Submitted by JULIANA APARECIDA CERQUEIRA null (julianacerqueira.vet@gmail.com) on 2017-08-16T14:34:40Z No. of bitstreams: 1 Dissertação PDF.pdf: 1523644 bytes, checksum: 34b73cfc23737b94845062cc56505e49 (MD5) / Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-08-22T20:39:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 cerqueira_ja_me_jabo.pdf: 1523644 bytes, checksum: 34b73cfc23737b94845062cc56505e49 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-22T20:39:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 cerqueira_ja_me_jabo.pdf: 1523644 bytes, checksum: 34b73cfc23737b94845062cc56505e49 (MD5) Previous issue date: 2017-07-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / As principais alterações fisiológicas ou patológicas induzidas pelo exercício que ocorrem na musculatura esquelética ou cardíaca podem ser identificadas por meio de biomarcadores séricos. Consolidados em atletas da espécie humana e equina, são praticamente inexistentes em cães estudos sobre a dinâmica destes biomarcadores relacionados com a prática de exercício máximo e treinamento. Objetivou-se determinar a cinética dos biomarcadores séricos musculares creatina quinase (CK), aspartato aminotransferase (AST), mioglobina; e cardíacos, troponina cardíaca I (cTnI) e creatina quinase isoenzima MB (CK-MB) de cães submetidos a esforço intenso e condicionamento aeróbio. A ação da venopunção sobre os biomarcadores também foi avaliada. Foram utilizados 18 cães hígidos da raça Beagle distribuídos em três grupos: sedentário (S), não treinado (NT) e treinado (T). Os cães foram submetidos a dois testes de esforço incremental (TEI-1 e TEI-2) para obtenção da curva lactato-velocidade (CLV). Verificou-se se a CLV teve modelo exponencial. O programa de treinamento foi realizado em esteira por 8 semanas na velocidade relacionada a 70-80 % do limiar de lactato (VLL). Determinou-se a velocidade correspondente a frequência cardíaca no momento da fadiga (VFCFadiga). Os biomarcadores séricos foram quantificados nos momentos basal, antes e 1, 6, 12, 24, 48 e 72 h após os TEIs. Aplicou-se análise de variância de dois fatores para amostras repetidas no tempo seguida por teste de Tukey e correlação de Pearson (P≤0,05). Elevação (P≤0,05) das velocidades correspondentes a VLL e VFCFadiga evidenciou melhora da aptidão aeróbia do grupo T. Observou-se aumento (P≤0,05) na atividade sérica de CK e AST, com valores máximos após 6 h em ambos os TEIs, com retorno aos valores basais após 12-24 h. Em conjunto, a avaliação do comportamento dos biomarcadores musculares revelou recuperação do tecido muscular após os TEIs. A cTnI e a mioglobina não se alteraram. A CK-MB apresentou pico de elevação (P≤0,05) após 1 h e retorno aos valores basais após 12 h em ambos os TEIs, apontando ausência de lesões musculares cardíacas. Observou-se forte correlação entre CK-AST (P=0,849) e correlação moderada entre CK-CK-MB (0,493) e AST-CK-MB (0,501). Parece que as atividades séricas da CK e AST podem sofrer interferência da venopunção jugular. Conclui-se que o exercício intenso provocou aumento fisiológico das atividades séricas das enzimas musculares e cardíacas com rápida recuperação, sem indicativo de lesões. O protocolo de condicionamento físico melhorou o rendimento dos cães, mas não influenciou a atividade sérica das enzimas musculares e cardíacas. Para o monitoramento desportivo em cães a CK-MB foi o biomarcador mais confiável. / The main physiological or pathological alterations induced by exercise on skeletal or cardiac musculature can be identified using serum biomarkers. While studies on the dynamics of such biomarkers are consolidated in humans and horses, they are virtually inexistent on maximum exercise and training among dogs. This study aimed to determine the kinetics of the muscle serum biomarkers creatine kinase (CK), aspartate aminotransferase (AST), and myoglobin and of cardiac biomarkers cardiac troponin I (cTnI) and creatine kinase isoenzyme MB (CK-MB) of dogs subjected to intense effort and aerobic conditioning. The effect of venipuncture on the biomarkers was also assessed. Eighteen healthy Beagle dogs were assigned to three groups: sedentary (S), untrained (U), and trained (T). The dogs were subjected to two incremental effort tests (IET-1 and IET-2) so that their lactate vs. velocity curve (LVC) could be obtained. It was verified whether LVC followed an exponential model. The eight-week training program was carried out on a treadmill with speed set to 70-80% of the velocity at lactate threshold (VLT). The velocity corresponding to the heart rate at the moment of fatigue (VHRFatigue) was determined. Serum biomarkers were quantified at the baseline, before, and 1, 6, 12, 24, 48, and 72 h after the IETs. Two-factor analysis of variance was applied for samples repeated over time followed by Tukey’s test and Pearson correlation (P≤0.05). The increase (P≤0.05) in the velocyties corresponding to VLT and VHRFatigue indicated an improvement in aerobic fitness of group T. Serum activity of CK and AST increased (P≤0.05), reached maximum values after 6 h in both IETs, and returned to baseline levels after 12-24 h. As a whole, the assessment of the behavior of muscle biomarkers showed recovery of muscle tissues after the IETs. Levels of cTnI and myoglobin were unaltered. Peak CK-MB (P≤0.05) was observed 1 h into the IETs and returned to baseline levels 12 h after they finished, indicating no cardiac muscle lesions. A strong correlation between CK and AST (P=0.849) and moderate correlations between CK and CK-MB (0.493) and AST and CK-MB were observed. Apparently, serum activities of CK and AST may be impacted by jugular venipuncture. It is concluded that intense exercise led to a physiological increase in serum activities of muscle and cardiac enzymes with rapid recovery and no apparent lesions. The physical conditioning protocol improved the performance of the dogs, but did not impact the serum activity of muscle and cardiac enzymes. CK-MB was the most reliable sports monitoring biomarker in dogs. / CNPq: 132811/2016-2

