El tema principal de esta tesis es el desarrollo de técnicas de actualización de precondicionadores para resolver sistemas lineales de gran tamaño y dispersos Ax=b mediante el uso de métodos iterativos de Krylov. Se consideran dos tipos interesantes de problemas. En el primero se estudia la solución iterativa de sistemas lineales no singulares y antisimétricos, donde la matriz de coeficientes A tiene parte antisimétrica de rango bajo o puede aproximarse bien con una matriz antisimétrica de rango bajo. Sistemas como este surgen de la discretización de PDEs con ciertas condiciones de frontera de Neumann, la discretización de ecuaciones integrales y métodos de puntos interiores, por ejemplo, el problema de Bratu y la ecuación integral de Love. El segundo tipo de sistemas lineales considerados son problemas de mínimos cuadrados (LS) que se resuelven considerando la solución del sistema equivalente de ecuaciones normales. Concretamente, consideramos la solución de problemas LS modificados y de rango incompleto. Por problema LS modificado se entiende que el conjunto de ecuaciones lineales se actualiza con alguna información nueva, se agrega una nueva variable o, por el contrario, se elimina alguna información o variable del conjunto. En los problemas LS de rango deficiente, la matriz de coeficientes no tiene rango completo, lo que dificulta el cálculo de una factorización incompleta de las ecuaciones normales. Los problemas LS surgen en muchas aplicaciones a gran escala de la ciencia y la ingeniería como, por ejemplo, redes neuronales, programación lineal, sismología de exploración o procesamiento de imágenes. Los precondicionadores directos para métodos iterativos usados habitualmente son las factorizaciones incompletas LU, o de Cholesky cuando la matriz es simétrica definida positiva. La principal contribución de esta tesis es el desarrollo de técnicas de actualización de precondicionadores. Básicamente, el método consiste en el cálculo de una descomposición incompleta para un sistema lineal aumentado equivalente, que se utiliza como precondicionador para el problema original. El estudio teórico y los resultados numéricos presentados en esta tesis muestran el rendimiento de la técnica de precondicionamiento propuesta y su competitividad en comparación con otros métodos disponibles en la literatura para calcular precondicionadores para los problemas estudiados. / The main topic of this thesis is updating preconditioners for solving large sparse linear systems Ax=b by using Krylov iterative methods. Two interesting types of problems are considered. In the first one is studied the iterative solution of non-singular, non-symmetric linear systems where the coefficient matrix A has a skew-symmetric part of low-rank or can be well approximated with a skew-symmetric low-rank matrix. Systems like this arise from the discretization of PDEs with certain Neumann boundary conditions, the discretization of integral equations as well as path following methods, for example, the Bratu problem and the Love's integral equation. The second type of linear systems considered are least squares (LS) problems that are solved by considering the solution of the equivalent normal equations system. More precisely, we consider the solution of modified and rank deficient LS problems. By modified LS problem, it is understood that the set of linear relations is updated with some new information, a new variable is added or, contrarily, some information or variable is removed from the set. Rank deficient LS problems are characterized by a coefficient matrix that has not full rank, which makes difficult the computation of an incomplete factorization of the normal equations. LS problems arise in many large-scale applications of the science and engineering as for instance neural networks, linear programming, exploration seismology or image processing. Usually, incomplete LU or incomplete Cholesky factorization are used as preconditioners for iterative methods. The main contribution of this thesis is the development of a technique for updating preconditioners by bordering. It consists in the computation of an approximate decomposition for an equivalent augmented linear system, that is used as preconditioner for the original problem. The theoretical study and the results of the numerical experiments presented in this thesis show the performance of the preconditioner technique proposed and its competitiveness compared with other methods available in the literature for computing preconditioners for the problems studied. / El tema principal d'esta tesi és actualitzar precondicionadors per a resoldre sistemes lineals grans i buits Ax=b per mitjà de l'ús de mètodes iteratius de Krylov. Es consideren dos tipus interessants de problemes. En el primer s'estudia la solució iterativa de sistemes lineals no singulars i antisimètrics, on la matriu de coeficients A té una part antisimètrica de baix rang, o bé pot aproximar-se amb una matriu antisimètrica de baix rang. Sistemes com este sorgixen de la discretització de PDEs amb certes condicions de frontera de Neumann, la discretització d'equacions integrals i mètodes de punts interiors, per exemple, el problema de Bratu i l'equació integral de Love. El segon tipus de sistemes lineals considerats, són problemes de mínims quadrats (LS) que es resolen considerant la solució del sistema equivalent d'equacions normals. Concretament, considerem la solució de problemes de LS modificats i de rang incomplet. Per problema LS modificat, s'entén que el conjunt d'equacions lineals s'actualitza amb alguna informació nova, s'agrega una nova variable o, al contrari, s'elimina alguna informació o variable del conjunt. En els problemes LS de rang deficient, la matriu de coeficients no té rang complet, la qual cosa dificultata el calcul d'una factorització incompleta de les equacions normals. Els problemes LS sorgixen en moltes aplicacions a gran escala de la ciència i l'enginyeria com, per exemple, xarxes neuronals, programació lineal, sismologia d'exploració o processament d'imatges. Els precondicionadors directes per a mètodes iteratius utilitzats més a sovint són les factoritzacions incompletes tipus ILU, o la factorització incompleta de Cholesky quan la matriu és simètrica definida positiva. La principal contribució d'esta tesi és el desenvolupament de tècniques d'actualització de precondicionadors. Bàsicament, el mètode consistix en el càlcul d'una descomposició incompleta per a un sistema lineal augmentat equivalent, que s'utilitza com a precondicionador pel problema original. L'estudi teòric i els resultats numèrics presentats en esta tesi mostren el rendiment de la tècnica de precondicionament proposta i la seua competitivitat en comparació amb altres mètodes disponibles en la literatura per a calcular precondicionadors per als problemes considerats. / Guerrero Flores, DJ. (2018). On Updating Preconditioners for the Iterative Solution of Linear Systems [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/104923

In this thesis, we develop preconditioned iterative methods for the solution of matrix systems arising from PDE-constrained optimization problems. In order to do this, we exploit saddle point theory, as this is the form of the matrix systems we wish to solve. We utilize well-known results on saddle point systems to motivate preconditioners based on effective approximations of the (1,1)-block and Schur complement of the matrices involved. These preconditioners are used in conjunction with suitable iterative solvers, which include MINRES, non-standard Conjugate Gradients, GMRES and BiCG. The solvers we use are selected based on the particular problem and preconditioning strategy employed. We consider the numerical solution of a range of PDE-constrained optimization problems, namely the distributed control, Neumann boundary control and subdomain control of Poisson's equation, convection-diffusion control, Stokes and Navier-Stokes control, the optimal control of the heat equation, and the optimal control of reaction-diffusion problems arising in chemical processes. Each of these problems has a special structure which we make use of when developing our preconditioners, and specific techniques and approximations are required for each problem. In each case, we motivate and derive our preconditioners, obtain eigenvalue bounds for the preconditioners where relevant, and demonstrate the effectiveness of our strategies through numerical experiments. The goal throughout this work is for our iterative solvers to be feasible and reliable, but also robust with respect to the parameters involved in the problems we consider.

