OBJETIVO: Realizar uma avaliação quantitativa nas células do miocárdio humano de indivíduos senis, nas regiões ventriculares direita, esquerda e septal. MÉTODOS: Foram utilizados cinco corações de cadáveres de indivíduos sem enfermidades cardíacas, de ambos os sexos, com idade entre 67 e 87 anos. Foram avaliados os seguintes parâmetros: área da secção transversa unitária do miócito (a o mioc); comprimento do perímetro unitário do miócito (l o mioc); volume unitário do miócito (v o mioc); densidade volumétrica dos miócitos (Vv mioc); número de miócitos por unidade de volume (Nmm ^³mio). Na análise estatística utilizou-se o teste "t" de Student. RESULTADOS: A análise das diferenças (p<0,05) entre as regiões ventriculares direita (VD), esquerda (VE) e septal (S) do coração humano revelou que os valores da a o mioc mostraram-se menores no VD (1,51 ± 0,10 µm²) e no S (1,55 ± 0,07 µm²) em relação ao VE (1,84 ± 0,24 µm²). Os valores do l o mioc também se apresentaram menores no S (5,11 ± 0,46 µm) em relação VE (6,2 ± 0,97 µm). Do mesmo modo, o v o mioc e a Vv mioc apresentaram valores menores no VD (88,75 ± 25,37 µm ³; 0,39 ± 0,03%) em relação ao VE (122,41 ± 16,31 µm ³; 0,41 ± 0,01%). CONCLUSÃO: Os resultados obtidos mostram que podem ocorrer modificações nas dimensões da miocélula da parede ventricular esquerda durante a fase senescente, entretanto, essas diferenças são sutis e parecem significar a adaptação do tecido às mudanças funcionais que se instalam no decorrer da vida.
Universidade Federal de Pernambuco e Instituto de Ciências Biomédicas - USP - Recife, PE – São Paulo, SP
O conhecimento do processo de envelhecimento do coração é importante para a melhor compreensão dos processos patológicos que se instalam mais comumente no indivíduo senil. Contudo, uma das maiores dificuldades, encontradas no estudo dos efeitos do envelhecimento sobre o sistema cardiovascular, é a de se isolar e se identificar os efeitos do processo normal ou fisiológico de envelhecimento sobre aqueles relacionados com a presença de estados patológicos específicos associados1. Além disso, outras dificuldades são relatadas quando se deseja realizar uma investigação apenas do processo fisiológico de envelhecimento, tais como o estilo de vida de cada indivíduo (nível de atividade física e estresse, hábitos alimentares, ingestão de álcool e tabagismo). Todos esses fatores podem contribuir para desencadear alterações na função cardiovascular no decorrer do envelhecimento do indivíduo, embora sua específica contribuição seja muito difícil de quantificar2,3.
O estudo dos aspectos pertinentes a morfometria e estereologia do miocárdio humano é importante para a compreensão dos mecanismos compensatórios observados nessa fase da vida. Entretanto, poucos são os dados na literatura que tratam dos aspectos morfométricos do coração durante a fase senescente, embora este músculo seja largamente estudado, sob o ponto de vista qualitativo nos mamíferos, particularmente, no homem, em diversos processos patológicos4-12.
O presente trabalho tem por objetivo comparar as diferenças quantitativas nas células miocárdicas humanas das regiões ventriculares direita e esquerda e da parede septal em indivíduos senis, a fim de se obter subsídios que possam fornecer uma melhor compreensão dos processos patológicos tão freqüentes na fase senescente do indivíduo.
Foram estudados os corações de cinco cadáveres de indivíduos, sem enfermidades cardíacas, de ambos os sexos, com idades variando de 67 a 87 anos, provenientes do Departamento de Anatomia da Universidade de São Paulo.