Introdução: Existe ampla variação no prognóstico de pacientes na fase subaguda após um episódio de síndrome coronariana aguda. O uso da troponina cardíaca de alta sensibilidade pode auxiliar na identificação de pacientes com maior risco de complicações em médio e longo prazo. Objetivos: Identificar, nos pacientes com SCA, a frequência de níveis persistentemente elevados de troponina; avaliar a relação entre a elevação persistente dos níveis de troponina e a incidência de desfechos adversos, como: morte por todas as causas, morte cardiovascular e morte por infarto agudo do miocárdio, pelo período de seguimento de até cinco anos após o evento índice; e avaliar se a incidência de desfechos adversos está relacionada a elevação dos níveis de troponina mesmo abaixo do valor de corte para o 99º percentil do método. Métodos: Foram avaliados todos os pacientes recrutados no estudo ERICO (Estratégia de Registro da Insuficiência Coronariana) com diagnóstico de angina instável (AI), infarto agudo do miocárdio (IAM) sem supradesnivelamento de segmento ST e IAM com supradesnivelamento de segmento ST. Níveis de troponina I de alta sensibilidade foram medidos em 525 pacientes no período de 25 a 90 dias após um episódio de síndrome coronariana aguda (SCA). Os participantes foram divididos em tercis de acordo com os níveis de troponina e seguidos entre fevereiro de 2009 e dezembro de 2015. Os desfechos analisados foram: mortalidade por todas as causas, mortalidade cardiovascular e incidência de infarto agudo do miocárdio. Resultados: Pacientes no tercil superior de troponina colhida entre 25 e 90 dias tiveram maior taxa de risco (TR) de mortalidade por todas as causas quando comparados com o tercil inferior, na análise não ajustada (TR: 5,17, intervalo de confiança de 95% [IC 95%]: 2,41-11,10) e ajustada por idade e sexo (TR: 4,93, IC95%: 2,29-10,64). Estes achados persistiram mesmo após o ajuste para fatores de risco cardiovascular conhecidos no modelo multivariado número 1 (TR: 5,24, IC95%: 2,08-13,20), e análise posterior com ajuste pela taxa de filtração glomerular abaixo de 60 ml/min/1.73m2 e fração de ejeção do ventrículo esquerdo abaixo de 0,40 (TR: 6,47, IC95% 1,77-23,66). A mortalidade cardiovascular foi significativamente maior no tercil superior após ajuste para idade e sexo (TR: 6,51, IC 95% 1,92-22,10) e no primeiro modelo de ajuste multivariado (TR: 7,47, IC 95%: 1,62-34,41); houve tendência não estatisticamente significativa de maior mortalidade cardiovascular no segundo modelo (TR: 4,52, IC 95%: 0,71-28,62). Não houve diferenças significativas entre os tercis em relação à incidência de infarto agudo do miocárdio. Conclusão: Nosso estudo demonstrou que níveis de troponina de alta sensibilidade medidos na fase subaguda após um episódio de SCA são preditores independentes de mortalidade por todas as causas / Introduction: Prognosis of patients in the stable phase after an acute coronary syndrome (ACS) event is widely variable. The use of high-sensitivity cardiac troponin I can aid in the identification of patients at higher risk for long-term adverse outcomes. Objectives: To identify, among ACS patients, the frequency of persistently elevated troponin levels 25 to 90 days after the event; to evaluate the relation between persistently elevated troponin levels and incidence of adverse outcomes, such as: allcause mortality, cardiovascular mortality, and myocardial infarction mortality; and to evaluate if the incidence of adverse outcomes is related to elevations in troponin levels even below the 99th percentile of the essay. Methods: All 525 patients recruited in the ERICO study (Acute Coronary Syndrome Registry Strategy) with a diagnosis of unstable angina (UA), non-ST elevation myocardial infarction (NSTEMI) or ST elevation myocardial infarction (STEMI) who had blood samples available 25 to 90 days after the ACS event had high sensitivity cardiac troponin I levels measured; these patients were then divided into tertiles and followed from February 2009 to December 2015. We evaluated all-cause mortality, cardiovascular mortality and myocardial infarction as endpoints during follow-up. Results: Patients in the highest tertile had a greater hazard ratio (HR) for all-cause mortality compared to the lowest tertile, on crude analysis (HR: 5.17, 95% Confidence Interval [95% CI]: 2.41-11.10) and after adjustment for age and sex (HR: 4.93, 95% CI: 2.29-10.64). These findings persisted even after adjustment for known cardiovascular risk factors on multivariate model 1 (HR: 5.24, 95% CI: 2.08-13.20), and further adjustment for estimated glomerular filtration rate < 60 ml/min/1.73m2 and left ventricular ejection fraction < 0.40 (HR: 6.47, 95% CI: 1.77-23.66). Cardiovascular mortality was significantly higher in the highest tertile after adjustment for age and sex (HR: 6.51, 95% CI: 1.92-22.10) and in the first model of multivariate adjustment (HR: 7.47, 95% CI: 1.62-34.41); there was a nonsignificant trend towards higher cardiovascular mortality in the second model of multivariate adjustment (HR: 4.52, 95% CI: 0.71-28.62). Conclusion: In conclusion, our study showed that elevated high sensitivity cardiac troponin I levels measured in the stabilized phase after an ACS event are independent predictors of long-term mortality