Phosphodiesterase Type 5 (PDE5) inhibitors are cardioprotective against ischemia/reperfusion (I/R) injury. However, it remains uncertain if I/R affects PDE5. We hypothesized that generation of reactive oxygen species (ROS) during I/R leads to upregulation of PDE5, which contributes to pathological changes following acute myocardial infarction (AMI). Adult male ICR mice were subjected to 30 minutes of in vivo or ex vivo I/R. To examine the role of ROS, a subset of hearts were perfused with 100 µM hydrogen peroxide (H2O2). Expression and activity of PDE5, pPDE5, and cGMP-dependent protein kinase (PKG) were measured by Western blots and spectrophotometric assay. The results show that ischemia and I/R significantly increased expression of PDE5. H2O2 had no effect on PDE5 expression and activity but significantly increased PKG activity. We conclude that acute cardiac ischemia or I/R upregulate PDE5 independent of oxidant stress in the heart.

L’infarctus du myocarde (IC) représente plus de 15 % de la mortalité mondiale liés aux maladies cardiovasculaires (MC). En absence d’une rapide reperfusion des coronaires occluses, aucune intervention thérapeutique n’est capable de limiter les effets délétères de l’IC. Un des moyens les plus efficaces de la cardioprotection, étudié en recherche, est le préconditionnement cardiaque ischémique (PCI). L’adénosine libérée au cours du PCI active via ces récepteurs P1 les voies de cardioprotection. Des études mettent en évidence également l’implication des purinorécepteurs P2Y dans la cardioprotection. Les récepteurs P2Y2, 4 et 6 sont les plus étudiés dans la cardioprotection. Les récepteurs P2Y sont sensibles aux nucléotides comme l’ATP et l’UTP libérés au cours de l’ischémie. Parmi les récepteurs P2Y seul le récepteur P2Y11 est doublement couplé à l’adénylate cyclase et à la phospholipase C (PLC). Il est également le seul récepteur dont le polymorphisme génétique, induisant une perte du signal métabotropique, prédispose à plus de risques d’IC et d’inflammation dans toutes les catégories d’âge indépendamment des facteurs de risques variables de l’IC (Amisten et al., 2007). Ceci suggère un important rôle du récepteur P2Y11 dans la prévention primaire et comme cible thérapeutique de l’infarctus du myocarde. Le β-NAD, nucléotide à base de pyridine, est libéré au cours de l’ischémie comme les médiateurs de cardioprotection notamment l’adénosine, l’ATP et l’UTP. Cependant, aucune étude ne s’est intéressée spécifiquement aux rôles du P2Y11 et des nucléotides pyridiniques, comme médiateurs, dans la cardioportection alors que le NAADP, un métabolite du β-NAD, est rapporté comme agoniste (Moreschi et al., 2008) du récepteur P2Y11. Dans ce travail, nous avons mis en évidence pour la première fois l’augmentation des concentrations interstitielles des métabolites du β-NAD comme le NAADP au cours de l’ischémie. L’augmentation des concentrations du NAADP décrit une cinétique comparable à celle de l’adénosine. Le NAADP extracellulaire ([NAADP]e), appliqué avant un cycle d’ischémie/reperfusion (I/R), déclenche une cardioprotection envers les effets délétères de l’I/R. En effet, le [NAADP]e améliore les fonctions contractiles, réduit les contractures, les arythmies de reperfusion et la taille de l’infarctus, dans un modèle d’I/R cardiaque chez le rat. Ce préconditionnement pharmacologique induit par le [NAADP]e implique les récepteurs P2Y11-like. Dans un modèle de cardiomyocytes, nous mettons en évidence l’activité métabotropique spécifique du récepteur P2Y11-like déclenché par le [NAADP]e. Le [NAADP]e déclenche via le récepteur P2Y11-like l’activation de la PKCε, ERK1/2, AKT et GSK-3β, des protéines kinases de prosurvie cellulaire, ce qui explique ses effets cardioprotecteurs. La phosphorylation des protéines de prosurvie cellulaire nécessite la médiation de la PKA, de la PLC et de la src. Le NF546, un nouvel agoniste sélectif du récepteur P2Y11, déclenche une activité métabotropique semblable à celle du [NAADP]e, confirmant ainsi l’existence fonctionnelle du récepteur P2Y11-like au niveau des cardiomyocytes de rat. L’activation du récepteur P2Y11-like, que ce soit par le [NAADP]e ou le NF546, induit une augmentation des concentrations intracellulaires du β-NAD et de ses métabolites, le NADP, le NAADP, le NAAD et l’ADP ribose cyclique. Le β-NAD, le NAADP comme le NAAD, ont été impliqués dans le déclenchement au niveau intracellulaire des voies de cardioprotection comme la voie des sirtuines et de l’autophagie. Ces mécanismes peuvent être complementaires de l’effet cardioprotecteur du [NAADP]e. L’ensemble de nos données conforte le rôle cardioprotecteur du récépteur P2Y11 et suggère que le NAADP interstitiel accumulé au cours de l’ischémie pourrait avoir un rôle de facteur paracrine de survie cellulaire améliorant la survie des cardiomyocytes au cours des évènements ischémiques. / Myocardial infarction (MI) accounts for more than 15 % of global deaths related to cardiovascular diseases (CD). In the absence of a prompt reperfusion of occluded coronary arteries, none of therapeutic interventions is able to limit the deleterious effects of MI. One of the most effective means of cardioprotection, studied in research, is the ischemic cardiac preconditioning (ICP). Adenosine released during ICP triggers, via P1 receptors, cardioprotective effects. Involvement of the purinoceptors (P2Y) in cardioprotective effects has been also reported. P2Y2,4,6 receptors, the most studied P2Y receptors in cardioprotection, are activated by the nucleotides released during ischemia such as ATP and UTP. Among the P2Y receptors, P2Y11 is dually coupled to Gs and Gq proteins and is the single P2Y receptor which has been linked, via a genetic polymorphism, to an increased risk of acute myocardial infarction and elevated levels of C-reactive protein in humans in all age groups (Amisten et al., 2007). This suggests for the P2Y11 receptor an important role in primary prevention and as a therapeutic target of the P2Y11 receptor for myocardial infarction. β-NAD, a pyridine nucleotide, is released during ischemia like adenosine, ATP and UTP. However, no study has focused on the roles of P2Y11 receptor and pyridine nucleotide in mediating cardioprotective effects while NAADP, a β-NAD metabolite, has been reported as an agonist (Moreschi et al., 2008) of the P2Y11 receptor. In this work, we show, for the first time, increased interstitial concentrations of NAADP during ischemia. Interstitial kinetics of NAADP is similar to adenosine. Using a pharmacological preconditioning protocol, triggered by extracellular NAADP ([NAADP]e) before a prolonged ischemia/reperfusion (I/R), rat hearts rapidly recovered post-ischemic contractile function and displayed attenuated contracture, infarct size and arrhythmogenesis. This pharmacological preconditioning involves the P2Y11-like receptor. In cardiomyocytes culture, [NAADP]e induces specific metabotropic response of the P2Y11-like receptor. [NAADP]e triggers via the P2Y11-like receptor prosurvival protein kinases activation such as PKCε, ERK1/2, AKT and GSK-3β which explains its protective effects. Phosphorylation of prosurvival protein kinases requires the mediation of PKA, PLC and src. As with [NAADP]e, the NF546, a new selective agonist of P2Y11 receptor, triggers a metabotropic activity, thus confirming the functional existence of P2Y11-like receptor in rat cardiomyocytes. Activation of the P2Y11-like receptor, either by [NAADP]e or NF546 induced an increase in intracellular concentrations of β-NAD and its metabolites, NADP, NAADP, NAAD and cyclic ADP ribose. More, β-NAD, NAADP as well as NAAD have been involved in activation of cardioprotective pathways such as sirtuine pathways and autophagy. Taken together, our data demonstrate for the first time that the P2Y11 receptor mediates cardioprotective effects induced by [NAADP]e. NAADP is released during ischemia suggesting that [NAADP]e may act as a paracrine survival factor, prolonging cardiomyocytes lifespan during ischemic events.

