Este estudo teve como objetivo avaliar as alterações do complexo de glicoproteínas associadas à distrofina que conferem estabilidade estrutural aos cardiomiócitos na isquemia miocárdica induzida pelo isoproterenol. Materiais e Métodos: Ratos Wistar machos foram divididos em dois grupos: grupo controle (SAL), injeção subcutânea de salina, e grupo isoproterenol (ISO), injeção subcutânea de isoproterenol (85mg/kg) diluído em água destilada, em dois dias consecutivos separados por intervalo de 24hs. Os ratos foram mortos 24 horas após a segunda injeção de salina ou isoproterenol. Os corações foram rapidamente excisados, lavados em salina gelada, pesados e colocados em formol PBS por 24hs a 4ºC e incluídos em parafina ou Historesina. Para análise morfométrica, os corações foram cortados transversalmente na porção medioventricular, equidistante entre o ápice e a base, e incluídos em parafina. Áreas dos ventrículos direito e esquerdo, espessura de parede livre dos ventrículos e septo interventricular foram medidas. Os corações cortados frontalmente nas metades anterior e posterior e incluídos em Historesina foram utilizados para avaliação das áreas de miocitólise. Porções hemiventriculares foram congeladas para as reações de imunofluorescência com os seguintes marcadores: distrofina, ?-1 integrina, ?-actina sarcomérica, ?-sarcoglicana, ?-distroglicana, merosina laminina, albumina, CD68, CD45, CD4 e eNOS. A apoptose foi avaliada através do método de TUNEL. A função cardíaca, as dimensões das cavidades ventriculares e a mobilidade de parede foram analisadas através da ecocardiografia. A análise estatística foi realizada através do teste t de Student, com nível de significância de 5%. Resultados e Conclusão: Houve diferença significativa no peso do coração, na taxa de crescimento corporal, na área do ventrículo esquerdo e na espessura de parede do ventrículo direito entre os grupos. Não houve diferença estatística significativa na espessura da parede do ventrículo esquerdo e septo, mas observou-se tendência à diminuição. As áreas de miocitólise representaram 26,89%, 36,12%, 28,15% no ventrículo direito, septo e ventrículo esquerdo, respectivamente. A imunofluorescência mostrou que a distrofina foi a estrutura mais sensível ao dano provocado pelo isoproterenol, seguida pela perda completa da actina. A redução na expressão de ?-sarcoglicana, ?-distroglicana, ?-1 integrina e laminina, foram considerados como epifenômenos. A expressão de eNOS estava praticamente ausente nas áreas de miocitólise. A expressão aumentada de eNOS nos pequenos vasos ao redor das áreas de miocitólise sugere uma resposta compensatória à isquemia provocada pelo isoproterenol na tentativa de melhora do fluxo sangüíneo para as áreas de lesão. Foi observada alteração na permeabilidade sarcolemal nos cardiomiócitos dos animais tratados com isoproterenol com acúmulo de albumina no espaço intracelular. Observou-se que os cardiomiócitos e os macrófagos estavam constante e claramente marcados para apoptose nas áreas de miocitólise. Na ecocardiografia, os diâmetros sistólico e diastólico do ventrículo esquerdo foram significativemente maiores no grupo ISO em comparação com os controles. A fração de ejeção não foi diferente entre os grupos. O escore de mobilidade de parede mostrou hipocinesia ou acinesia nos segmentos apicais nos corações do grupo ISO. Essas mudanças, relacionadas à isquemia, podem explicar as graves alterações na integridade estrutural do sarcolema dos cardiomiócitos e a lesão induzida pelo isoproterenol. Mecanismos compensatórios no curto período de nosso experimento poderiam manter a função cardíaca normal apesar das graves alterações morfológicas encontradas. / This study tested the hypothesis that the dystrophin-glycoprotein complex that confers structural stability in cardiomyocytes was affected in the isoproterenol-induced myocardial ischemia. Materials and Methods: Male Wistar rats were divided in control group (SAL), injected subcutaneously with physiological saline, and isoproterenol-treated group (ISO), injected with isoproterenol (85mg/Kg) diluted in distilled water, in two consecutive days, separated by a 24-hour interval. These rats were killed 24 hours after the second injection of isoproterenol or physiological saline. The hearts were rapidly removed, rinsed in ice-cold 0.9% saline solution, weighed, and fixed as a whole in phosphate-buffered for 24 hours at 4oC. For morphometric analysis, the hearts cut into two fragments by a midventricular coronal section and embedded in paraffin. The absolute thicknesses of the septum and left and right ventricular walls and the areas of each ventricular chamber were measured. The hearts for Historesin embedding were frontally cut into anterior and posterior halves for analysis of myocytolytic areas. Hearts frontally cut were frozen for immunofluorescence study using primary antibodies against dystrophin, ?