CONTEXTO: Estudos observacionais têm demonstrado alterações na variabilidade da freqüência cardíaca em pacientes em sepse, embora não exista publicação correlacionando lesão cardíaca causada pela inflamação sistêmica e redução da variabilidade da freqüência cardíaca. OBJETIVOS: Determinar, em pacientes em sepse, se a lesão cardíaca é causa das alterações da variabilidade da freqüência cardíaca e sua correlação com a mortalidade. Analisar também a associação entre evolução clínica e variabilidade da freqüência cardíaca, troponina, lesão celular à microscopia eletrônica e óptica e variáveis hemodinâmicas. MÉTODO: Estudo observacional, prospectivo, entre pacientes que desenvolveram sepse grave ou choque séptico, analisando sobrevida. Foram analisados: variabilidade da freqüência cardíca (alta e baixa freqüência, através da monitorização cardíaca contínua), dosagem dos níveis séricos de troponina, creatinofosfoquinase e creatinofosfoquinase fração MB, proteína C-reativa, alterações morfológicas e funcionais das células cardíacas por microscopia óptica e eletrônica e imunoistoquímica. Os dados hemodinâmicos foram obtidos por ecocardiograma e medida direta por cateter de artéria pulmonar. RESULTADOS: Dos 31 pacientes incluídos, 12 (38,7%) morreram durante o acompanhamento de 6 dias e 13 sobreviveram até o 28o dia (41,9%); 6 pacientes (19,4%) morreram nas primeiras 6 horas do estudo. O índice APACHE, utilizado como marcador prognóstico, foi igual nos dois grupos (27 +/- 2,6 nos sobreviventes e 26 +/- 2 nos não sobreviventes). A troponina plasmática se mostrou marcador de disfunção miocárdica na sepse (sobreviventes: 0,53 +/- 0,13 mg/ml, e não-sobreviventes: 2,31 +/- 1,01 mg/ml, p < 0,05), com informação prognostica, e se correlacionou com os piores dados hemodinâmicos do grupo de não-sobreviventes (índice de trabalho sistólico do ventrículo esquerdo no grupo de sobreviventes de 48,1 +/- 6,7 g.m/m2 e no de não-sobreviventes de 34,0 +/- 6,7 g.m/m2, p < 0,05). A variabilidade da freqüência cardíaca diminuída se correlacionou com pior prognóstico e a análise multivariada apontou a baixa freqüência cardíaca como uma variável independente para predizer alta da unidade de terapia intensiva (280 +/- 25 ms2 nos sobreviventes e 84 +/- 7,2 ms2 nos pacientes que evoluiram a óbito, freqüência mínima 129 +/- 19 ms2 e 65 +/- 9 ms2 na freqüência máxima, p < 0,05). A microscopia do coração evidenciou infiltrado inflamatório difuso e aumento do número de mitocôndrias e destruição destas organelas. CONCLUSÃO: Nossos resultados sugerem que a alteração da variabilidade da freqüência cardíaca está relacionada com a evolução para óbito, e correlaciona-se com a lesão cardíaca diagnosticada pela dosagem de troponina sérica e alteração do índice do trabalho sistólico do ventrículo esquerdo por sístole. A histologia do coração demonstrou importante lesão celular do coração, com destruição e aumento do número de mitocôndrias. / CONTEXT: Observational studies have shown alterations in the variability of heart rate in patients with sepsis, although there is not a published study showing correlation to cardiac lesion caused by systemic inflammation and reduction on the heart rate variability. OBJECTIVE: To determine, in patients in sepsis, if the cardiac lesion is caused by the alteration on the heart rate variability and access its correlation with mortality; and also, to analyze the association between clinical evolution and cardiac rate variability, plasmatic troponin, cellular lesion on electronic microscopy and optic and the patients\' hemodynamic data. METHOD: Observational study among patients that developed sepsis or septic shock, analyzing the survivors\' rate. The heart rate variability was analyzed (high and low rate through continuous cardiac monitorization), as well as plasma levels of troponin, CK, CK-MB, C-reactive protein, the morphologic alterations and of cardiac cells function, through electronic and optic microscopy and through immunohistochemistry. The hemodynamics\' data were analyzed though echocardiogram and pulmonary artery catheter. RESULTS: Among 31 patients included, 12 (38.7%) of them died during the course of 6 days and 13 (41.9%) survived until the 28th day, 6 (19.4%) died within the first 6 hours of the study. The APACHE index, used as a prognostic marker, was the same in both groups (27 +/- 2.6 in the survivor group and 26 +/- 2.0 in the non-survivors group). The plasmatic troponin became a marker in the myocardial dysfunction in sepsis (survivors 0.53 +/- 0.13 mg/ml and non-survivors 2.31 +/- 1.01 mg/ml, p < 0.05), with prognostic information, and it correlated with the worst hemodynamic parameters among non-survivors group (left ventricle systolic index was 48.1 +/-6.7 g.m/m2 in survivors and 34.0 +/- 6.7 g.m/m2 in non survivors group, p < 0.05). The decrease on the heart rate variability was correlated with the worst prognoses and analyses pointed to a low rate as an independent variable to predict the patients discharge from the intensive care unit (280 +/- 25 ms2 among survivors and 84 +/-7.2ms2 among non-survivors). The heart microscopy showed diffused inflammatory infiltration and increase in the number of mitochondrias and lesions in these organelles. CONCLUSION: Our results suggest that the alteration of the variability on the heart rate is related with the evolution to death, and correlated to cardiac lesion, evidenced through the dosage of troponin, and to alteration of the systolic workload of the left ventricle by systole. The heart histology demonstrated important cellular lesion of the heart, with a raise in number of and damage to mitochondrias.

