Os hormônios tireoidianos (HT) induzem mudanças acentuadas no funcionamento de diversos sistemas fisiológicos, incluindo os sistemas cardiovascular e de estresse. Na verdade, a maioria dos estudos tem se concentrado nas alterações da função cardíaca e vasos sanguíneos em presença de hipo e hipertireoidismo (Hi). Em geral, os HT aumentam o metabolismo basal e o consumo de oxigênio atuando diretamente sobre o coração e os vasos sanguíneos1 ^- 4. As avaliações clínicas e experimentais são frequentemente baseadas na demonstração, por um lado, do aumento na contratilidade miocárdica e da frequência cardíaca (FC), e por outro, a redução da resistência total vascular periférica (RTVP) seguida por uma diminuição da eficiência cardíaca em longo prazo. Bases moleculares revelaram esse fenômeno, demonstrando a regulação de genes relacionados com o acoplamento excitação contração (AEC) do coração, que se sabe estar associado com o aumento dos efeitos inotrópicos, cronotrópicos e lusitrópicos positivos. Além disso, o excesso de HT também foi clinicamente associado com o aumento da atividade do eixo hipotalâmico pituitário adrenal (HPA). A razão é que os pacientes com hipertireoidismo necessitam receber cortisol, indicando uma diminuição da reserva adrenal5. Embora os HT pareçam interagir com o eixo HPA, poucos estudos têm abordado se essa associação é verdadeira em humanos e animais5 ^- 9. Além disso, existe uma falta de conhecimento do papel dos HT e os efeitos do Hi na secreção de corticosterona. Os efeitos do Hi in vivo (Ecocardiografia - ECO) e in vitro (músculos papilares isolados - MPI) nas funções sistólica e diastólica e na função adrenocortical nunca foram confirmados em quaisquer estudos. Além disso, medimos a corticosterona nas fezes (concentração de Corticosterona Fecal - CF), permitindo o monitoramento das concentrações de corticosterona através de uma técnica livre de retroalimentação.

Usando um modelo animal de Hi, no qual as alterações cardíacas puderam ser confirmadas e o estado de estresse não foi alterado por manipulações ou técnicas invasivas, nosso objetivo foi realizar uma análise plena do desempenho cardíaco, tanto "in vivo" quanto "in vitro", assim como verificar o impacto do Hi de curto prazo sobre a função adrenocortical.

Muitos estudos têm mostrado as interações entre os HT e o sistema cardiovascular1 ^- 3 ^, 6 ^, 18 ^- 20.

Embora poucos estudos tenham abordado o efeito do excesso de HT no eixo HPA de seres humanos e animais5 ^- 7 ^, 9, o fato de que existe um impacto tem sido clinicamente aceito. No entanto, segundo o nosso conhecimento, esse é o primeiro estudo a demonstrar as consequências do Hi de curto prazo sobre a função do córtex adrenal na presença de alterações fisiologicamente analisadas do desempenho cardíaco tanto "in vivo" quanto "in vitro". Utilizamos um modelo animal e, através de diferentes abordagens, mostramos os efeitos diretos (hipótese do miocárdio) e hemodinâmicos (hipótese vascular - Lei de Frank Starling) dos HT no DC. Também demonstramos que as influências do Hi de curto prazo no sistema cardiovascular não resultam em alterações da função do córtex adrenal, isto é, as alterações observadas nos ratos com hipertireoidismo de curto prazo são independentes dos efeitos dos HT no córtex adrenal.

