudos prévios desta linha de pesquisa não evidenciaram diferenças funcionais, na condição de repouso, entre os dois protocolos de preparo ventricular com sobrecarga contínua e intermitente. O objetivo do presente estudo foi o de analisar a função ventricular durante o processo de hipertrofia ventricular aguda e as repercussões na função sistólica e diastólica do ventrículo direito (VD), em condições de repouso e estresse farmacológico, em animais jovens, submetidos a dois protocolos de sobrecarga pressórica ajustável, sendo um de forma contínua e outro de forma intermitente. Foram utilizados 19 cabritos hígidos, com idade aproximada de 60 dias e pesos comparáveis, divididos em três grupos: Sham (n = 7, cirurgia controle), Contínuo (n = 6, sobrecarga sistólica contínua do VD), Intermitente (n = 6, 12 horas/dia de sobrecarga sistólica do VD). A sobrecarga sistólica do VD foi mantida por 96 horas no grupo contínuo e por quatro períodos de 12 horas, alternados com 12 horas de descanso, no grupo intermitente. Os animais do grupo Sham foram submetidos ao implante do dispositivo de bandagem, o qual foi mantido desinsuflado. Avaliações ecocardiográficas e hemodinâmicas foram feitas diariamente. A função cardíaca em repouso e sob o estresse farmacológico induzido por dobutamina foi analisada em dois momentos: basal e após 96 horas do início do protocolo de sobrecarga. Após 96 horas de estudo, os animais foram mortos para avaliação dos parâmetros morfológicos. Ao final do protocolo, foi observada uma diferença significativa da espessura do VD no grupo Intermitente (+64,8% ± 23,37%), quando comparado ao grupo Contínuo (+43,9% ± 19,26%; p = 0,001) e de ambos os grupos de estudo quando comparados ao grupo Sham (p < 0,001). Os grupos de estudo apresentaram dilatação do VD no início do protocolo (tempo zero, p < 0,001), quando comparados ao grupo Sham. Entretanto, apenas o grupo Contínuo manteve a dilatação significativa do VD ao longo do protocolo (p < 0,006). Foi observada piora da fração de ejeção nos dois grupos de estudo, logo após o início da sobrecarga sistólica do VD (momento zero e 24 horas; p < 0,002), recuperando-se posteriormente no final do protocolo. No entanto, o grupo Contínuo manteve a fração de ejeção rebaixada por mais tempo que o grupo Intermitente (72 horas versus 48 horas respectivamente, p < 0,001), apesar de estar dentro dos limites da normalidade. Na situação de repouso, o desempenho miocárdico do VD no grupo Contínuo foi significativamente pior que o do grupo Sham, após 72 horas e 96 horas de treinamento ventricular (p < 0,039). Sob estresse farmacológico, o grupo Contínuo apresentou piora dos índices não apenas em relação ao grupo Sham, como também em relação ao grupo Intermitente (p < 0,01). À análise morfológica, ambos os grupos de estudo apresentaram magnitude semelhante de aumentos das massas do VD, apesar do menor tempo de sobrecarga pressórica no grupo intermitente. Apesar de ambos os protocolos de sobrecarga sistólica do VD promoverem ganho de massa ventricular de magnitude semelhante, a sobrecarga sistólica intermitente foi superior no sentido de preservar o desempenho miocárdico do VD em cabritos / The ideal surgical treatment of transposition of the great arteries is the Jatene operation during the neonatal period. If the neonate remains untreated for several reasons, the left ventricle may become unprepared to sustain systemic circulation. The preparation of the subpulmonary ventricle by pulmonary trunk (PT) banding is an option for the 2-stage Jatene operation. The hypothesis of PT banding with an adjustable device to retrain the subpulmonary ventricle could minimize the inadequacies of conventional banding and improve the preparation of those ventricles. Previous studies have shown no differences on systolic function between two different protocols of subpulmonary ventricle retraining, during resting condition. The aim of the present study was to assess ventricular function during two protocols of PT banding and the impact on systolic and diastolic function of the right ventricle (RV), at rest and under pharmacological stress. Nineteen healthy young goats, aged approximately 60 days and with comparable weights, were divided into three groups: Sham (n = 7, surgery control with no systolic overload), Continuous (n = 6, 96 hours of continuous RV systolic overload), Intermittent (n = 6, four 12-hour periods of systolic overload paired with a 12-hour resting period). before and after systolic overload every day postoperatively. Cardiac function at rest and under pharmacological stress induced by dobutamine was assessed on two occasions: baseline