Introdução: O trauma é um fenômeno que cursa com lesão tecidual, sendo que o trauma cirúrgico (TC) apresenta a referida lesão como consequência de um ato cirúrgico. A isquemia seguida de reperfusão (IR) é um evento comum em várias condições patológicas, bem como em diversos procedimentos cirúrgicos, principalmente transplantes. É frequente o desenvolvimento de lesões teciduais locais e remotas após trauma e após a I/R, parte de um fenômeno conhecido como síndrome da resposta inflamatória sistêmica (SRIS), frequentemente seguida pela falência de múltiplos órgãos (FMO). Estudos provaram o envolvimento do neutrófilo em tais síndromes como resultado da ação de enzimas proteolíticas secretadas a partir de grânulos citoplasmáticos, radicais livres produzidos por explosão respiratória e citocinas liberadas após a infiltração nos tecidos. Nesse contexto, foi provado que o pré-condicionamento isquêmico (PCI), definido como curtos episódios de isquemia precedendo a IR, protege contra essas lesões, com menor ativação de neutrófilos. No entanto, o conhecimento a respeito dos mecanismos operantes nos neutrófilos após o trauma cirúrgico, a isquemia seguida de reperfusão ou o pré-condicionamento isquêmico, ainda são preliminares. Objetivo: Analisar com maior profundidade o impacto dessas condições (TC, IR e PCI) no proteoma e fosfoproteoma do neutrófilo. Métodos: Foi realizada a análise de parâmetros hematológicos juntamente com a análise proteômica e fosfoproteômica de neutrófilos de ratos submetidos a TC, IR e PCI, comparados ao grupo controle. A análise proteômica foi realizada em sistema de nLC-MS/MS orbitrap de alto desempenho, usando marcação com iTRAQ, enriquecimento de fosfopeptídios e pré-fracionamento por HILIC. A análise estatística baseada em clusters utilizando scripts em R mostrou proteínas com abundância relativa diferencial em todas as condições. Resultados: A avaliação dos parâmetros hematológicos antes e depois de TC, IR e IPC demonstrou alterações no número, forma e tamanho de linfócitos, hemácias, plaquetas e, principalmente, neutrófilos (granulócitos). Observou-se um claro aumento na contagem de neutrófilos após TC e IR, sendo que tal aumento foi prevenido pelo PCI. Um total de 393 proteínas foram determinadas como reguladas para abundância relativa entre o grupo controle e o grupo TC. A maioria das proteínas encontradas como reguladas em comum nos grupos TC e IR estão relacionadas à apoptose (caspase-3), motilidade celular (PAK2), transdução de sinal (IL-5, IL-6 e TNF) e degradação pelo sistema proteassoma no neutrófilo. Maior produção de espécies reativas de oxigênio e disfunção da migração direcional de neutrófilos (PKC-delta) com aumento do tempo de vida dos neutrófilos são eventos iniciais importantes que podem resultar em mais dano tecidual e em infecção. A análise proteômica de neutrófilos de ratos após PCI levou à identificação de 2437 grupos de proteínas atribuídos a 5 clusters diferentes, contendo proteínas de abundância relativa significativamente aumentada ou diminuída em IR e PCI. O estudo de vias desses clusters baseado no KEGG revelou aumento nas vias de fagocitose mediada por Fc-gama R, sinalização por quimiocinas, adesão focal e migração transendotelial, citoesqueleto de actina, metabolismo e diminuição nas vias ribossomais, de transporte de RNA, de processamento de proteínas. A regulação da fosforilação de proteínas após IR e PCI mostrou algumas vias como quimiocinas, Fc-gama, GPCR, migração celular e vias pró e antiapoptóticas, sendo que a via de splicing alternativo foi a que apresentou regulação mais evidente (p < 0.0001). A regulação da abundância, bem como da fosforilação, presença de motivos e de domínios levou à identificação de fosfatases, como Fgr, GRK2, PKC delta, ptpn6 e ptprc reguladas por IR, bem como stk38, pkn1, syk e inpp5d reguladas por PCI. A interação mais marcante entre proteínas foi demonstrada como sendo entre os receptores de Fgr e Ptp. Conclusão: Concluímos que as alterações causadas por TC, IR e PCI levaram a intenss alterações na abundância de algumas proteínas e em eventos de fosforilação em neutrófilos, levando ao efeito destrutivo observado após a IR e ao efeito protetor consequente ao PCI / Introduction: Trauma is a phenomenon that involves tissue injury, whereas the surgical trauma (ST) has such injury as a consequence of a surgery. Ischemia reperfusion is common event in many surgical procedures, especially in transplants, as well as in many pathological conditions. Local and remote tissue injuries usually develop after trauma and ischemic reperfusion, part of a phenomenon known as systemic inflammatory response syndrome, frequently followed by multiple organ failure (MOF). Studies have proven the involvement of the neutrophil in all these injuries as a result of proteolytic enzymes secreted from cytoplasmic granules, free radicals produced by respiratory burst, cytokines released after tissue infiltration. In that context, ischemic preconditioning (IPC), that are short episodes of ischemia before ischemia reperfusion, was proved to be protective against these injuries with less activation of neutrophils. However the knowledge about the underlying mechanism operating in the neutrophil after surgical trauma, ischemia reperfusion and preconditioning is preliminary. Objective: To deeply analyze the impact of these conditions (ST, IR and IPC) on the neutrophil proteome and phosphoproteome. Methodology: We did hematological analysis along proteomics and phospho proteomics through high throughput nLC-MS/MS analysis by orbitrap using iTRAQ labeling, phospho peptide enrichments, and HILIC pre-fractionation. Neutrophils from control, ST, IR and IPC conditions after extraction were processed for proteomic analysis. Statistical package using R based on cluster analysis led to the detection of differentially regulated proteins in all conditions. Results: The evaluation of the hematological parameters before and after ST, IR or IPC on blood cells stated alteration in size, number and shape of lymphocytes, RBCs, platelets and specially neutrophils (granulocytes). In the analysis, a clear increase in neutrophil count after ST and IR with such increase prevented by IPC. A total of 393 proteins were found differentially regulated between control and trauma groups. Most of the common proteins found regulated in trauma and IR seem to be related to apoptosis (caspase-3), cell motility (PAK2) and signal transduction in IL5, IL6 and TNF and proteasomal degradation in neutrophil. Higher oxygen species production and dysfunction of directional neutrophil migration (PKC delta) with increase in