Os corações foram cateterizados através da artéria coronária esquerda, lavados com solução salina a 9% e perfundidos com solução fixadora de paraformaldeído a 10% em tampão fosfato 0,1 M (pH 7,3), até que se observasse a saída do líquido pelo seio coronariano. Posteriormente, os corações foram imersos no mesmo fixador durante 48 horas. Fragmentos menores do miocárdio das paredes ventriculares direita (VD) e esquerda (VE), ao nível da face esternocostal, e da parede muscular do septo interventricular (S) foram coletados e colocados na solução fixadora paraformaldeído de 9%, por cinco dias. Em seguida, foram submetidos ao processo de desidratação lenta, em solução de metilbenzoato e pela mistura de benzol-parafina em proporções crescentes após a desidratação, e, finalmente, incluídos em parafina. Após a inclusão, cortes histológicos com espessura de 6 µm foram obtidos em micrótomo JB4A-SORVALL, com as fibras musculares cardíacas seccionadas aproximadamente paralelas ao seu maior eixo. Foram também realizados cortes perpendiculares ao seu maior eixo, e corados pelo método da hematoxilina férrica. Em cada corte foram analisados 30 campos microscópicos, escolhidos aleatoriamente.
Para a análise histocitométrica13,14, utilizou-se uma ocular com um sistema-teste de 100 pontos15 em microscópio óptico, com aumento final de 1.000X. Foram analisados os seguintes parâmetros: área da secção transversa unitária do miócito (ao mioc); comprimento do perímetro unitário do miócito (lo mioc); volume unitário do miócito (vo mioc); densidade volumétrica dos miócitos (Vv mioc); número de miócitos por unidade de volume (Nmm ^3mio).
A análise estatística foi realizada, comparativamente, entre as três regiões do miocárdio (VE, VD e parede septal). Para a comparação de pares de médias, foi empregado o teste "t" de Student. Todos os testes foram realizados com nível de significância de 5%.
A análise histocitométrica das miocélulas nas três regiões do miocárdio humano de indivíduos senis demonstrou que a área da secção transversa unitária do miócito apresentou-se menor (p < 0,05) no VD (1,51 ± 0,10µm2) e no S (1,55 ± 0,07µm2) quando comparada ao VE (1,84 ± 0,24µm2). O comprimento do perímetro unitário do miócito, no mesmo grupo, também se mostrou menor (p < 0,05) no S (5,11 ± 0,46µm) em relação VE (6,2 ± 0,97µm). Do mesmo modo, o volume unitário do miócito e a densidade volumétrica dos miócitos apresentaram valores menores (p < 0,05) no VD (88,75 ± 25,37; 0,39 ± 0,03µm3) em relação ao VE (122,41 ± 16,31 µm 3; 0,41 ± 0,01%) (
As alterações estruturais observadas no miocárdio humano, em decorrência do processo de envelhecimento, não estão totalmente elucidadas. Sabe-se que na fase de senescência ocorre uma redução no número dos cardiomiócitos, acompanhada de uma hipertrofia dos mesmos16,17, proporcionando uma queda da reserva funcional do coração, que pode favorecer a disfunção ventricular e a falência cardíaca nesta fase da vida17,18. O conhecimento das alterações histocitométricas dos cardiomiócitos nas diferentes regiões do coração senil é importante para a compreensão das mudanças que ocorrem no coração nesta fase da vida. Com relação à área da secção transversa do miócito, estudo experimental com ratos normotensos19 demonstrou haver uma diminuição significativa da área da secção do miócito nos animais com idade entre 18 e 24 meses, entretanto, esses autores não especificaram as regiões cardíacas utilizadas como amostra para esse estudo. Outros autores demonstraram, em corações humanos, que a área da miocélula próxima à região endocárdica se apresentava maior que na área próxima as regiões epicárdicas6,20. No presente estudo, não foi realizada uma pesquisa relativa à área da miocélula com relação a sua posição nas diferentes camadas cardíacas e, sim, tomando como referência as regiões do coração, nas quais foi observada uma diminuição da área da secção transversa dos miócitos apenas nas regiões ventricular direita e septal.
Os miócitos dos indivíduos senis apresentaram uma diminuição no comprimento do perímetro unitário na região septal em relação à região ventricular esquerda. O comprimento do miócito é uma dimensão difícil de obter na miocélula, particularmente no miocárdio adulto, devido à dificuldade na obtenção de cortes longitudinais da célula21, fato este que pode justificar a escassez de dados na literatura sobre o comprimento do perímetro unitário do miócito, seja em trabalhos experimentais ou em humanos.