Introdução: O tratamento da Síndrome Coronária Aguda (SCA) sem supradesnivelamento do segmento ST (SSST) sofreu grandes avanços nos últimos 20 anos, com a introdução de novos medicamentos e intervenções invasivas, que reduziram significativamente os eventos clínicos graves como morte e re(infarto), em curto, médio e longo prazos, a despeito dessa entidade ainda representar uma alta taxa de mortalidade no mundo ocidental. Entre os medicamentos, os inibidores da enzima conversora da angiotensina (IECA) tiveram um papel fundamental, demonstrando redução desses eventos em pacientes com alto risco cardiovascular. Nesse período, as troponinas cardíacas consolidaram-se como os biomarcadores de necrose miocárdica de escolha para o diagnóstico e avaliação prognóstica nesses pacientes, devido às suas altas sensibilidade e especificidade. Objetivo: Determinar o efeito do uso prévio de IECA na mensuração da troponina I cardíaca em pacientes com SCASSST, e avaliar os desfechos clínicos em até 180 dias. Casuística e métodos: Estudo prospectivo, observacional, em um único centro de cardiologia, realizado entre 8 de setembro de 2009 e 10 de outubro de 2010, com 457 pacientes, consecutivamente internados no Pronto-Socorro com SCASSST. Os pacientes deveriam apresentar sintomas isquêmicos agudos, nas últimas 48 horas. Foram excluídos os que apresentassem elevação do segmento ST, ou qualquer alteração confundidora ao ECG, como ritmo de marcapasso, bloqueio de ramo esquerdo ou fibrilação atrial. Foram selecionados para análise exploratória, dados de história clínica, exame físico, eletrocardiográficos e laboratoriais, com ênfase à troponina I cardíaca. As variáveis com nível de significância menor que 10% nesta análise, foram submetidas a um modelo de regressão logística múltipla. Resultados: Na população estudada, observou-se que a idade média era de 62,1 anos (DP=11,04) e 291 pacientes (63,7%) do gênero masculino. Fatores de risco como hipertensão arterial sistêmica (85,3%) e dislipidemia (75,9%) foram os mais prevalentes, além da presença de SCA prévia em 275 (60,2%) pacientes; com 49,5% dos pacientes já submetidos a alguma revascularização prévia (Intervenção Coronária Percutânea(ICP) ou Revascularização do Miocárdio (RM), além de 35,0% de diabéticos. Na avaliação de eventos em 180 dias, ocorreram 28 óbitos (6,1%): 11 por choque cardiogênico, 8 por infarto agudo do miocárdio, 3 por choque séptico, além de outras causas. Foi elaborado um modelo de análise estatística, onde foram analisadas as variáveis que interferiam com a liberação de troponina. Por esse modelo, observou-se que cada 1mg/dL a mais na glicemia de admissão, aumentava a chance da troponina ser maior que 0,5 ng/mL em 0,8% (p=0,0034);o uso de IECA previamente à internação reduzia a chance da troponina ser maior que 0,5 ng/mL em 40,6% (p=0,0482) e a presença de infradesnivelamento do segmento ST igual ou maior a 0,5 mm, em uma ou mais derivações, aumentava a chance da troponina ser maior que 0,5 ng/mL em 2,6 vezes (p=0,0016). A estatística C para este modelo foi de 0,77. Conclusão: Os dados apresentados nesta pesquisa em um centro terciário de cardiologia, mostraram uma correlação inequívoca entre o uso de IECA e a redução do marcador de necrose miocárdica troponina I cardíaca, utilizado como medida qualitativa.Porém, ainda não há dados disponíveis para se afirmar que esta redução poderia levar a um número menor de eventos clínicos graves como morte e re(infarto), no período de 180 dias. / Introduction: The last 20 years have seen great advances in the management of non-ST elevation acute coronary syndrome (NSTE-ACS). The introduction of novel drugs and invasive interventions significantly reduced major clinical events such as death and (re)infarction in the short, medium and long term. Yet, mortality rates remain high in the Western world. Among these drugs, angiotensin-converting enzyme (ACE) inhibitors have played a critical role in reducing these events in patients at high cardiovascular risk. In the meantime, cardiac troponins became firmly established as the myocardial necrosis biomarkers of choice to make the diagnosis and prognosis of these patients, due to their high sensitivity and specificity. Objective: To determine the effect of prior use of ECA inhibitors in serum levels of cardiac troponin I in patients with NSTE-ACS and to assess the clinical outcomes up to 180 days. Patients and methods: This was a prospective, observational study conducted at a single tertiary cardiology center from September 8, 2009 to October 10, 2010 with 457 consecutive patients admitted to the emergency department for NSTE-ACS. Only patients with acute ischemic symptoms within the past 48 hours were included in the study. Those with ST-segment elevation or any confounding ECG factor, such as pacemaker rhythm, left bundle branch block, or atrial fibrillation, were excluded. Study population underwent exploratory analysis, clinical history, physical examination, ECG, and laboratory tests, particularly for cardiac troponin I. Variables with a significance level less then 10% were entered into a multiple logistic regression model. Results: The mean age of the study population was 62.1 years (SD = 11.04), and 291 patients (63.7%) were male. Risk factors such as hypertension (85.3%) and dyslipidemia (75.9%) were the most prevalent, followed by previous ACS in 275 (60.2%) patients; 49.5% of the patients had already undergone previous revascularization procedures (either percutaneous coronary intervention [PCI] or coronary artery bypass grafting [CABG]). Diabetes was present in 35% of the patients. At the 180-day assessment, 28 patients (6.1%) had died: 11 as a result of cardiogenic shock, 8 of acute myocardial infarction, and 3 of septic shock, among other causes. In this study, a statistical model was developed to determine which variables affected troponin release. This model showed that each 1mg/dL increase in admission blood glucose increased the likelihood of troponin being higher than 0.5 ng/mL by 0.8% (p=0.0034); the use of ACE inhibitors prior to admission reduced the likelihood of troponin being higher than 0.5 ng/mL by 40.6% (p=0.0482), and the presence of ST-segment depression >= 0.5 mm in one or more ECG leads increased 2.6 times the likelihood of troponin being higher than 0.5 ng/mL (p=0.0016). The C-statistic for this model was 0.77. Conclusion: The data from this study conducted at a tertiary cardiology center show an unequivocal relationship between the use of ACE inhibitors and decreased levels of cardiac troponin I, a biomarker of myocardial necrosis used as a qualitative measure. However, there is no available data to determine whether or not this decrease would result in a lower number of major clinical events, such as death and re(infarction) within 180 days.