the life span of neutrophils are early important events that can finally result into more tissue damage and infection. The total proteomic analysis of rat neutrophils after IPC led to the identification of 2437 protein groups assigned to five different clusters with significantly up and downregulated proteins in IR and IPC. Cluster based KEGG pathways analysis revealed up-regulation of chemokine signaling, focal adhesion, leukocyte transendothelial migration, actin cytoskeleton, metabolism and Fc gamma R mediated phagocytosis, whereas downregulation in ribosome, spliceosome, RNA transport, protein processing in endoplasmic reticulum and proteasome, after intestinal ischemic preconditioning. The phosphoregulated proteins containing domains and motifs in the regulated peptides after IR and IPC led to the identification of some of important players such as chemokine, Fc gamma, GPCR, migration and pro/anti-apoptotic pathways. The phosphoproteins from alternative splicing was the pathway presenting the most remarkable regulation with a p-value of 0.0001. The regulation in expression as well as in phosphorylation, the presence of motifs and domains led to the identification of kinases and phosphatases including Fgr, GRK2, PKC delta, ptpn6 and ptprc in neutrophils after IR whereas stk38, pkn1, syk, and inpp5d in neutrophil due to IPC. The highest protein-protein interaction was shown by Fgr and Ptp receptors. Conclusion: We concluded that the changed stimulus produced after ST, IR and IPC led to the huge alteration in proteins expression and phosphorylation events in the neutrophil proteome as mentioned in our work, that leads to final destructive and protective phenotype of neutrophils respectively

Eventos isquêmicos seguidos por reperfusão levam ao dano celular e mitocondrial devido à abertura do poro de transição de permeabilidade mitocondrial (TPM). Todavia, o pré-condicionamento evita o dano celular por isquemia e reperfusão. Esse efeito protetor é semelhante ao obtido pela abertura do canal mitocondrial de potássio sensível a ATP (mitoKATP). Aqui, nós mostramos os mecanismos de sinalização que ativam o mitoKATP durante o pré-condicionamento, o papel redox destes canais e seu conseqüente mecanismo protetor. Usando células cardíacas HL-1, nós demonstramos que aumentos em espécies reativas de oxigênio (EROs) observadas durante o pré-condicionamento não foram revertidos por antagonistas do mitoKATP, que significativamente evitaram a proteção pelo pré-condicionamento. Isso sugere que essas espécies são formadas anteriormente à abertura do canal. Consistente com essa hipótese, a adição de catalase a corações perfundidos de rato e a células HL-1 promove reversão dos efeitos benéficos do pré-condicionamento, mas não do diazóxido (um agonista do mitoKATP). Por outro lado, 2-mercaptopropionil glicina preveniu a cardioproteção em ambos os casos, sugerindo que este composto deve apresentar outros efeitos além de antioxidante. De fato, verificamos que agentes redutores tiólicos interferem na ativação do mitoKATP mediada pelo diazóxido em mitocôndrias isoladas de coração de rato. Examinando como o mitoKATP pode ser ativado durante o pré-condicionamento, constatamos que EROs endógenas e exógenas fortemente ativaram o mitoKATP, sugerindo que o moderado aumento nas EROs durante o pré-condicionamento pode ativar esse canal. Uma vez ativado, o canal preveniu as condições (captação de Ca2+ e formação de EROs) que favorecem a ocorrência de TPM em situação de isquemia. A atividade deste canal também leva à diminuição de EROs gerados fisiologicamente ou durante períodos de isquemia e reperfusão, evitando o dano celular conseqüente. Este fato não envolveu nenhum aumento nos sistemas de remoção de oxidantes. Por outro lado, a inibição da TPM, usando ciclosporina A, preveniu o estresse oxidativo somente durante a reperfusão, mas protegeu as células de maneira indistinguível da abertura do mitoKATP. Juntos, nossos resultados sugerem que o mitoKATP age como um sensor para as EROs que diminui a sua geração em resposta a níveis aumentados de oxidantes. Em conseqüência, estes canais regulam o balanço redox em condições fisiológicas e previnem o estresse oxidativo em condições patológicas, inibindo com isso a ocorrência de TPM e morte celular isquêmica. / Ischemia followed by reperfusion results in impairment of cellular and mitochondrial functionality due to opening of mitochondrial permeability transition (MPT) pores. Nevertheless, preconditioning rescues cells from ischemic damage. Mitochondrial ATP-sensitive K+ channel (mitoKATP) opening also prevents cardiac ischemic cell death. Here we show the signaling mechanisms that activate mitoKATP during preconditioning, the redox role of these channels and consequent protective mechanisms. Using cardiac HL-1 cells, we found that increases in reactive oxygen species (ROS) observed during preconditioning were not inhibited by mitoKATP antagonists, although these drugs significantly avoided the protection afforded by preconditioning, suggesting their activation occurrs upstream of channel activity. Consistent with this, catalase addition to perfused rat hearts and HL-1 cells reversed the beneficial effects of preconditioning, but not of diazoxide (a mitoKATP agonist). On the other hand, 2-mercaptopropionylglycine prevented cardioprotection in both cases, suggesting this compound may present effects other than scavenging ROS. Indeed, thiol reducing agents impaired diazoxide-mediated activation of mitoKATP in isolated rat heart mitochondria. We found that endogenous or exogenous ROS strongly enhanced mitoKATP activity, suggesting that moderate increments in ROS release during preconditioning may activate mitoKATP. Furthermore, mitoKATP prevented conditions (Ca2+ uptake and ROS formation) that favor the opening of MPT pores under ischemic conditions. MitoKATP opening decreased ROS generation physiologically and during both ischemia and reperfusion, consequently avoiding cellular damage. This prevention does not involve an increase in oxidant removal systems. On the other hand, the inhibition of MPT, using cyclosporin A, prevented oxidative stress only during simulated reperfusion, but protected cells in a manner indistinguishable from mitoKATP opening. Collectively, our results suggest that mitoKATP acts as a ROS sensor that decreases mitochondrial ROS generation in response to enhanced local levels of oxidants. As a result, these channels regulate mitochondrial redox state under physiological conditions and prevent oxidative stress under pathological conditions, inhibiting MPT opening and ischemic cardiac damage.