Tem sido demonstrado que o Hi induz a hipertrofia cardíaca e intolerância ao exercício. Além disso, Hi resulta em insuficiência cardíaca em longo prazo21 ^- 24. Também foi sugerido25 que o Hi é um fator de risco independente para isquemia do miocárdio. Além disso, os achados clínicos têm mostrado uma forte correlação entre a função da tireoide, a massa cardíaca e a hipertrofia ventricular em indivíduos com idades entre 45 e 79 anos22. Diferente do que se poderia esperar de uma hipertrofia chamada de "fisiológica", também foram encontradas alterações histológicas, ou seja, discos intercalares não organizados, FC alta em repouso e diminuição da eficiência cardíaca22 ^, 23. Com efeito, a taquicardia em repouso, bem como um risco aumentado de desenvolver arritmias24, são alguns dos efeitos eletrofisiológicos comumente encontrados no Hi. Em apoio à essa hipótese, os nossos dados em ratos com Hi de curto prazo também mostraram FC alta. A esse respeito, a FC pode ser alterada através da modificação direta das propriedades elétricas, ou pela alteração dos níveis dos fatores neuro-humorais que modulam a atividade do nódulo sinusal26. A base molecular do efeito cronotrópico positivo do T3 não está completamente esclarecida. As alterações podem estar na expressão dos dois genes responsáveis ​​pela codificação de canal para I_f (corrente hiperpolarizante) e I_Ca,T (corrente transitória de cálcio), embora a I_Ca,T pareça ser a principal e, provavelmente, a mais afetada pelo Hi27 ^, 28.

Embora o impacto do Hi sobre o sistema cardiovascular tenha sido amplamente estudado, nós contribuímos fortemente para uma análise detalhada. Através da combinação de experimentos "in vivo" e "in vitro", confirmamos que as alterações cardíacas observadas em vários estudos existem em ambas as situações. Além disso, utilizamos o mesmo regime anestésico, tanto na condição "in vivo" como "in vitro", para assegurar uma correlação adequada de resultados conforme previamente estabelecido29.

Em nosso estudo, a massa cardíaca do GH aumentou, conforme mostrado pela razão peso do coração/peso corporal aumentada (mg/gr) do GH. Além disso, o aumento da morfologia hipertrófica do coração e suas alterações funcionais foram confirmados pelas experiências de ECO e PMI. Nossos dados mostraram um aumento da FC, FE, DC (in vivo) e dF/dt_min (in vitro). Da mesma forma, nossos dados mostraram uma diminuição no VDF, VSF, TRIV, TDT, TE, VA e na razão E/A (in vivo), os quais em conjunto indicam efeitos positivos inotrópicos, cronotrópicos e lusitrópicos. A diminuição do TE e TRIV, assim como dF/d_tmin, encontrada no GH, podem ser explicadas pelo aumento da taxa de captação de Ca²⁺ para o retículo sarcoplasmático (SR) e/ou diminuição dos níveis de fosfolambam, o que caracteriza um efeito direto sobre o mecanismo contrátil de regulação do DC. Os nossos resultados também podem explicar a intolerância3 ao exercício de indivíduos hipertiroideos devido a uma incapacidade de aumentar ainda mais os parâmetros conforme exigido pelo exercício. Isso sugere que os corações dos indivíduos com Hi podem estar operando perto da sua capacidade máxima, ou seja, a reserva cardíaca é diminuída, uma vez que isso justifica a maior incidência de arritmias devido à taquicardia e, em longo prazo, disfunção ventricular e insuficiência cardíaca.

Em contraste, não houve diferença nas medições in vitro da força máxima de contração e a dF/dt_max. Esses resultados sugerem que um coração com Hi não é capaz de desenvolver uma contração máxima mais forte ou mais rápida durante a sístole do que um coração normal. Por outro lado, a razão para não existirem alterações na força máxima de contração pode ser o TE reduzido in vivo, o que resultou em menos tempo para atingir a força máxima. Essa observação está de acordo com os resultados negativos de alterações in vivo no DS e TCI. Aqueles resultados correlacionados in vitro e in vivo também estão de acordo com os estudos sobre a função cardíaca observados no Hi2 ^, 3 ^, 6 ^, 18. No entanto, os índices de Tei de ambos os grupos, utilizado para detectar disfunções sistólicas e diastólicas12 ^, 13, não foram estatisticamente diferentes. Esse resultado aparentemente contraditório só ocorreu porque no GH, o TE diminuiu proporcionalmente ao TRI.