-1 integrin, ?- sarcomeric actin, ?-sarcoglycan, ?-dystroglycan, merosin laminin, albumin, CD68, CD45, CD4 e eNOS. The occurrence of apoptotic cells was evaluated by TUNEL method. The cardiac function, LV dimensions and wall motion segmented score were analyzed by echocardiography. For analysis of differences between the two groups the Student\'s t-test was performed and the level of significance of 5% was chosen to denote difference between means. Results and Conclusion: There was significant difference in the heart weight, in the heart ratio, in the LV area and right ventricular (RV) thicknesses between the two groups. No statistical difference was observed in the thicknesses of the free wall of the LV and septum, although tended to be lower in isoproterenol-treated myocardium. The percentage of myocytolysis in the LV, septum, and RV with myocytolysis in isoproterenol treated rats was: 26.89%, 36.12%, 28.15%, respectively. Immunofluorescence demonstrated that loss of dystrophin was the primary event in the myocytolytic process. Decreased expression of ?-dystroglycan, ?-sarcoglycan, ?-1 integrin and laminin occurred, appearing as epiphenomena. The eNOS expression was almost completely absent in the myocytolytic foci. eNOS expression was enhanced in blood vessels of cardiomyocytes through the entire myocardium of rats given isoproterenol. This is likely a compensatory response to the ischemic insult elicited by isoproterenol administration. In the myocytolytic foci a positive reaction for apoptosis was constantly and clearly noted in cardiomyocytes and macrophages. The echocardiography showed that diastolic and systolic LV dimensions in ISO-group were significantly higher in comparison with control group. The ejection fraction was not different between groups. The wall motion segmented score showed hypokinesis or akinesis in the apical segments in the hearts of ISO-group as compared with controls. These changes, related to ischemic injury, can explain the severe alterations in the structural integrity of the sarcolemma of cardiomyocytes and hence severe and irreversible injury induced by isoproterenol. Compensatory mechanisms in the short time of our experiment could maintain the normal cardiac function in spite of severe myocardial morphological changes.

Este estudo teve como objetivo avaliar as alterações do complexo de glicoproteínas associadas à distrofina que conferem estabilidade estrutural aos cardiomiócitos na isquemia miocárdica induzida pelo isoproterenol. Materiais e Métodos: Ratos Wistar machos foram divididos em dois grupos: grupo controle (SAL), injeção subcutânea de salina, e grupo isoproterenol (ISO), injeção subcutânea de isoproterenol (85mg/kg) diluído em água destilada, em dois dias consecutivos separados por intervalo de 24hs. Os ratos foram mortos 24 horas após a segunda injeção de salina ou isoproterenol. Os corações foram rapidamente excisados, lavados em salina gelada, pesados e colocados em formol PBS por 24hs a 4ºC e incluídos em parafina ou Historesina. Para análise morfométrica, os corações foram cortados transversalmente na porção medioventricular, equidistante entre o ápice e a base, e incluídos em parafina. Áreas dos ventrículos direito e esquerdo, espessura de parede livre dos ventrículos e septo interventricular foram medidas. Os corações cortados frontalmente nas metades anterior e posterior e incluídos em Historesina foram utilizados para avaliação das áreas de miocitólise. Porções hemiventriculares foram congeladas para as reações de imunofluorescência com os seguintes marcadores: distrofina, ?-1 integrina, ?-actina sarcomérica, ?-sarcoglicana, ?-distroglicana, merosina laminina, albumina, CD68, CD45, CD4 e eNOS. A apoptose foi avaliada através do método de TUNEL. A função cardíaca, as dimensões das cavidades ventriculares e a mobilidade de parede foram analisadas através da ecocardiografia. A análise estatística foi realizada através do teste t de Student, com nível de significância de 5%. Resultados e Conclusão: Houve diferença significativa no peso do coração, na taxa de crescimento corporal, na área do ventrículo esquerdo e na espessura de parede do ventrículo direito entre os grupos. Não houve diferença estatística significativa na espessura da parede do ventrículo esquerdo e septo, mas observou-se tendência à diminuição. As áreas de miocitólise representaram 26,89%, 36,12%, 28,15% no ventrículo direito, septo e ventrículo esquerdo, respectivamente. A imunofluorescência mostrou que a distrofina foi a estrutura mais sensível ao dano provocado pelo isoproterenol, seguida pela perda completa da actina. A redução na expressão de ?-sarcoglicana, ?-distroglicana, ?