INTRODUÇÃO: Pré-condicionamento isquêmico remoto (PCIR) é o fenômeno pelo qual curtos períodos de isquemia sub-letal sobre um órgão ou tecido, intercalados com reperfusão do mesmo, conferem a outros órgãos ou tecidos distantes deste, um aumento na capacidade da resistir a episódios subsequentes de isquemia, a qual os mesmos possam ser expostos. Com base nesse fato, testamos a hipótese de que o pré-condicionamento isquêmico remoto em pacientes portadores de claudicação intermitente de membros inferiores poderia aumentar a capacidade de deambulação desses pacientes, extrapolando o conceito do PCIR de aumento da capacidade de preservação da integridade celular frente à isquemia, para a manutenção da função celular, tornando a célula mais apta ao trabalho em situações de privação de oxigênio, geradas pela restrição do fluxo sanguíneo, como ocorre nos pacientes com claudicação intermitente de membros inferiores, durante o exercício. OBJETIVOS: Avaliar se o PCIR aumenta a distância de início de claudicação e/ou a distância total de claudicação em pacientes com doença arterial obstrutiva periférica. MÉTODOS: Foram estudados 52 pacientes ambulatoriais que apresentavam queixa de claudicação intermitente dos membros inferiores, associada a um pulso arterial ausente ou reduzido no membro sintomático e/ou um índice tornozelo-braço <0,90. Estes pacientes foram randomizados em três grupos (A, B e C). Todos os pacientes foram submetidos a dois testes de caminhada em esteira de acordo com o protocolo de Gardner. O grupo A fez o primeiro teste de esteira sem o pré-condicionamento isquêmico remoto e, após 7 dias, foi submetido a um novo teste de esteira, agora precedido pelo pré-condicionamento isquêmico remoto. O grupo B foi submetido ao pré-condicionamento isquêmico remoto antes do primeiro teste de esteira e, após 7 dias, realizou novo teste de esteira, agora sem o pré-condicionamento isquêmico remoto. Já no Grupo C (grupo controle), ambos os testes de esteira foram realizados sem pré-condicionamento isquêmico remoto, também com 7 dias de intervalo. RESULTADOS: Os grupos A e C mostraram um aumento na distância de início de claudicação, no segundo teste, em comparação com o primeiro teste. O grupo A teve um aumento estatisticamente significativo, em relação ao grupo C (grupo controle). Com relação à distância total de claudicação, todos os grupos (A, B e C), mostraram um aumento estatisticamente significativo a favor do segundo teste, porém não foi observada diferença entre os grupos (A, B e C). CONCLUSÕES: O pré-condicionamento isquêmico remoto aumentou a distância inicial de claudicação em pacientes com claudicação intermitente, no entanto, ele não afetou a distância total de claudicação dos pacientes portadores de claudicação intermitente de membros inferiores / INTRODUCTION: Remote ischemic preconditioning (RIPC) is a phenomenon in which a short period of sub-lethal ischemia in one organ protects against subsequent bouts of ischemia in another organ. Extrapolating the RIPC concept of increasing the preservation of cell integrity capability against ischemia, for the maintenance of cellular function, making the cell more able to work in oxygen deprivation generated by the restriction of blood flow, as occurs in patients with intermittent claudication of the lower limbs during exercise, we hypothesized that RIPC in patients with intermittent claudication would increase muscle tissue resistance to ischemia, thereby resulting in an increased ability to walk. OBJECTIVES: To test this hypothesis, we performed gait tests in patients with claudication with and without prior RIPC and then compared the initial claudication distance (ICD) and the total walking distance (TWD). METHODS: In a claudication clinic, 52 ambulatory patients who presented with complaints of intermittent claudication in the lower limbs associated with an absent or reduced arterial pulse in the symptomatic limb and/or an ankle-brachial index < 0.90 were recruited for this study. The patients were randomly divided into three groups (A, B and C). All of the patients underwent two tests on a treadmill according to the Gardener protocol. Group A was tested first without RIPC. Group A was subjected to RIPC prior to the second treadmill test. Group B was subjected to RIPC prior to the first treadmill test and then was subjected to a treadmill test without RIPC. In Group C (control group), both treadmill tests were performed without RIPC. The first and second tests were conducted seven days apart. Brazilian Clinical Trials: RBR-7TF6TM. RESULTS: Group A and C showed an increase in the initial claudication distance in the second test compared to the first test. Group A had a statistically significant increase, compared with C group (control group). With respect to total claudication distance, all the groups (A, B and C) showed a statistically significant increase in favor of the second test, but there was no difference between groups (A, B and C). CONCLUSIONS: RIPC increased the initial claudication distance in patients with intermittent claudication; however, RIPC did not affect the total walking distance of the patients

O pré-condicionamento isquêmico (PCI) é um importante mecanismo de proteção celular, capaz de favorecer a diminuição da necrose dos cardiomiócitos durante isquemia aguda. Fármacos hipoglicemiantes orais, tais como glibenclamida e repaglinida, podem provocar a perda dessa proteção por sua propriedade bloqueadora de canais de potássio dependentes de adenosina trifosfato (K-ATP). Já a vildagliptina, pertencente à classe dos inibidores da enzima dipeptidil peptidase 4 (DPP-4), exerce seus efeitos sobre a glicemia principalmente via hormônio peptídeo-1 tipo glucagon (GLP-1). Receptores de GLP-1 estão presentes no miocárdio e seu papel nesse tecido é alvo de investigadores. Este estudo avaliou o efeito da vildagliptina sobre o pré-condicionamento isquêmico em portadores de diabetes mellitus 2 (DM2) e doença coronariana multiarterial estável (DAC). Foram admitidos 54 pacientes diabéticos com doença multiarterial coronariana estável, documentada pela angiografia e com teste ergométrico positivo para isquemia. Na fase 1, betabloqueadores e fármacos hipoglicemiantes orais foram suspensos por 7 dias, e todos paciente foram submetidos a 2 testes ergométricos (TE) seguenciais, com intervalo de descanso de 30 minutos entre eles (TE1 e TE2). Para a fase 2, os pacientes receberam vildagliptina 100mg/dia por 7 dias consecutivos e foram