Nossos achados de não alteração no PPP de 1, 3, 5, 10 ou 20 segundos possivelmente indicam que a taxa de captação de Ca²⁺ para o retículo sarcoplasmático pelo SERCA2a pode refletir, em ambos os grupos, em um descanso longo o suficiente para captação do cálcio para o retículo sarcoplasmático. Esses resultados podem ser devidos à diminuição da expressão do trocador Na⁺/ Ca²⁺ no GH. De fato, mostraram que o SERCA2a e o trocador Na⁺/Ca²⁺ estava aumentado e diminuído, respectivamente, em ratos com Hi30. Desse modo, uma quantidade menor de Ca²⁺ deixa as células, mantendo uma concentração citosólica suficiente para produzir uma resposta PPP semelhante à do GC.

Em relação ao impacto do Hy na pré-carga, tem sido sugerido que a complacência venosa está aumentada no Hi. Portanto, a pré-carga aumenta26. De fato, sob condições fisiológicas (magnitude, raio, espessura da parede e complacência do ventrículo esquerdo) a pré-carga pode ser determinada pelo VDF. Portanto, podemos concluir, a partir dos nossos dados da ecocardiografia de menor VDF, que a pré-carga está reduzida no GH. No entanto, devido à hipertrofia concêntrica, a FC alta encontrada no Hi deveria induzir à diminuição no VDF caso a pré-carga não estivesse aumentada. Assim, o VDF deve ser corrigido para o peso corporal, a fim de atingir um índice de pré-carga mais confiável, uma vez que os animais com hipertireoidismo perdem peso26. Dessa forma, nossos resultados não mostram diferença no VDF/peso corporal entre o GC e o GH, indicando fortemente que a pré-carga não está aumentada em animais com hipertireoidismo. Além disso, embora o DS não seja diferente no GH, o que pode ser concluído pelo menor VDF, a FE sobe e dá uma forte evidência do efeito direto dos HT no coração, aumentando a contratilidade. Além disso, o efeito cronotrópico positivo dos HT assegura um maior DC de repouso encontrado no GH, apesar do DS inalterado.

Além disso, avaliamos o efeito do Hi sobre a pressão arterial, uma vez que a disfunção da tireoide está associada à alterações na pressão sistólica e/ou diastólica4 ^, 18 ^, 31. As medidas mostraram uma PAS maior no GH. Esse achado está de acordo com estudos em humanos31 e dá origem a mais uma evidência do aumento da contratilidade cardíaca no GH. Isso é corroborado pela FE mais alta (em face da diminuição do VDF e VSF), em vez de alterações da RVPT, já que as modificações na RVPT, na ausência de distúrbio da complacência, levariam a um aumento proporcional na PAS e PAD. Por outro lado, alguns estudos têm mostrado uma RVPT reduzida na presença de Hi32 ^, 33. Considerando que o nosso estudo não encontrou nenhuma diferença significativa na RVPT entre os dois grupos, o aumento da PAS poderia ser resultado do aumento da contratilidade devido à ação direta dos HT sobre o coração, levando a um aumento da força de contração e da FC.

Nossos resultados sugerem efeitos funcionais que estão de acordo com estudos biológicos sobre as ações diretas do HT em termos de expressão e da atividade dos canais iônicos relacionados com o AEC cardíaco, ou seja, a expressão aumentada do receptor de dihidropiridina, RyR, SERCA2a, α - MHC, actina, troponina I, bomba de Na⁺/K⁺ e canais de K⁺ dependentes de voltagem e expressão reduzida de fosfolambam, β - MHC e trocador Na⁺/Ca²⁺ conforme descrito anteriormente2 ^, 27 ^, 30 ^, 34 ^, 35.