A troponina I (TnI) é a sub-unidade inibitória do complexo troponina, responsável pela regulação da contração do músculo esquelético. Foi demonstrado que sua ação inibitória sobre a Mg2+ATPase da actomiosina, deve-se principalmente à região entre os resíduos 96 e 116 (região do peptídeo inibitório). Para estudar o mecanismo de inibição a nível molecular, produzimos três mutantes na região do peptídeo inibitório através de mutações sítio-dirigidas. Substituímos os resíduos lisina 105 por ácido glutâmico (K105E), fenilalanina 106 por tirosina (F106Y) e arginina 113 por ácido glutâmico (R113E). As troponinas I mutantes foram expressas em E.coli, purificadas e ensaiadas em sua atividade inibitória, interações com os outros componentes do complexo regulatório e sua capacidade regulatória. Os resultados obtidos indicam que a mutação na posição 105 alterou a interação da proteína com a tropomiosina, diminuindo sua atividade inibitória e afinidade pela actina-tropomiosina. A substituição na posição 113 alterou a interação da proteína com a actina e com a actina-tropomiosina, também diminuindo a atividade inibitória na presença de tropomiosina e inviabilizando a inibição na ausência de tropomiosina. Já a substituição na posição 106 não produziu alteração detectável. Concluímos que o resíduo 105 faz parte do sítio de ligação da troponina I ao complexo actina-tropomiosina e que o resíduo 113 participa diretamente do mecanismo de inibição. Desta forma, definimos duas interfaces de interação da troponina I com o filamento de actina-tropomiosina, necessárias a ligação da troponina I ao filamento e inibição da ATPase. / Troponin I (TnI) is the inhibitory subunit of the troponin complex, responsible for the regulation of skeletal muscle contraction. It has been demonstrated that TnI\'s inhibitory action on Mg2+ATPase of actomyosin is due principally to the region between residues 96 and 116 (the inhibitory region). To study the inhibitory mechanism at the molecular level, we produced three mutants of the inhibitory region by site-directed mutagenesis. We substituted lysine 105 for glutamic acid (K105E), phenylalanine 106 for tyrosine (F106Y) and arginine 113 for glutamic acid (R113E). The TnI mutants were expressed in E. coli, purified and analyzed for their inhibitory activity, interaction with other components of the regulatory complex and regulatory capacity. The results indicate that the mutation in K105E modified the interaction of TnI with tropomyosin, reduced its inhibitory activity and actin-tropomyosin affinity. The mutant R113E displayed modified interaction with actin and actin-tropomyosin, reduced inhibitory activity in the presence of tropomyosin and essentially no inhibitory activity in the absence of tropomyosin. The mutant F106Y behaved essentially like wild-type TnI. We conclude that residue 105 is part of the site by which troponin I binds to the actin-tropomyosin and that residue 113 participates directly in the inhibitory mechanism. In this way, we have defined two interfaces between troponin I and the actin-tropomyosin which are necessary for binding TnI to the filament and to inhibit the actomyosin ATPase.

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Cardiac troponins are crucial for the diagnosis of acute myocardial infarction. Despite known differences in their diagnostic implication, there are no recommendations for only one of the two troponins, cardiac troponin I (cTnI) and troponin T (cTnT) so far. In an everyday routine diagnostic, cTnT (Roche) as well as cTnI (Abbott) were measured in 5667 samples from 3264 patient cases. We investigated the number of identical or discrepant troponin findings. Regarding cTnI, we considered both, sex-dependent and unisex cutoffs. In particular, the number of cTnT positive and cTnI negative results was strikingly high in 14.0% of cTnT positive samples and increases to 23.8% by using sex-specific cTnI cutoffs. This group was considerably greater than the group of cTnI positive and cTnT negative results, also after elimination of patients with an eGFR < 60 mL/min/1.73 m2. Comparing the troponin cases with a dynamic increase or decrease between two measurements, we saw a balanced number of discrepant cases (between cTnT+/cTnI− and cTnT−/cTnI+), which was, however, still present. Using ROC analysis, sex-dependent cutoffs improved sensitivity and specificity of cTnI. This study shows in a large cohort that comparing the two cardiac troponins does not amount to identical analytical results. Consideration of sex-dependent cutoffs may improve sensitivity and specificity.

<p>Kardijalni biomarkeri u predviđanju operativnog rizika kardiohirur&scaron;kih bolesnika sa oslabljenom sistolnom funkcijom leve komore Evaluacija rezultata u kardiohirurgiji podrazumeva praćenje ishoda operativnog lečenja u određenom vremenskom periodu. Najče&scaron;će je to interval od 30 dana od datuma intervencije. Najče&scaron;ći kriterijumi za praćenje su stopa mortaliteta i morbiditeta, dužina boravka u jedinici intenzivnog lečenja, ukupna dužina hospitalizacije i tro&scaron;kovi lečenja. Stratifikacija rizika podrazumeva da se bolesnici mogu podeliti u grupe u zavisnosti od broja i važnosti preoperativno utvrđenih faktora rizika, odnosno da se pre operacije može predvideti ishod hirur&scaron;ke intervencije kod svakog od njih pojedinačno. U Evropi je, u periodu između 1995. i 1999. godine, na osnovu multicentrične studije u 8 evropskih zemalja i 128 kardiohirur&scaron;kih centara u kojima je operisano 19.030 odraslih bolesnika, kreiran EvroSKOR - EuroSCORE (European System for Cardiac Operative Risk Evaluation) model za stratifikaciju rizika u kardiohirurgiji. Međutim, neminovne promene i napredak u operativnom lečenju doveli su do toga da je neophodno ažurirati postojeći sistem stratifikacije. Tako je 2012. godine u rutinsku upotrebu uveden novi sistem Euroscore II. Na Klinici za kardiohirurgiju Instituta za kardiovaskularne bolesti Vojvodine (IKVBV), EuroSCORE model uveden je u rutinsku upotrebu od početka 2001. godine. Analizom rezultata, posle dvogodi&scaron;nje primene, pokazalo se da je model bio precizan, odnosno da nije postojala značajna razlika između očekivanog (3,7%) i stvarnog mortaliteta (3,47%). U poslednjih nekoliko godina, kod bolesnika kojima sledi kardiohirur&scaron;ka intervencija, u smislu razmatranja njihove prediktivne