submetidos a mais 2 TE seguenciais (TE3 e TE4). Na fase 1, todos os pacientes desenvolveram isquemia esforço induzida (depressão de ST>=1 mm) no TE1. O tempo para alcançar 1,0mm de depressão do segmento ST (T-1,0mm) em TE2 foi maior que em TE1, caracterizando a presença do PCI em todos os pacientes. Na fase 2, todos desenvolveram isquemia em TE3, e 76% apresentaram isquemia mais tardia em TE4, isto é, aumentaram a tolerância miocárdica em TE4 em comparação a TE3, caracterizando PCI preservado (p<0,001). Somente 24% dos pacientes revelaram bloqueio do PCI (p=0,006). A vildagliptina preservou o pré-condicionamento isquêmico em pacientes com DM2 e DAC. / Ischemic preconditioning (IPC) refers to the phenomenon in which short periods of myocardial ischemia and reperfusion promote resistance to a subsequent prolonged ischemic insult. Some hypoglycemic drugs, such as glibenclamide and repaglinide, are able to inhibit this protective phenomenon probably by its effects as blockers of adenosine triphosphate-dependent potassium (K-ATP) channels. Moreover, vildagliptin, belonging to the class of dipeptidyl peptidase-4 enzyme (DPP-4) inhibitor, performs its action by incretin system, mainly by hormone glucagon-like peptide 1 (GLP-1). GLP-1 receptors are present in various body tissues, including myocardium. Multiple actions of GLP-1 and structurally related GLP-1 agonists have been reported in heart. We aimed to evaluate the effect of vildagliptin on IPC in patients with type 2 diabetes and symptomatic coronary artery disease. We evaluated 54 patients with DM2 and a positive exercise test that also had with multivessel coronary disease confirmed by coronary angiography. In phase I, without drug, all patients underwent 2 consecutive treadmill exercise tests (ET1 and ET2). After that, all patients received vildagliptin 100 mg per day for one week and underwent more 2 more sequential tests (ET3 and ET4). The time interval between the exercises tests was 30 minutes. In phase 1, all patients demonstrated IPC that was observed by the improvement in time to 1mm of ST segment depression (T-1.0mm) in ET2 compared with T1 In phase 2, with vildagliptin, all patients (54) developed ischemia in ET3, however, 76 % (41) of patients showed experienced later ischemia in ET4 compared with ET3 (p<0.001), characterizing IPC preserved. Only 24% (13) patients demonstrated T-1.0mm earlier in ET4 compared with ET3, indicating the cessation of IPC (p=0.006). Vildagliptin did not affect this protective mechanism in a relevant way in patients with type 2 diabetes and symptomatic coronary artery disease.

As doenças isquêmicas representam a principal causa de mortalidade e morbidade no mundo. Dessa forma, o melhor entendimento dos sinais intracelulares envolvidos no estabelecimento e propagação do dano induzido pela isquemia-reperfusão (I/R) é essencial para o desenvolvimento de novas estratégias, futuramente utilizadas na prevenção e no tratamento do infarto agudo do miocárdio, acidente vascular cerebral e isquemia renal. O processo de isquemia-reperfusão gera danos irreparáveis aos tecidos acometidos. A reperfusão do tecido afetado, que ficara temporariamente mantido em hipóxia (com baixa tensão de oxigênio), resulta em um brusco aporte de oxigênio (alta tensão de oxigênio) e consequente colapso metabólico, caracterizado pela disfunção mitocondrial associada à elevada produção de radicais livres. Recentemente demonstramos que estímulos cardioprotetores (ex. pré-condicionamento isquêmico e etanol) são acompanhados pela ativação da proteína quinase C isoforma épsilon (PKC&#949;), aumento de sua translocação para a mitocôndria e consequente fosforilação/ativação da enzima mitocondrial aldeído desidrogenase 2 (ALDH2). A ALDH2 é uma enzima chave na proteção contra danos isquêmicos devido a sua capacidade de oxidar aldeídos, como 4-hidroxi-2-nonenal e acetaldeído, produzidos durante estresse oxidativo. Semelhante ao pré-condicionamento isquêmico, o exercício físico (EF) também promove um aumento da tolerância do miocárdio à lesão de isquemia-reperfusão, entretanto os mecanismos celulares envolvidos nessa cardioproteção ainda são pouco compreendidos. No presente projeto de pesquisa buscamos validar o eixo intracelular PKC&#949;-ALDH2 como possível mecanismo cardioprotetor induzido pelo EF frente estresse de isquemia-reperfusão. Inicialmente, utilizando camundongos selvagens, avaliamos se o exercício físico (7 dias consecutivos) modula a PKC&#949; e a ALDH2, e se essa resposta é transiente ou sustentada. Em seguida, por meio da técnica de isquemia-reperfusão ex vivo (Langendorff), avaliamos a participação individual da PKC&#949; e ALDH2 na cardioproteção mediada pelo exercício físico. Nossos resultados mostram que o exercício físico aumenta a expressão da PKC&#949; no cardiomiócito de forma transiente, visto que 24h após a última sessão de exercício físico esse valor foi restabelecido, e a ALDH2 mostrou aumento sustentado em sua atividade, mantida até mesmo 24h após a última sessão de exercício físico. Além disso, sete dias de exercício físico é capaz de proteger o coração da lesão de isquemia e reperfusão. Entretanto, quando foram utilizados inibidores específicos ou animais geneticamente modificados, essa cardioproteção foi perdida. Assim, nossos resultados sugerem um papel importante do eixo PKC&#949;-ALDH2 na cardioproteção induzida pelo exercício físico frente a uma lesão por isquemia/reperfusão. / Ischemic diseases are the leading cause of mortality and morbidity worldwide. Thus, a better understanding of the intracellular signals involved in the establishment and propagation of damage induced by ischemia-reperfusion is essential to the development of new strategies that can be used in the prevention and treatment of myocardial infarction, stroke and renal ischemia. The process known as ischemia-reperfusion (I/R) causes irreparable damage to the affected tissues due to the wide variation in tissue oxygen tension. Reperfusion of the affected tissue, which had been temporarily maintained at hypoxia (low oxygen tension), results in abrupt oxygen supply (high oxygen tension) and consequent metabolic collapse, characterized by mitochondrial dysfunction associated with high production of free radicals. We recently demonstrated that cardioprotective stimuli (i.e. ischemic preconditioning and ethanol) are accompanied by increased translocation of protein kinase C isoform epsilon (PKC&#949;) to the mitochondria and subsequent