and after 96 hours. After 96-hour study period, all the animals were euthanized for morphologic assessment. There was a significant increase in RV free wall thickness of the Intermittent Group (+64.8% ± 23.37%) at the end of the protocol, when compared to Continuous Group (+43.9% ± 19.26%, p = 0.015). Both study groups presented a dilated RV after starting systolic overload (time zero, p < 0.001), as compared to Sham group. However, only Continuous group remained with significant RV dilation throughout the protocol (p < 0.006). Worsening of RV ejection fraction was observed in the two study groups after beginning systolic overload as well (time zero and 24 hours, p < 0.002), with recovery to normal levels at the end of the protocol. Nevertheless, RV ejection fraction of the Continuous Group remained lower than Intermittent Group for a longer period (72 hours versus 48 hours, p < 0.001). At rest, RV myocardial performance of the Continuous Group was significantly worse than Sham Group, after 72 hours and 96 hours of protocol (p < 0,039). Under dobutamine stress, Continuous Group presented worsening myocardial performance indexes, as compared to both Intermittent and Sham Group (p < 0.01). Regarding morphological analysis, both study groups presented an increased RV mass of similar magnitude, despite less exposure of Intermittent Group to pressure overload. Although both protocols of RV systolic overload had induced similar RV mass gain, intermittent systolic overload was more efficient in preserving RV myocardial performance in goats

Vinte e cinco pacientes com tempo de evolução pós-operatório médio de 10,6 ± 5,4 anos após a Operação de Jatene foram submetidos à avaliação da função ventricular esquerda pela ecocardiografia em repouso e durante o estresse farmacológico e à avaliação da circulação coronária pela cinecoronariografia e ultra-som intracoronário. O grupo apresentou função sistólica normal, alteração da função diastólica e reserva miocárdica reduzida. O estudo angiográfico, realizado em vinte e dois casos não revelou obstruções das artérias coronárias. Ao estudo ultra-sonográfico observou-se em todos, espessamento da camada íntima sugerindo processo de aterosclerose coronária precoce / Twenty-five patients underwent echocardiographic left ventricular function assessment at rest and during pharmacological stress and coronary circulation evaluation with coronary angiography and intracoronary ultrasound 10 ± 5,4 years after the arterial switch operation for transposition of the great arteries. Echocardiography revealed a normal left ventricular systolic function, impaired diastolic function and reduced myocardial reserve. No coronary obstruction was observed at angiography however intracoronary ultrasound showed intimal thickening in all, suggesting premature arterioscleroses

INTRODUÇÃO: Para os pacientes portadores de transposição das grandes artérias que perderam a chance da cirurgia de Jatene nas primeiras semanas de vida, indica-se realizar o preparo ventricular através da bandagem do tronco pulmonar (BTP), objetivando causar aumento na massa miocárdica. Entretanto, com o tempo, a câmara hipertrofiada pode apresentar disfunção contrátil; portanto, é importante conhecer a qualidade do tecido preparado, uma vez que já se sabe que tanto os miocardiócitos (MCD) quanto as células do interstício e vasos (I/V) são capazes de proliferar após o período neonatal. Baseando-se no condicionamento físico de atletas e considerando-se que os músculos cardíaco e esquelético são ambos estriados, postula-se a hipótese de que o tipo de preparo ventricular possa influenciar nas características do miocárdio treinado. OBJETIVOS: Identificar o tipo de mecanismo adaptativo (hipertrofia/hiperplasia) envolvido no preparo rápido do ventrículo pulmonar submetido à sobrecarga de pressão por meio de BTP, através da análise dos MCD e células do I/V, verificando se existem diferenças em relação ao tipo de treinamento (contínuo x intermitente) em comparação com os controles. MÉTODOS: Foram estudados experimentalmente 21 cabritos após o período neonatal, divididos em três grupos (C = grupo controle, n = 7, sem procedimento cirúrgico; EC = grupo de estimulação contínua, n = 7, com bandagem progressiva e permanente do tronco pulmonar durante 96 horas; EI = grupo de estimulação intermitente, n = 7, com bandagem progressiva, 12 horas ao dia, totalizando 48 horas). Todos foram submetidos a estudo ecocardiográfico basal e aqueles dos grupos EC e EI a ecocardiogramas diários para verificar a aquisição de massa muscular do ventrículo direito (VD). Após o estudo, os animais foram sacrificados, os