vrednosti, sve vi&scaron;e pažnje se poklanja kardijalnim biomarkerima. Najznačajniji biomarkeri u kardiovaskularnoj medicini su: Troponin, Kreatin kinaza MB izoenzim (CKMB), N-terminalni pro B-tip natriuretski peptid (NT-proBNP), C-reaktivni protein (CRP), Laktat dehidrogenaza (LDH), Mokraćna kiselina (Acidum uricum). Ciljevi ovog rada su bili da se kreira model za predviđanje preoperativnog rizika kardiohirur&scaron;kih bolesnika sa oslabljenom sistolnom funkcijom leve komore na osnovu preoperativnih vrednosti određenih biomarkera i da se kreira novi model sa kombinacijom prethodnog modela i već postojećeg modela EuroSCORE II. Ispitana su 704 bolesnika sa oslabljenom sistolnom funkcijom leve komore, ejekcione frakcije manje ili jednake 50%. Bolesnici su operisani na Institutu za kardiovaskularne bolesti Vojvodine, od 20. januara 2014. do 20. aprila 2016. Kod bolesnika su urađene tri vrste operacija: revaskularizacija miokarda-koronarna hirurgija, hirurgija stečenih srčanih mana - valvularna hirurgija i kombinovane operacije. Od biohemijskih analiza, 24 sata pre operacije, urađene su sledeće analize: troponin I, kreatin kinaza, kreatin kinaza MB izoenzim, masena kreatin kinaza, laktat dehidrogenaza, C-reaktivni protein, NT-proBNP i mokraćna kiselina. Praćen je postoperativni mortalitet, postoperativni infarkt miokarda i postoperativni cerebrovaskularni incident i njihova povezanost sa preoperativnim vrednostima nabrojanih biomarkera. U studiju su bili uključeni svi bolesnici sa stečenim bolestima srca, stariji od 18 godina, kod kojih je ejekciona frakcija leve komore bila manja ili jednaka 50% i kod kojih su izvr&scaron;ene sledeće vrste operacija: revaskularizacija miokarda - koronarna hirurgija, hirurgija stečenih srčanih mana - valvularna hirurgija i kombinovane operacije - koronarna i valvularna hirurgija. Rezultati su pokazali da je postoperativni mortalitet bio 3,13%, da je postoperativni infarkt miokarda imalo 7,95% a postoperativni cerebrovaskularni incident 9,23% od ukupnog broja ispitanika. 1. Povezanost vrednosti biomarkera sa postoperativnim infarktom miokarda kod bolesnika sa oslabljenom ejekcionom frakcijom leve komore: povi&scaron;ene preoperativne vrednosti troponina I su bile povezane sa postoperativnim infarktom miokarda. Povezanost preoperativnih vrednosti biomarkera sa postoperativnim cerebrovaskularnim incidentom kod bolesnika sa oslabljenom ejekcionom frakcijom leve komore: povi&scaron;ene preoperativne vrednosti troponina I i CRP-a su bile povezane sa postoperativnim cerebrovaskularnim incidentom. 2. Analiziran je uticaj preoperativnog nivoa svih biomarkera, pojedinačno, na značajne neželjene kardijalne i cerebrovaskularne događaje - Major Adverse Cardiac and Cerebrovascular Events (MACCE) kao ishod posle operacije na srcu, kod bolesnika sa oslabljenom ejekcionom frakcijom leve komore. Dobijeni su sledeći rezultati: Preoperativna vrednost nivoa troponina I veća od 0,01&mu;g/L i MACCE bili su povezani. Povećane preoperativne vrednosti nivoa C-reaktivnog proteina (CRP) i postoperativni MACCE bili su povezani. Povećane preoperativne vrednosti nivoa laktat dehidrogenaze (LDH) i MACCE bili su povezani. Zaključci ove teze su: 1. Nezavisni prediktor postoperativnog infarkta miokarda i značajnih neželjenih kardijalnih i cerebrovaskularnih događaja, kod kardiohirur&scaron;kih bolesnika sa oslabljenom sistolnom funkcijom leve komore, ejekcionom frakcijom manjom ili jednakom 50%, jeste povi&scaron;ena preoperativna vrednost troponina I. 2.Vrednost preoperativnog troponina I je slab marker za predviđanje postoperativnog infarkta miokarda i značajnih neželjenih kardijalnih i cerebrovaskularnih događaja, kod kardiohirur&scaron;kih bolesnika sa oslabljenom sistolnom funkcijom leve komore, ejekcionom frakcijom manjom ili jednakom 50%. 3. Na pojavu postoperativnog cerebrovaskularnog incidenta, kod kardiohirur&scaron;kih bolesnika sa oslabljenom sistolnom funkcijom leve komore, ejekcionom frakcijom manjom ili jednakom 50%, ne utiče nijedna od ispitivanih varijabli. 4. Nezavisni prediktori postoperativnog mortaliteta kod kardiohirur&scaron;kih bolesnika sa oslabljenom sistolnom funkcijom leve komore, ejekcionom frakcijom manjom ili jednakom 50%, na osnovu kojih je moguće kreirati prediktivni Model su godine starosti i povi&scaron;ene preoperativne vrednosti NT-proBNP. 5. Kreirani Model je dobar marker za predikciju ishoda posle operacije na srcu, kod kardiohirur&scaron;kih bolesnika sa oslabljenom sistolnom funkcijom leve komore, ejekcionom frakcijom manjom ili jednakom 50%. 6. Povi&scaron;ena preoperativna vrednost NT- proBNP može da bude dobar marker u predikciji smrtnog ishoda posle operacije na srcu kod bolesnika sa oslabljenom sistolnom funkcijom leve komore, ejekcionom frakcijom manjom ili jednakom 50%. 7. Model EuroSCORE II se pokazao kao slabiji marker za predikciju ishoda posle operacije na srcu kod kardiohirur&scaron;kih bolesnika sa oslabljenom sistolnom funkcijom leve komore, ejekcionom frakcijom manjom ili jednakom 50%. 8. Testiranjem kreiranog modela, podelom na manje rizične i vi&scaron;e rizične bolesnike, u odnosu na visinu ejekcione frakcije leve komore, pokazalo se da je model dobar marker za predviđanje smrtnog ishoda posle operacije na srcu, u obe grupe.</p> / <p>Cardiac surgery operative risk assessment in patients with imapired systolic left ventricular function using cardial biomarkers Evaluation of results in cardiac surgery involves monitoring the outcomes of operative treatment in a given time period. Typically, this interval includes 30 days from the date of operation. The most common criteria used for monitoring are the rate of mortality and morbidity, length of stay in the intensive care unit, the total length of hospitalization and medical costs. Risk stratification means that patients can be divided into groups depending on the number and importance of preoperatively identified risk factors, and that the outcome of surgery for each of the patients can be predicted preoperatively. In Europe, in the period of 1995-1999 on the basis of a multi-center study in 8 European countries and 128 cardiac centers in which 19,030 adult patients were operated on, EuroSCORE (European System for Cardiac Operative Risk Evaluation) model for risk stratification in cardiac surgery was developed. However, the inevitable changes and progress in the