phosphorylation-activation of mitochondrial aldehyde dehydrogenase enzyme 2 (ALDH2), which has an inverse correlation with myocardial injury. ALDH2 is a key enzyme in the protection against ischemic damage due to its capacity to oxidize aldehydes (i.e. acetaldehyde and 4-hydroxynonenal) produced during oxidative stress. Similar to ischemic preconditioning, exercise promotes increased myocardial tolerance to ischemia-reperfusion injury; however, the cellular mechanisms involved in this process are still poorly understood. We proposed to validate the intracellular PKC&#949;-ALDH2 axis as a possible exercise-mediated cardioprotective mechanism upon ischemia-reperfusion. Firstly, using wild-type mice, we evaluated whether exercise (7 consecutive days) modulates the activity of PKC&#949; and ALDH2 (transient vs. sustained). Then, through the ex vivo ischemia-reperfusion technique (Langendorff), we evaluated the individual participation of PKC&#949; and ALDH2 in exercise-mediated cardioprotection. Our results show that physical exercise increases the cardiomyocyte PKC&#949; levels in a transient way, since this response was reestablished 24h after the last physical exercise session. Moreover, ALDH2 showed a sustained increase in its activity, which was maintained even 24h after the last session. In addition, seven days of physical exercise was able to protect the heart from ischemia and reperfusion injury, whereas this cardioprotection was lost when specific inhibitors or genetically modified animals (PKC&#949; knockout mice and ALDH2 knock-in mice) were used. Thus, our results suggest an important role of the PKC&#949;-ALDH2 axis in the cardioprotection induced by exercise against ischemia/reperfusion injury.

Fundamentos: A Síndrome da Resposta Inflamatória Sistêmica (SRIS) permanece como uma das principais causas de disfunção de órgãos associada à circulação extracorpórea (CEC) na maioria dos pacientes submetidos à cirurgia cardíaca, especialmente em neonatos submetidos à correção de cardiopatias congênitas com auxílio de CEC. A circulação extracorpórea (CEC) neonatal é uma ferramenta essencial para a correção cirúrgica de grande parte das cardiopatias congênitas. Apesar dos avanços importantes na técnica, a CEC geralmente promove uma lesão multi-órgãos, cujo mecanismo inclui a lesão de isquemia-reperfusão (IR) e a resposta inflamatória sistêmica. Na arena clínica, a complicação mais importante pós-CEC neonatal consiste na lesão pulmonar e a disfunção respiratória, com consequente congestão vascular pulmonar e aumento do liquido intersticial. No cenário fetal, a disfunção placentária representa a principal causa de morbi-mortalidade durante e após a CEC fetal. O pré-condicionamento isquêmico remoto (PCIR) tem sido aplicado como alternativa terapêutica capaz de mitigar os danos teciduais consequentes ao processo inflamatório desencadeado pela lesão de IR e proteger tecidos à distância da isquemia subsequente. No entanto, o impacto desta estratégia não foi ainda demonstrado na CEC fetal, para determinar se esta forma de intervenção terapêutica não-invasiva poderia oferecer uma proteção multi-órgãos fetais, como os pulmões e a placenta. Objetivo: Testar a hipótese de que o PCIR em fetos de ovinos submetidos a CEC reduz a inflamação sistêmica fetal e a disfunção placentária. Método: Foram estudados 18 fetos de ovinos com pesos comparáveis (p > 0,87), divididos em 3 grupos: Controle Negativo (2,68kg ± 0,2kg), CEC simples, isto é, fetos submetidos à CEC sem PCIR (2,98kg ± 0,4kg) e Grupo PCIR, que contempla fetos submetidos ao PCIR antes de serem submetidos à CEC (2,96kg ± 0,4kg). O PCIR foi realizado antes da manipulação cirúrgica fetal, com quatro ciclos de isquemia intermitente de um dos membros traseiros (cinco minutos de garroteamento do membro, alternados com dois minutos de reperfusão). Ambos os grupos de estudo foram submetidos à CEC normotérmica durante 30 minutos. O perfusato foi composto de Ringer simples (61,33 ml ± 6,57 ml) aquecido (38º C). Os fetos foram monitorizados durante 120 minutos após a CEC. Foram analisados os marcadores inflamatórios sistêmicos fetais, trocas gasosas através da placenta e alterações morfológicas da placenta e dos pulmões fetais. Resultados: Foi observada uma queda progressiva da pressão arterial sistêmica dos animais do grupo CEC simples ao longo do protocolo em relação ao grupo Controle Negativo (p=0,006). O grupo PCIR não diferiu dos demais grupos (p < 0,53). O maior fluxo sanguíneo da CEC fetal foi atingido no grupo PCIR (191,4 ± 36 ml.min-1.Kg-1), quando comparado ao grupo CEC simples (137,0 ± 16,3 ml.min-1.Kg-1; p=0,0002). Quanto à função placentária, a partir do estabelecimento da CEC, ambos os grupos de estudo (Controle Positivo e PCIR) evoluíram com uma queda significativa da saturação de oxigênio arterial em relação ao grupo Controle Negativo (p < 0,04), sendo pior no grupo CEC simples em relação ao grupo PCIR (p=0,02). Em relação à avaliação metabólica, os animais submetidos a CEC, com ou sem PCIR, desenvolveram acidose mista progressiva (p < 0,0001), níveis inferiores de bicarbonato de Sódio (p < 0,0001) e hiperlactatemia (p < 0,0003), quando comparados ao grupo Controle Negativo. A avaliação histológica dos pulmões não evidenciou diferenças significativas em relação ao edema interlobular (p=0,589), porém foi observado maior espessamento de parede das arteríolas bronquiolares no grupo da CEC simples, quando comparadas aos demais grupos (p=0,009). A avaliação imuno-histoquímica do receptor Toll-Like-4 (TLR-4) e das moléculas de adesão intercelular-1 (ICAM-1) e vascular-1 (VCAM-1) nos pulmões fetais não evidenciou diferenças significativas entre os grupos. Em relação à placenta, houve um adensamento da fração de área dos núcleos das células similar entre os três grupos (p=0,91). Entretanto, foi observado um menor percentual de área de vasculatura intersticial no grupo CEC simples, sinal indireto de maior edema placentário neste grupo (p < 0,04). A análise imunohistoquímica dos marcadores inflamatórios ICAM-1, VCAM-1 e TLR-4 no interstício placentário também não evidenciou diferenças significativas entre os grupos no momento final do protocolo, embora tenha sido observada maior expressão da molécula ICAM-1 na vasculatura placentária de ambos os grupos de estudo. Os níveis séricos dos marcadores pró-inflamatórios tromboxana A2 e Interleucina-1 do grupo PCIR foram significativamente menores que aqueles do grupo CEC simples, uma hora após