corações retirados e cortes histológicos do VD, ventrículo esquerdo (VE) e septo interventricular (S) fixados em formalina e processados para análise. Foram estudados a porcentagem de área de colágeno através do Picro-sirius, o diâmetro dos MCD e seus respectivos núcleos e o número de MCD e células do I/V marcadas com Ki-67. As células marcadas foram avaliadas por campo microscópico e por índice (número de células Ki-67+/2000 células). O nível de significância considerado foi de 0,05. RESULTADOS: Ambos os grupos estimulados apresentaram ganho significativo de massa muscular do VD (p < 0,05). Não houve aumento na porcentagem de colágeno do VD nos grupos treinados (p = 0,403). Considerando-se o VD, os grupos EC e EI apresentaram diâmetro dos MCD maior que o grupo controle (p < 0,001), ocorrendo o mesmo com os respectivos núcleos (EI x C: p < 0,001 e EC x C: p = 0,005). O número de MCD marcados com Ki-67 foi maior no VD dos grupos estimulados comparado com o VE (p = 0,009, índice de proliferação; p = 0,001, contagem por campo), bem como para as células do I/V (p < 0,001, contagem por campo e índice). CONCLUSÕES: Tanto hipertrofia quanto hiperplasia celular estão envolvidas na adaptação do ventrículo pulmonar submetido à sobrecarga sistólica através da BTP. Ambos os tipos de condicionamento (contínuo e intermitente) provocaram hipertrofia e hiperplasia dos MCD, induziram também à mitose das células do I/V, sem deposição de colágeno intersticial ao final do experimento. / INTRODUCTION: Rapid ventricular conditioning induced by pulmonary artery banding (PAB) has been indicated to those patients with transposition of the great arteries (TGA) who have lost the chance for arterial switch operation ? Jatene?s procedure ? aiming at induce myocardial mass increase. However, with time, hypertrophied chamber may exhibit contractile dysfunction, so that, it is important to assess quality of the prepared tissue, once it is of knowledge that both cardiomyocytes (CMC) and interstitial/vessel (I/V) cells are capable of proliferating after neonatal period. Based on fitness of athletes and considering that cardiac and skeletal muscles are both striated, there is the hypothesis that the type of ventricular prepare may influence the characteristics of the training myocardium. OBJECTIVES: Through CMC and I/V cells analysis, identifies the type of adaptive mechanism (hypertrophy/ hyperplasia) involved in rapid prepare of subpulmonary ventricle submitted to pressure overload by PAB, and verifies if there are differences in relation to the kind of training (continuous x intermittent), comparing them to the controls. METHODS: Twenty-one goats, beyond neonatal period, were experimentally studied. They were divided in three groups: C (control group, n = 7, with no surgical procedure); CS (continuous stimulation group, n = 7, with progressive and permanent PAB, during 96 hours); IS (intermittent stimulation group, n = 7, with progressive PAB, 12 hours/day, totalizing 48 hours). All the animals were submitted to basal echocardiograms and those from CS and IS groups to diary echocardiograms to verify right ventricular (RV) muscular mass acquisition. After the study, goats were killed, hearts excised and histological sections from RV, left ventricle (LV) and ventricular septum (VS) were formalin fixed and histologically processed. Collagen area fraction (through Picro-sirius red staining), CMC and respective nuclei diameter, and number of CMC and I/V cells Ki-67 positive were studied. Marked cells were analysed per high-power fields and by index (Ki-67 positive cells/2000 cells). The statistical significant level was set at 5%. RESULTS: Both stimulated groups presented significant RV muscular mass increase (p < 0.05). There were no augmentation in RV collagen area fraction in training groups (p = 0.403). Considering the RV, CS and IS groups showed an increase in CMC diameter compared to the control group (p < 0.01), occurring the same to respective nuclei (EI x C: p < 0.001 e EC x C: p = 0.005). Number of CMC marked with Ki-67 was greater in RV from stimulated groups in relation to LV (p = 0.009, proliferation index; p = 0.001, number/high-power fields); the same occurred to I/V cells (proliferation index and number/high-power fields: p < 0.001). CONCLUSIONS: Both cell hypertrophy and hyperplasia are involved in adaptation of the pulmonary ventricle submitted to pressure overload through PAB. Both types of conditioning (continuous and intermittent) caused CMC hypertrophy and hyperplasia, besides induced I/V cells mitosis, without interstitial collagen deposition at the end of experiment.