surgical treatment rendered the EuroSCORE model obsolete warranting updated system. It was in 2012 when a new system EuroSCORE II was introduced into practice At the Clinic for Cardiac Surgery of the Institute of Cardiovascular Diseases, EuroSCORE model was introduced in routine clinical use since the beginning of 2001. By analyzing the results, two years after application, it was shown that the model was accurate, and that there was no significant difference between the expected (3.7%) and the actual mortality (3.47%) In recent years, in patients who are candidates for cardiac surgery, more attention is paid to cardiac biomarkers in terms of evaluating their predictive power. The most significant biomarkers in cardiovascular medicine are: Troponin, creatine kinase MB isoenzyme (CKMB), N-terminal pro B-type natriuretic peptide (NT-proBNP), C-reactive protein (CRP), Lactate dehydrogenase (LDH), and uric acid (Uric uricum). The objectives of this study were to create a model to predict preoperative risk for cardiac surgery patients with impaired systolic left ventricular function on the basis of preoperative levels of certain biomarkers and to create a new model with a combination of the previous model and already existing EuroSCORE II model. The study included 704 patients with impaired systolic left ventricular function, ejection fraction less than or equal to 50%. All patients underwent cardiac surgery at the Institute of Cardiovascular Diseases, from January 20th 2014 until 20th April 2016. Patients were submitted to three types of operations: revascularization - coronary surgery, surgery of acquired heart defects - valvular surgery and combined operations. Following biochemical analyses were performed 24 hours prior to surgery: troponin I, creatine kinase, creatine kinase MB isoenzyme, mass creatine kinase, lactate dehydrogenase, C-reactive protein, NT-proBNP and uric acid. Postoperative mortality, postoperative onset of myocardial infarction and occurence of cerebrovascular accident and their correlation with preoperative values of listed biomarkers were registered. The study included all patients with acquired heart disease, older than 18 years, with the left ventricular ejection fraction less than or equal to 50% who were submitted to the following types of operations: revascularization - coronary surgery, surgery of acquired heart diseases - valvular surgery and combined operations - coronary and valvular surgery. The results showed that the postoperative mortality was 3.13%, new onset of postoperative myocardial infarction was detected in 7.95% of the patients and postoperative cerebrovascular accident developed in 9.23% of patients. Correlation of preoperative biomarkers values with postoperative myocardial infarction in patients with impaired left ventricular ejection fraction - elevated preoperative troponin I were associated with postoperative myocardial infarction. Correlation of preoperative biomarkers values with postoperative cerebrovascular incident occurence in patients with impaired left ventricular ejection fraction - elevated preoperative troponin I and CRP were associated with postoperative cerebrovascular incident. The influence of preoperative levels of all biomarkers, separetly, on the rate of significant adverse cardiac and cerebrovascular events - Major Adverse Cardiac and Cerebrovascular Events (MACCE) as the heart surgery outcome, in patients with impaired left ventricular ejection fraction. The following results were obtained: Increased preoperative levels of C-reactive protein (CRP) and postoperative MACCE were related. Increased preoperative levels of lactate dehydrogenase (LDH) and MACCE were related. The conclusions of this thesis are: 1. Independent predictor of postoperative myocardial infarction onset and significant adverse cardiac and cerebrovascular events in cardiac surgery patients with impaired systolic left ventricular function (ejection fraction less than or equal to 50%) is elevated preoperative value of troponin I. 2. Preoperative Troponin I value was poor marker for predicting postoperative myocardial infarction and significant adverse cardiac and cerebrovascular events in cardiac surgery patients with impaired systolic left ventricular function (ejection fraction less than or equal to 50%). 3. None of the studied variables showed influence on the postoperative cerebrovascular accident occurence, in cardiac surgery patients with impaired systolic left ventricular function (ejection fraction less than or equal to 50%). 4. Independent predictors of postoperative mortality in cardiac surgery patients with impaired systolic left ventricular function (ejection fraction less than or equal to 50%), that could be used to create a predictive model are: age and elevated preoperative value of NT-proBNP. 5. Developed model showed satisfactory results for predicting outcome after heart surgery in cardiac surgery patients with impaired systolic left ventricular function (ejection fraction less than or equal to 50%). 6. Elevated preoperative value of NT-proBNP may be a good marker for mortality prediction after the cardiac surgery in patients with impaired systolic left ventricular function (ejection fraction less than or equal to 50%). 7. EuroSCORE II model showed poor performance when predicting outcomes after cardiac surgery in patients with impaired systolic left ventricular function (ejection fraction less than or equal to 50%). 8. Validation of the newly-created model, considering low and medium risk patients, based on the value of left ventricular ejection fraction, showed that the model is a good marker for the mortality prediction in both groups.</p>