-1 integrina e laminina, foram considerados como epifenômenos. A expressão de eNOS estava praticamente ausente nas áreas de miocitólise. A expressão aumentada de eNOS nos pequenos vasos ao redor das áreas de miocitólise sugere uma resposta compensatória à isquemia provocada pelo isoproterenol na tentativa de melhora do fluxo sangüíneo para as áreas de lesão. Foi observada alteração na permeabilidade sarcolemal nos cardiomiócitos dos animais tratados com isoproterenol com acúmulo de albumina no espaço intracelular. Observou-se que os cardiomiócitos e os macrófagos estavam constante e claramente marcados para apoptose nas áreas de miocitólise. Na ecocardiografia, os diâmetros sistólico e diastólico do ventrículo esquerdo foram significativemente maiores no grupo ISO em comparação com os controles. A fração de ejeção não foi diferente entre os grupos. O escore de mobilidade de parede mostrou hipocinesia ou acinesia nos segmentos apicais nos corações do grupo ISO. Essas mudanças, relacionadas à isquemia, podem explicar as graves alterações na integridade estrutural do sarcolema dos cardiomiócitos e a lesão induzida pelo isoproterenol. Mecanismos compensatórios no curto período de nosso experimento poderiam manter a função cardíaca normal apesar das graves alterações morfológicas encontradas. / This study tested the hypothesis that the dystrophin-glycoprotein complex that confers structural stability in cardiomyocytes was affected in the isoproterenol-induced myocardial ischemia. Materials and Methods: Male Wistar rats were divided in control group (SAL), injected subcutaneously with physiological saline, and isoproterenol-treated group (ISO), injected with isoproterenol (85mg/Kg) diluted in distilled water, in two consecutive days, separated by a 24-hour interval. These rats were killed 24 hours after the second injection of isoproterenol or physiological saline. The hearts were rapidly removed, rinsed in ice-cold 0.9% saline solution, weighed, and fixed as a whole in phosphate-buffered for 24 hours at 4oC. For morphometric analysis, the hearts cut into two fragments by a midventricular coronal section and embedded in paraffin. The absolute thicknesses of the septum and left and right ventricular walls and the areas of each ventricular chamber were measured. The hearts for Historesin embedding were frontally cut into anterior and posterior halves for analysis of myocytolytic areas. Hearts frontally cut were frozen for immunofluorescence study using primary antibodies against dystrophin, ?-1 integrin, ?- sarcomeric actin, ?-sarcoglycan, ?-dystroglycan, merosin laminin, albumin, CD68, CD45, CD4 e eNOS. The occurrence of apoptotic cells was evaluated by TUNEL method. The cardiac function, LV dimensions and wall motion segmented score were analyzed by echocardiography. For analysis of differences between the two groups the Student\'s t-test was performed and the level of significance of 5% was chosen to denote difference between means. Results and Conclusion: There was significant difference in the heart weight, in the heart ratio, in the LV area and right ventricular (RV) thicknesses between the two groups. No statistical difference was observed in the thicknesses of the free wall of the LV and septum, although tended to be lower in isoproterenol-treated myocardium. The percentage of myocytolysis in the LV, septum, and RV with myocytolysis in isoproterenol treated rats was: 26.89%, 36.12%, 28.15%, respectively. Immunofluorescence demonstrated that loss of dystrophin was the primary event in the myocytolytic process. Decreased expression of ?-dystroglycan, ?-sarcoglycan, ?-1 integrin and laminin occurred, appearing as epiphenomena. The eNOS expression was almost completely absent in the myocytolytic foci. eNOS expression was enhanced in blood vessels of cardiomyocytes through the entire myocardium of rats given isoproterenol. This is likely a compensatory response to the ischemic insult elicited by isoproterenol administration. In the myocytolytic foci a positive reaction for apoptosis was constantly and clearly noted in cardiomyocytes and macrophages. The echocardiography showed that diastolic and systolic LV dimensions in ISO-group were significantly higher in comparison with control group. The ejection fraction was not different between groups. The wall motion segmented score showed hypokinesis or akinesis in the apical segments in the hearts of ISO-group as compared with controls. These changes, related to ischemic injury, can explain the severe alterations in the structural integrity of the sarcolemma of cardiomyocytes and hence severe and irreversible injury induced by isoproterenol. Compensatory mechanisms in the short time of our experiment could maintain the normal cardiac function in spite of severe myocardial morphological changes.