Introdução: A correção anatômica da transposição das grandes artérias após o período neonatal demanda a preparação prévia do ventrículo subpulmonar, com bandagem do tronco pulmonar, para induzir a hipertrofia ventricular. Estudos experimentais prévios demonstraram que a sobrecarga sistólica intermitente determina uma hipertrofia ventricular mais eficiente, em relação à bandagem convencional (fixa) do tronco pulmonar. Os mecanismos adaptativos envolvidos no retreinamento do ventrículo subpulmonar ainda não estão completamente estabelecidos, pois se sabe que, além da hipertrofia e hiperplasia das células contráteis, também células do interstício e vasos sofrem alterações fenotípicas. Permanece indefinida a taxa ideal de incremento, tanto da matriz extracelular quanto da vascularização do miocárdio na situação do retreinamento ventricular, para suportar a resistência sistêmica. Objetivo: Avaliar a adaptação do ventrículo subpulmonar no que se refere a apoptose e estímulo à neovascularização miocárdica em resposta à sobrecarga pressórica contínua versus intermitente, obtida pela bandagem ajustável do tronco pulmonar de cabritos jovens. Método: Foram utilizados 21 cabritos hígidos, com idade de 30 a 60 dias e pesos comparáveis, divididos em três grupos: Controle (n = 7, sem sobrecarga sistólica), Contínuo (n = 7, sobrecarga sistólica contínua do VD), Intermitente (n = 7, 12 horas/dia de sobrecarga sistólica intermitente do VD). A sobrecarga sistólica do VD foi mantida por 96 horas no grupo Contínuo e por quatro períodos de 12 horas, alternados com 12 horas de descanso, no grupo intermitente. Os animais do grupo Controle foram submetidos ao implante do dispositivo de bandagem, o qual foi mantido desinsuflado. As medidas hemodinâmicas foram tomadas diariamente, antes e após o ajuste da sobrecarga sistólica. Avaliações ecocardiográficas foram realizadas no pré-operatório e no final do protocolo de estudo. Após 96 horas de estudo, os animais foram mortos para avaliação dos parâmetros morfológicos (peso e conteúdo de água das massas cardíacas e análise imuno-histoquímica da apoptose e da expressão do VEGF). Resultados: Ao final do protocolo, o ecocardiograma revelou uma diferença significativa da espessura do VD no grupo Intermitente (+129,2%), quando comparado ao grupo Contínuo (+58,2%; p < 0,001) e de ambos os grupos de estudo quando comparados ao grupo Controle (p < 0,001). Sob a análise morfológica, ambos os grupos de estudo apresentaram ganho de magnitude semelhante nas massas do VD (Intermitente: + 115,8%; Contínuo: + 90,8%; p < 0,0001) e do septo (Intermitente: +55,8%; Contínuo: + 45,4%; p < 0,047), em relação ao grupo Controle, apesar do menor tempo de sobrecarga pressórica no grupo Intermitente. O protocolo de sobrecarga sistólica do VD não influenciou a massa muscular do VE. Houve um discreto aumento do conteúdo de água do VD (Contínuo: +3,5%, Intermitente: +4,6%) e do septo (ambos os grupos de estudo: +3,5%) em relação ao grupo Controle (p < 0,002). A expressão do VEGF foi maior no VD do grupo Intermitente (2,89% ± 0,41%; p=0,005) em relação ao VD dos demais grupos (Controle: 1,43% ± 0,18%; Contínuo: 1,80% ± 0,19%). A expressão desta molécula no miocárdio do VD do grupo Intermitente foi também maior que o do VE e septo dentro do mesmo grupo (p < 0,050). Não houve diferença na expressão do VEGF das demais massas cardíacas (VE: p > 0,252; Septo: p > 0,740). Em relação à apoptose, não foram observadas diferenças significativas no miocárdio do VD dos três grupos (Caspase: p=0,784; TUNEL: p=0,374). Conclusões: Ambos os grupos de estudo desenvolveram hipertrofia miocárdica do VD, não acompanhada de edema miocárdico importante ou apoptose. No entanto, a sobrecarga sistólica intermitente promoveu maior expressão do VEGF no miocárdio do VD. Esta associação entre sinalização de proliferação vascular e hipertrofia tem implicações importantes quando se objetiva preparar um ventrículo para suportar pressões sistêmicas, uma vez