[ES] El cuidado de la salud es un campo en el que la detección precoz de enfermedades está cobrando cada vez más importancia. Hoy en día, profesionales y ciudadanos demandan que las técnicas de diagnóstico sean de alta calidad, tanto para el sistema de sanidad privado como para el público. Cuando se utilizan técnicas de diagnóstico de manera inadecuada, eso puede acarrear bastantes consecuencias, tales como un serio peligro sobre la salud y la sobrecarga técnica y económica de los servicios de salud. Eso es debido a que las técnicas de diagnóstico disponibles hoy en día son demasiado costosas, centralizadas en laboratorios y necesitan profesionales altamente cualificados para poder llevar a cabo dichas tareas, lo que conllevaría una demora en el tiempo, siendo este muchas veces vital para los enfermos. Es muy necesario, por lo tanto, reflexionar sobre la necesidad y emergencia de tales prácticas preventivas, especialmente para enfermedades de alto riesgo como el cáncer, el Alzheimer o la primera causa de muerte en el mundo, las enfermedades cardiovasculares. En este contexto, el objetivo principal del trabajo realizado durante esta Tesis Doctoral es ayudar a superar estos problemas mediante la exploración de la posibilidad de utilizar tecnología fotónica para el desarrollo de sistemas de análisis que puedan ser utilizados para el diagnóstico y pronóstico de las enfermedades cardiovasculares. Este objetivo se ha abordado mediante la combinación de la tecnología nanofotónica, consistiendo en la nanofabricación de las estructuras PBG de sensado que ofrece varios beneficios, como una alta sensibilidad, una extrema reducción de tamaño y un proceso de fabricación compatible con el de la industria microelectrónica, con un método de biofuncionalización obteniendo una capa de bioreconocimiento estable y selectiva mediante el uso de la reacción TEC asistida por luz capaz de proporcionar unas capas de bio-reconocimiento extremadamente finas con una inmovilización espacialmente selectiva. / [CA] L'atenció a la salut és un camp en què la detecció precoç de malalties està cobrant cada vegada més importància. Hui en dia, professionals i ciutadans demanen que les tècniques de diagnòstic siguin d'alta qualitat, tant per al sistema de sanitat privat com per al públic. Quan s'utilitzen tècniques de diagnòstic de manera inadequada, això pot comportar bastants conseqüències, com ara, un seriós perill sobre la salut i la sobrecàrrega tècnica i econòmica dels serveis de salut. Això és degut al fet que les tècniques de diagnòstic disponibles hui en dia són molt costoses, centralitzades en laboratoris i necessiten professionals altament qualificats per poder realitzar aquestes tasques, lo que comportaria a una demora en el temps que moltes vegades es vital pels malalts. És molt necessari, per tant, reflexionar sobre la necessitat i emergència de tals practiques preventives, especialment per a malalties d'alt risc com el càncer, l'Alzheimer o la primera causa de mort al món, les malalties cardiovasculars. En aquest context, l'objectiu principal del treball realitzat durant aquesta Tesi Doctoral és ajudar a superar aquests problemes mitjançant l'exploració de la possibilitat d'utilitzar tecnologia fotònica per al desenvolupament de sistemes d'anàlisis que puguin ser utilitzats per al diagnòstic i pronòstic de les malalties cardiovasculars. Aquest objectiu s'ha abordat mitjançant la combinació de la tecnologia nanofotònica, consistint en la nanofabricació de les estructures de detecció de PBG fotòniques que ofereix diversos beneficis, com una alta sensibilitat, una extrema reducció de mida i un procés de fabricació compatible amb el de la indústria microelectrònica, amb un mètode de biofuncionalització obtenint una capa de bio-reconeixement estable i selectiva mitjançant l'ús de la reacció TEC assistida per llum capaç de proporcionar unes capes de bioreconeixement extremadament fines amb una immobilització espacialment selectiva. preventives, especialment per a malalties d'alt risc com el càncer, l'Alzheimer o la primera causa de mort al món, les malalties cardiovasculars. En aquest context, l'objectiu principal del treball realitzat durant aquesta Tesi Doctoral és ajudar a superar aquests problemes mitjançant l'exploració de la possibilitat d'utilitzar tecnologia fotònica per al desenvolupament de sistemes d'anàlisis que puguin ser utilitzats per al diagnòstic i pronòstic de les malalties cardiovasculars. Aquest objectiu s'ha abordat mitjançant la combinació de la tecnologia nanofotònica, consistint en la nanofabricació de les estructures de detecció de PBG fotòniques que ofereix diversos beneficis, com una alta sensibilitat, una extrema reducció de mida i un procés de fabricació compatible amb el de la indústria microelectrònica, amb un mètode de biofuncionalització obtenint una capa de bio-reconeixement estable i selectiva mitjançant l'ús de la reacció TEC assistida per llum capaç de proporcionar unes capes de bioreconeixement extremadament fines amb una immobilització espacialment selectiva. / [EN] Healthcare is a field where the early detection of diseases is becoming more and more important. Nowadays, professionals and citizens demand high quality diagnosis techniques offered by both private and public health systems. When the application of diagnostic tests is not adequate, different consequences can be observed such as health hazard and technical and economic overload of health services. This is due to the fact that the diagnostic techniques available are expensive, centralized in laboratories and with the need for highly qualified professionals to carry out these tasks, what can fundamentally lead to delays in time, being critical for the patient's health. It is very necessary, therefore, to reflect on the need and emergency of such preventive practices, especially for high-risk diseases such as cancer, Alzheimer or the first cause of death in the world, the cardiovascular diseases. Within this context, the main objective of the work done during this PhD Thesis is to help on overcoming these problems by exploring the possibility of using photonic technology for the development of analysis devices which might be used for the early diagnosis and prognosis of cardiovascular diseases. This objective has been addressed by combining nanophotonic technology, by the nanofabrication of the photonic PBG sensing structures, which provides several benefits such as a high sensitivity, an extreme size reduction and a fabrication process being compatible with that from the microelectronics industry, with a light-assisted biofunctionalization method forming a stable and selective biorecognition layer using TEC reaction able to provide extremely thin biorecognition layers with a spatially-selective immobilization. / Sabek, J. (2019). Combination of nanophotonic biosensors and light-assisted immobilization procedures for the detection of cardiac biomarkers [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/124821

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