Por fim, em relação ao córtex adrenal, a ativação do eixo HPA do rato tem sido associada com o Hi7 ^, 9. A atividade aumentada do eixo HPA é seguida, em questão de minutos, pelo aumento dos níveis de corticosterona (principal glucocorticosteróide em ratos). No entanto, os poucos estudos que abordaram a possibilidade de correlação direta entre a disfunção da tireóide e glândulas adrenais foram realizados através de medições de concentração plasmática basal de ACTH e corticosterona, ambos os quais estão elevados em tireotoxicose6 ^, 36 ^, 37.

Tem sido demonstrado que a concentração de glicocorticoides no sangue não é um indicador apropriado de um evento estressante, porque é influenciado pela amostragem estressante e reflete uma situação transitória38 ^, 39. Na verdade, a coleta de sangue aumenta os níveis de corticosterona se não for terminada em um período de dois minutos e se o animal estiver sendo manuseado pela primeira vez. Para os ratos, a captura, o tratamento e a coleta de sangue são eventos estressantes. Portanto, eles interferem com as concentrações de glicocorticoide17. Em contraste, a coleta de amostra fecal é fácil e permite o monitoramento das concentrações de corticosterona sem estressar o animal. É uma técnica não invasiva para estudar o impacto das diferentes abordagens sobre a atividade adrenal.

Em nosso estudo, foram coletadas amostras fecais de 24 horas para monitorar as influências do Hi no eixo HPA. Seguiram-se injeções de T3 sempre no mesmo horário, ou seja, às 13:00 hrs, uma vez que a interferência do tempo pode influenciar os níveis de corticosterona16. Além disso, a coleta de fezes foi feita apenas nos dias em que as gaiolas não eram limpas, pois a defecação aumenta nos dias de substituição da gaiola e este aumento poderia interferir com o CF17. Nós medimos a CF no 1º, 5º e 10º dia de tratamento com T3, já que 15% a 25 % de corticosterona é excretada nas fezes. Dessa forma, eliminamos o componente de estresse que acompanha a medição plasmática de corticosterona. A CF foi maior no GH no quinto dia. Mas não houve diferença no décimo dia de tratamento. Fomos capazes de excluir a possibilidade de uma CF maior, encontrada no GH, devido à resposta ao estresse inicial para as injeções, seguidas de adaptação a esse estímulo, porque também aplicamos injeções de veículo no GC. Em vez disso, esse achado mostra que o Hi inicialmente altera a taxa metabólica do córtex adrenal. No entanto, a alteração cessa enquanto se mantém o estado de hipertireoidismo e o feedback negativo do glicocorticóide-ACTH fica intacto39 ^, 40. Esse achado está de acordo com a razão inalterada do peso adrenal/peso corporal. O crescimento da adrenal está geralmente associado com uma maior estimulação pituitária do córtex adrenal, produzindo hipercortisolismo7 ^, 9. Esse fato sugere fortemente que os efeitos do Hi são independentes da ativação do eixo HPA pelos HT. A última afirmação sugere que estudos adicionais com humanos, experimentais e clínicos, são necessários para determinar o impacto do Hi sobre o sistema cardiovascular, bem como a sua interação com a glândula adrenal e, portanto, a necessidade de intervenção clínica na glândula adrenal na tireotoxicose.

Em conclusão, o presente estudo mostra que o Hi de curto prazo aumenta o DC devido a um aumento na FC. Além disso, aumenta a contratilidade - como demonstrado pela redução na VDF, VSF, TRI, TE e TDT e FE. Finalmente, ele acelera o relaxamento, conforme mostrado pela maior dF/d_tmin do MPI e TRI e reduções do TDT (isto é, o Hi induz efeitos positivos inotrópicos, cronotrópicos e lusitrópicos sobre o coração, como mostrado in vivo e in vitro) e aumenta a PAS. Tais efeitos não estão correlacionados com a hiperativação do eixo HPA. O Hi não aumenta o peso da glândula adrenal ou CF em condições em que o estado de estresse não é alterado por manipulação ou técnicas invasivas. Esses resultados devem ser levados em consideração para investigações clínicas futuras.