que o desejável é que a proliferação vascular ocorra de forma sustentada, permitindo uma hipertrofia do VD mais eficiente / Introduction: Surgical correction of transposition of the great arteries beyond the neonatal period needs a previous pulmonary artery band to promote left ventricular hypertrophy thereby preparing the ventricle. Experimental studies have demonstrated that intermittent systolic overload causes a more efficient ventricular hypertrophy, as compared to traditional pulmonary artery banding. The adaptive mechanisms involved in the subpulmonary ventricle retraining are not completely established. Nevertheless, besides the hypertrophy and/or hyperplasia of the contractile cardiomyocytes, noncontractile cells (vascular and interstitial) from the stimulated ventricle also present structural phenotype changes. It remains unclear the ideal increasing rate of the myocardial interstitium as well as capillary vessel proliferation in the process of ventricular retraining before undertaking the arterial switch. Objective: This study sought to assess adaptive changes of the subpulmonary ventricle in regards to vascular endothelial growth factor (VEGF) expression and apoptosis in young goats submitted to continuous versus intermittent systolic overload by means of an adjustable pulmonary artery band. Methods: 21 young goats were separated into 3 groups: Control (no systolic overload), Continuous (96-hour continuous systolic overload), and Intermittent (four 12-hour periods of systolic overload paired with a 12-hour resting period). Systolic overload was adjusted to achieve a 0.7 RV / aortic pressure ratio. Hemodynamic evaluations were performed before and after systolic overload every day postoperatively. Echocardiograms were obtained preoperatively and at the end of protocol. After the study period, the animals were humanely killed for morphologic assessment, apoptosis and vascular endothelial growth factor (VEGF) expression. Results: Echocardiography revealed a marked increase in RV wall thickness in the Intermittent group (+129.2%), compared with the Continuous group (+58.2%; p<0.001), as well as both trained groups compared to Control group (p < 0.001). Regardless of the shorter systolic overload exposure of Intermittent group, both study groups had a similar increase in RV mass (Intermittent: + 115.8%; Continuous: +90.8%; p < 0.001), and septal mass (Intermittent: + 55.8%; Continuous: + 45.4%; p < 0.047), compared with the Control group. No significant changes in the left ventricle mass were seen. There was a negligible but significant increase in water content of RV (Continuous: +3.5%, Intermittent: +4.6%) and septal masses (both study groups: +3.5%) compared with that in the Control group (p < 0.002). RV VEGF expression was greater in the Intermittent group (2.89% ± 0.41%) than in the Continuous (1.80% ± 0.19%) and Control (1.43% ± 0.18%) groups (p < 0.023). VEGF expression in the myocardium of the right ventricle in the Intermittent group was also greater than that in the left ventricle and septum within the same group (p < 0.050). There was no significant difference in VEGF expression between the other cardiac sections or within the Control and Continuous groups. Regarding apoptosis, there were no significant changes in the RV myocardium of the three groups (Caspase: p=0,784; TUNEL: p=0,374). Conclusions: Both study groups have developed RV hypertrophy with no apoptosis or relevant myocardial edema. Nevertheless, intermittent systolic overload causes upregulation of VEGF expression in the subpulmonary ventricle, an adaptation that provides a mechanism for increased myocardial perfusion during the rapid myocardial hypertrophy of young goats. The association of the marked increase in RV mass and increased angiogenesis signaling has an important implication on the subpulmonary ventricle retraining protocol by promoting a compensatory growth of the coronary vasculature, allowing for a more efficient hypertrophy