A sépsis e o choque séptico representam uma síndrome complexa de intensa resposta inflamatória sistêmica, com múltiplas anormalidades fisiológicas e imunológicas, comumente causadas por infecção bacteriana. A principal conseqüência dessa resposta é o comprometimento de muitos órgãos e tecidos. A disfunção cardíaca, decorrente de um prejuízo na contratilidade miocárdica, tem sido reconhecida como um fator importante que contribui para os altos índices de mortalidade observados na sépsis. Dados recentes do nosso laboratório indicam que alterações estruturais no miocárdio podem ser responsáveis pela disfunção cardíaca observada na sépsis. Considerando que a maquinaria contrátil interna das miofibras deve permanecer intimamente conectada com a membrana e a matriz extracelular, o presente estudo foi proposto para avaliar alterações nas comunicações intercelulares e acoplagem mecânica entre os cardiomiócitos vizinhos e avaliar a expressão de proteínas do arcabouço celular e da matriz extracelular (especificamente a laminina-?2) durante a sépsis grave. Nossos resultados mostraram que há uma diminuição na expressão das proteínas envolvidas na formação das gap junctions (conexina43) e junções aderentes (N-caderina), o que resultaria na perda da integridade estrutural dos discos intercalares, alterando o acoplamento mecânico e eletro-químico entre os cardiomiócitos vizinhos. Além disso, demonstramos que há redução na expressão de distrofina e das proteínas que constituem o complexo de glicoproteínas associadas a distrofina (CGD) durante a sépsis experimental. A redução ou perda da expressão de distrofina é o evento primário que ocorre seguido pela degeneração miofilamentar, caracterizada pela lise dos filamentos de actina e miosina. A diminuição na expressão das glicoproteínas associadas à distrofina: -distroglicana e laminina foram considerados eventos secundários. Os resultados sugerem que durante a sépsis induzida por ligação e perfuração do ceco (CLP), há perda de proteínas importantes envolvidas tanto no remodelamento do disco intercalar quanto na expressão de glicoproteínas envolvidas na ligação mecânica entre o citoesqueleto intracelular e a matriz extracelular. Embora estudos funcionais sejam necessários para determinar o efeito direto dessas alterações sobre o miocárdio podemos sugerir que as alterações estruturais são parcialmente responsáveis pela depressão miocárdica observada na sépsis. / Sepsis and septic shock represent a complex syndrome of systemic inflammatory response, with multiple physiological and immunological abnormalities, commonly caused by bacterial infection. The most important consequence of the response is the involvement of many organs and tissues. Cardiac dysfunction, caused by impairment in myocardial contractility, has been recognized as an important factor that contributes to the high mortality observed in sepsis. Evidence from our laboratory indicates that myocardial structural changes could be responsible for sepsis-induced myocardial dysfunction. Taking into account that the contractile machinery inside the myofibers must remain intimately connected with the membrane and extracellular matrix, the present investigation sought to evaluate changes in intercellular communications and mechanical coupling between the neighbor cardiomyocytes and the expression of the cell scaffold protein and extracellular matrix (specifically merosin laminin-2 chain) during the severe sepsis. Our results showed a decrease in the expression of proteins involved in formation of gap junctions (connexin-43) and adherens junctions (N-cadherin). These alterations may result in the loss of intercalated disc structural integrity, changing the mechanical and electrical-chemical coupling between neighboring cardiomyocytes. Additionally, we demonstrated the decrease of dystrophin and dystrophin-glycoprotein complex (DGC) components resulting from severe septic injury. The reduction or loss of dystrophin is the primary event that occurs followed by miofilamentar degeneration characterized by actin and myosin lysis. The decrease of glycoproteins associated with dystrophin: -dystroglican and laminin were considered secondary events. The results suggest that during experimental severe sepsis induced by cecal ligation and puncture (CLP), there is loss of important proteins involved in both the remodeling of the intercalated disc and the glycoproteins expression implicated in the mechanical link between the intracellular cytoskeleton and extracellular matrix. Although the functional studies are needed to determine the direct effect of these alterations on myocardium, we can suggest that myocardial structural changes may be partly responsible for sepsis-induced cardiac depression.