a CEC (p < 0.01). Os valores séricos da Prostaglandina E2 e Interleucina-6 do grupo PCIR foram significativamente maiores que os valores do grupo CEC simples, também uma hora após a CEC (p=0,02). Os marcadores pró-inflamatórios Interleucina-10 e Fator de Necrose Tumoral Alfa não apresentaram variações significativas entre os grupos ou durante os diversos tempos do protocolo (p > 0,08). Conclusão: O PCIR preservou melhor a hemodinâmica fetal, permitindo maior fluxo sanguíneo durante a CEC fetal. A expressão dos marcadores inflamatórios nos tecidos pulmonar e placentário, após a CEC fetal, não foi modificada pelo PCIR, embora o grupo PCIR tenha apresentado menores valores séricos de marcadores próinflamatórios tromboxana A2 (TXA2) e interleucina-1 (IL-1Beta). Paradoxalmente, o PCIR não impediu a elevação dos marcadores pró-inflamatórios Interleucina-6 e Prostaglandina E2. Esta forma de terapia não invasiva, PCIR, não impediu a disfunção placentária nem a hipoperfusão tecidual em fetos de ovinos submetidos à circulação extracorpórea, embora o edema placentário e a saturação de oxigênio tenham sido melhor preservados nos fetos submetidos ao PCIR / Background: Systemic inflammatory response Syndrome (SIRS) remains one of the major causes of cardiopulmonary bypass (CPB) associated organ injury in the majority of patients undergoing cardiovascular surgery, especially in neonates submitted to surgical correction of congenital heart lesions with CPB support. Despite significant advances in the technique, CPB is still complicated by multisystem injury, the mechanisms of which include ischemia-reperfusion (IR) injury and a detrimental systemic inflammatory response. In the clinical arena, pulmonary injury and dysfunction remain important complication after CPB, with consequent pulmonary vascular congestion and increase in interstitial fluid. In the fetal scenario, placental dysfunction remains the major cause of mortality during and after fetal CPB. Remote ischemic preconditioning (RIPC) has been applied as an alternative therapy to attenuate tissue injury related to the effects of inflammatory mediators triggered by IR injury. The preconditioning stimulus has systemic effects to protect distant tissues from subsequent ischemia. At the present, the impact of this strategy has not been yet demonstrated on fetal CPB, to determine whether this non-invasive therapeutic intervention can offer fetal multi-organ protection, such as the lungs and placenta. Objective: To test the hypothesis that RIPC applied to fetal lambs under CPB reduces fetal systemic inflammation and placental dysfunction. Method: 18 fetal lambs with comparable weights (p > 0.87) were divided into 3 groups: Negative Control (2.68kg ± 0.2kg), Sham (CPB without RIPC; 2.98kg ± 0.4kg) and RIPC Group (CPB plus RIPC; 2.96kg ± 0.4kg). RIPC stimulus was applied prior to fetal surgical manipulation, with tourniquet occlusion of blood flow to one hind limb with four cycles of 5-minute occlusion followed by 2-minute reperfusion. Animals from both study groups underwent 30 minutes of normothermic CPB. Blood-free priming solution consisted of only warm Ringer Solution (61.33 ml ± 6.57 ml; 38° C). Fetuses were monitored for 120 minutes after CPB. Fetal systemic inflammatory markers, fetal gas exchange, and morphological changes of the placenta and fetal lungs were assessed. Results: There was a progressive decrease of the systemic blood pressure in the Sham group throughout the protocol, as compared to Negative Control group (p= 0.006). The RIPC group did not differ from the other groups (p < 0.53). Animals from the RIPC group reached highest blood flow during CPB (191.4 ± 36.0 ml.min-1.Kg-1), when compared to Sham group (137.0 ± 16.3 ml.min-1.Kg-1; p = 0.0002). Regarding placental function, both groups (Sham and RIPC) developed a significant decrease in arterial oxygen saturation since the very beginning of CPB, as compared to the Negative Control group (P < 0.04). That change was even worse in the Sham group, when compared to PCIR group (p=0.02). Concerning metabolic assessment, the animals from both study groups developed progressive mixed acidosis (p < 0.0001), lower levels of sodium bicarbonate (p < 0.0001) and hyperlactatemia (p < 0.0003), when compared to Negative Control group. Histological assessment of fetal lungs did not show significant differences of interlobular inflammatory edema among the three groups (p > 0,05), although the animals from Sham group presented increased thickness of the bronchiolar arterioles, when compared to the other groups (p=0.009). Fetal lung immunohistochemical assessment of Toll-Like Receptor-4 (TLR-4), as well as the intercellular adhesion molecule ICAM-1 and the vascular adhesion molecule VCAM-1 did not show significant differences among the three groups. Regarding the area fraction of the placental cellular nuclei, there was no significant differences among the three groups (p=0.91). However, Sham group presented with a smaller area fraction of interstitial vasculature, an indirect signal of increased placental edema (p < 0.04). The analysis of placental interstitial inflammatory markers ICAM-1, VCAM-1 and TLR-4 did not show significant differences among the three groups at the end of the protocol, although an increased expression of ICAM-1 was observed in the placental perivascular area of both study groups. The pro-inflammatory thromboxane A2 and interleukin-1 levels were significantly lower in the RIPC group than in Sham group, at 60-minute post-CPB (p < 0.01). Prostaglandin E2 and interleukin-6 levels were significantly higher in the RIPC group than in the Sham group at 60-minute post-CPB (p=0.02). Tumor necrosis factor-alpha and interleukin-10 did not show significant differences among the three groups nor throughout the protocol (p > 0.08). Conclusion: RIPC better preserved fetal hemodynamics, allowing for increased blood flow during fetal CPB. The expression of inflammatory markers on placenta and fetal lungs were not modified by RIPC after CPB, although the RIPC group presented with lower values of pro-inflammatory markers thromboxane A2 and Interleukin-1. Paradoxically, the RIPC did not prevent the increase of the pro-inflammatory markers interleukin-6 and Prostaglandin E2. The RIPC non-invasive therapy did not prevent placental dysfunction or tissue hypoperfusion in fetal lambs under CPB, although placental edema and oxygen saturation were better preserved in fetuses submitted to RIPC