Introdução: A correção anatômica da transposição das grandes artérias após o período neonatal demanda a preparação prévia do ventrículo subpulmonar, com bandagem do tronco pulmonar, para induzir a hipertrofia ventricular. Estudos experimentais prévios demonstraram que a sobrecarga sistólica intermitente determina uma hipertrofia ventricular mais eficiente, em relação à bandagem convencional (fixa) do tronco pulmonar. Os mecanismos adaptativos envolvidos no retreinamento do ventrículo subpulmonar ainda não estão completamente estabelecidos, pois se sabe que, além da hipertrofia e hiperplasia das células contráteis, também células do interstício e vasos sofrem alterações fenotípicas. Permanece indefinida a taxa ideal de incremento, tanto da matriz extracelular quanto da vascularização do miocárdio na situação do retreinamento ventricular, para suportar a resistência sistêmica. Objetivo: Avaliar a adaptação do ventrículo subpulmonar no que se refere a apoptose e estímulo à neovascularização miocárdica em resposta à sobrecarga pressórica contínua versus intermitente, obtida pela bandagem ajustável do tronco pulmonar de cabritos jovens. Método: Foram utilizados 21 cabritos hígidos, com idade de 30 a 60 dias e pesos comparáveis, divididos em três grupos: Controle (n = 7, sem sobrecarga sistólica), Contínuo (n = 7, sobrecarga sistólica contínua do VD), Intermitente (n = 7, 12 horas/dia de sobrecarga sistólica intermitente do VD). A sobrecarga sistólica do VD foi mantida por 96 horas no grupo Contínuo e por quatro períodos de 12 horas, alternados com 12 horas de descanso, no grupo intermitente. Os animais do grupo Controle foram submetidos ao implante do dispositivo de bandagem, o qual foi mantido desinsuflado. As medidas hemodinâmicas foram tomadas diariamente, antes e após o ajuste da sobrecarga sistólica. Avaliações ecocardiográficas foram realizadas no pré-operatório e no final do protocolo de estudo. Após 96 horas de estudo, os animais foram mortos para avaliação dos parâmetros morfológicos (peso e conteúdo de água das massas cardíacas e análise imuno-histoquímica da apoptose e da expressão do VEGF). Resultados: Ao final do protocolo, o ecocardiograma revelou uma diferença significativa da espessura do VD no grupo Intermitente (+129,2%), quando comparado ao grupo Contínuo (+58,2%; p < 0,001) e de ambos os grupos de estudo quando comparados ao grupo Controle (p < 0,001). Sob a análise morfológica, ambos os grupos de estudo apresentaram ganho de magnitude semelhante nas massas do VD (Intermitente: + 115,8%; Contínuo: + 90,8%; p < 0,0001) e do septo (Intermitente: +55,8%; Contínuo: + 45,4%; p < 0,047), em relação ao grupo Controle, apesar do menor tempo de sobrecarga pressórica no grupo Intermitente. O protocolo de sobrecarga sistólica do VD não influenciou a massa muscular do VE. Houve um discreto aumento do conteúdo de água do VD (Contínuo: +3,5%, Intermitente: +4,6%) e do septo (ambos os grupos de estudo: +3,5%) em relação ao grupo Controle (p < 0,002). A expressão do VEGF foi maior no VD do grupo Intermitente (2,89% ± 0,41%; p=0,005) em relação ao VD dos demais grupos (Controle: 1,43% ± 0,18%; Contínuo: 1,80% ± 0,19%). A expressão desta molécula no miocárdio do VD do grupo Intermitente foi também maior que o do VE e septo dentro do mesmo grupo (p < 0,050). Não houve diferença na expressão do VEGF das demais massas cardíacas (VE: p > 0,252; Septo: p > 0,740). Em relação à apoptose, não foram observadas diferenças significativas no miocárdio do VD dos três grupos (Caspase: p=0,784; TUNEL: p=0,374). Conclusões: Ambos os grupos de estudo desenvolveram hipertrofia miocárdica do VD, não acompanhada de edema miocárdico importante ou apoptose. No entanto, a sobrecarga sistólica intermitente promoveu maior expressão do VEGF no miocárdio do VD. Esta associação entre sinalização de proliferação vascular e hipertrofia tem implicações importantes quando se objetiva preparar um ventrículo para suportar pressões sistêmicas, uma vez