A sépsis e o choque séptico representam uma síndrome complexa de intensa resposta inflamatória sistêmica, com múltiplas anormalidades fisiológicas e imunológicas, comumente causadas por infecção bacteriana. A principal conseqüência dessa resposta é o comprometimento de muitos órgãos e tecidos. A disfunção cardíaca, decorrente de um prejuízo na contratilidade miocárdica, tem sido reconhecida como um fator importante que contribui para os altos índices de mortalidade observados na sépsis. Dados recentes do nosso laboratório indicam que alterações estruturais no miocárdio podem ser responsáveis pela disfunção cardíaca observada na sépsis. Considerando que a maquinaria contrátil interna das miofibras deve permanecer intimamente conectada com a membrana e a matriz extracelular, o presente estudo foi proposto para avaliar alterações nas comunicações intercelulares e acoplagem mecânica entre os cardiomiócitos vizinhos e avaliar a expressão de proteínas do arcabouço celular e da matriz extracelular (especificamente a laminina-?2) durante a sépsis grave. Nossos resultados mostraram que há uma diminuição na expressão das proteínas envolvidas na formação das gap junctions (conexina43) e junções aderentes (N-caderina), o que resultaria na perda da integridade estrutural dos discos intercalares, alterando o acoplamento mecânico e eletro-químico entre os cardiomiócitos vizinhos. Além disso, demonstramos que há redução na expressão de distrofina e das proteínas que constituem o complexo de glicoproteínas associadas a distrofina (CGD) durante a sépsis experimental. A redução ou perda da expressão de distrofina é o evento primário que ocorre seguido pela degeneração miofilamentar, caracterizada pela lise dos filamentos de actina e miosina. A diminuição na expressão das glicoproteínas associadas à distrofina: -distroglicana e laminina foram considerados eventos secundários. Os resultados sugerem que durante a sépsis induzida por ligação e perfuração do ceco (CLP), há perda de proteínas importantes envolvidas tanto no remodelamento do disco intercalar quanto na expressão de glicoproteínas envolvidas na ligação mecânica entre o citoesqueleto intracelular e a matriz extracelular. Embora estudos funcionais sejam necessários para determinar o efeito direto dessas alterações sobre o miocárdio podemos sugerir que as alterações estruturais são parcialmente responsáveis pela depressão miocárdica observada na sépsis. / Sepsis and septic shock represent a complex syndrome of systemic inflammatory response, with multiple physiological and immunological abnormalities, commonly caused by bacterial infection. The most important consequence of the response is the involvement of many organs and tissues. Cardiac dysfunction, caused by impairment in myocardial contractility, has been recognized as an important factor that contributes to the high mortality observed in sepsis. Evidence from our laboratory indicates that myocardial structural changes could be responsible for sepsis-induced myocardial dysfunction. Taking into account that the contractile machinery inside the myofibers must remain intimately connected with the membrane and extracellular matrix, the present investigation sought to evaluate changes in intercellular communications and mechanical coupling between the neighbor cardiomyocytes and the expression of the cell scaffold protein and extracellular matrix (specifically merosin laminin-2 chain) during the severe sepsis. Our results showed a decrease in the expression of proteins involved in formation of gap junctions (connexin-43) and adherens junctions (N-cadherin). These alterations may result in the loss of intercalated disc structural integrity, changing the mechanical and electrical-chemical coupling between neighboring cardiomyocytes. Additionally, we demonstrated the decrease of dystrophin and dystrophin-glycoprotein complex (DGC) components resulting from severe septic injury. The reduction or loss of dystrophin is the primary event that occurs followed by miofilamentar degeneration characterized by actin and myosin lysis. The decrease of glycoproteins associated with dystrophin: -dystroglican and laminin were considered secondary events. The results suggest that during experimental severe sepsis induced by cecal ligation and puncture (CLP), there is loss of important proteins involved in both the remodeling of the intercalated disc and the glycoproteins expression implicated in the mechanical link between the intracellular cytoskeleton and extracellular matrix. Although the functional studies are needed to determine the direct effect of these alterations on myocardium, we can suggest that myocardial structural changes may be partly responsible for sepsis-induced cardiac depression.