que o desejável é que a proliferação vascular ocorra de forma sustentada, permitindo uma hipertrofia do VD mais eficiente / Introduction: Surgical correction of transposition of the great arteries beyond the neonatal period needs a previous pulmonary artery band to promote left ventricular hypertrophy thereby preparing the ventricle. Experimental studies have demonstrated that intermittent systolic overload causes a more efficient ventricular hypertrophy, as compared to traditional pulmonary artery banding. The adaptive mechanisms involved in the subpulmonary ventricle retraining are not completely established. Nevertheless, besides the hypertrophy and/or hyperplasia of the contractile cardiomyocytes, noncontractile cells (vascular and interstitial) from the stimulated ventricle also present structural phenotype changes. It remains unclear the ideal increasing rate of the myocardial interstitium as well as capillary vessel proliferation in the process of ventricular retraining before undertaking the arterial switch. Objective: This study sought to assess adaptive changes of the subpulmonary ventricle in regards to vascular endothelial growth factor (VEGF) expression and apoptosis in young goats submitted to continuous versus intermittent systolic overload by means of an adjustable pulmonary artery band. Methods: 21 young goats were separated into 3 groups: Control (no systolic overload), Continuous (96-hour continuous systolic overload), and Intermittent (four 12-hour periods of systolic overload paired with a 12-hour resting period). Systolic overload was adjusted to achieve a 0.7 RV / aortic pressure ratio. Hemodynamic evaluations were performed before and after systolic overload every day postoperatively. Echocardiograms were obtained preoperatively and at the end of protocol. After the study period, the animals were humanely killed for morphologic assessment, apoptosis and vascular endothelial growth factor (VEGF) expression. Results: Echocardiography revealed a marked increase in RV wall thickness in the Intermittent group (+129.2%), compared with the Continuous group (+58.2%; p<0.001), as well as both trained groups compared to Control group (p < 0.001). Regardless of the shorter systolic overload exposure of Intermittent group, both study groups had a similar increase in RV mass (Intermittent: + 115.8%; Continuous: +90.8%; p < 0.001), and septal mass (Intermittent: + 55.8%; Continuous: + 45.4%; p < 0.047), compared with the Control group. No significant changes in the left ventricle mass were seen. There was a negligible but significant increase in water content of RV (Continuous: +3.5%, Intermittent: +4.6%) and septal masses (both study groups: +3.5%) compared with that in the Control group (p < 0.002). RV VEGF expression was greater in the Intermittent group (2.89% ± 0.41%) than in the Continuous (1.80% ± 0.19%) and Control (1.43% ± 0.18%) groups (p < 0.023). VEGF expression in the myocardium of the right ventricle in the Intermittent group was also greater than that in the left ventricle and septum within the same group (p < 0.050). There was no significant difference in VEGF expression between the other cardiac sections or within the Control and Continuous groups. Regarding apoptosis, there were no significant changes in the RV myocardium of the three groups (Caspase: p=0,784; TUNEL: p=0,374). Conclusions: Both study groups have developed RV hypertrophy with no apoptosis or relevant myocardial edema. Nevertheless, intermittent systolic overload causes upregulation of VEGF expression in the subpulmonary ventricle, an adaptation that provides a mechanism for increased myocardial perfusion during the rapid myocardial hypertrophy of young goats. The association of the marked increase in RV mass and increased angiogenesis signaling has an important implication on the subpulmonary ventricle retraining protocol by promoting a compensatory growth of the coronary vasculature, allowing for a more efficient hypertrophy