Quando analisados os valores das três regiões do coração, encontrou-se uma diminuição no volume unitário do miócito no ventrículo direito em relação ao ventrículo esquerdo e uma diminuição da densidade volumétrica dos miócitos no ventrículo direito quando comparado à região ventricular esquerda. Não foram encontrados na literatura, entretanto, dados acerca desses parâmetros histocitométricos nas diferentes regiões ventriculares e na parede septal, na fase senil.
Na análise do número de miócitos por unidade de volume não houve diferença entre os grupos. Entretanto, autores observaram que a diminuição da massa cardíaca, decorrente de uma contínua perda de miócitos nas regiões ventriculares, ocorreria como um aspecto funcional da idade e daria lugar a alterações externas na espessura da parede de ambos os ventrículos1,22,23. Apesar de não ter quantificado, nesse estudo, o número de miocélulas em cada região, os valores da maioria dos parâmetros histocitométricos, observados no ventrículo esquerdo comparados às outras duas regiões estudadas, podem sugerir um mecanismo compensatório da perda celular.
As alterações na estrutura ventricular parecem acarretar hipertrofia das miocélulas, como é observado na hipertensão ou doença vascular, enquanto que a hiperplasia ou "pseudo-hipertrofia" resulta da reocupação de áreas de miocélulas por tecido não contrátil como é observado na doença cardíaca isquêmica24,25. A hipertrofia miocárdica, por sua vez, é a tentativa de adaptação do coração à sobrecarga de trabalho, evoluindo para a falência cardíaca quando o processo de adaptação é esgotado26.
O processo de envelhecimento normal estaria, assim, associado a uma série de mudanças. Entretanto, essas mudanças seriam graduais e relativamente moderadas, podendo diminuir a capacidade do coração senil em se adaptar ao estresse imposto a partir da instalação de alguma doença cardiovascular27. Ocorrem modificações nas dimensões da miocélula da parede ventricular esquerda durante a fase senescente do indivíduo. Isto pode estar relacionado à redução do número dessas células e a provável hipertrofia das células remanescentes, entretanto, essas diferenças são sutis e parecem significar a adaptação do tecido às mudanças funcionais que se instalam no decorrer da vida.
Ana Elisa Toscano Rua Frederico, 39 - Encruzilhada 52041-540 – Recife, PE E-mail:
Recebido em 12/02/05
Aceito em 06/04/05
OBJECTIVE: To carry out a quantitative assessment in human myocardium cells of senile individuals, in right, left and septal ventricular regions. METHODS: Five hearts from corpses of individuals without heart diseases, of both sexes, with age between 67 and 87 years old were used. The following parameters were assessed: myocyte unit cross section area (myoc. a o); myocyte unit perimeter length (myoc. l o); myocyte unit volume (myoc. v o); myocyte volumetric density (myoc. Vv); number of myocytes per volume unit (Nmm ^³myoc.). The t-test of Student was used in statistic analysis. RESULTS: The analysis of differences (p < 0.05) among right (RV), left (LV) and septal (S) ventricular regions of human heart showed that myoc. a o values were lower in RV (1.51 ± 0.10 µm²) and in S (1.55 ± 0.07 µm²) in relation to LV (1.84 ± 0.24 µm²). Values of myoc. l o were also shown lower in S (5.11 ± 0.46 µm) comparing to LV (6.2 ± 0.97 µm). Likewise, myoc. v o and myoc. Vv showed lower values in RV (88.75 ± 25.37 µm ³; 0.39 ± 0.03%) in relation to LV (122.41 ± 16.31 µm ³; 0.41 ± 0.01%). CONCLUSION: Results obtained show that there may be changes in dimensions of left ventricular wall myocyte cell during senescent stage. However, those differences are subtle and seem to mean the adjustment of tissue to functional changes that install along life.
Universidade Federal de Pernambuco e Instituto de Ciências Biomédicas - USP - Recife, PE – São Paulo, SP - Brazil
The understanding on heart aging process is important for a better knowledge of pathological processes that more commonly settle in senile individuals. However, one of the greatest difficulties found in the study of aging effects on cardiovascular system is of isolating and identifying the effects of normal or physiological aging process on those related with the presence of associated specific pathological statuses1. Besides, other difficulties are reported when one wishes to carry out an investigation of the aging physiological process alone, such as the lifestyle of each individual (level of physical activity and stress, alcohol ingestion and smoking). All those factors may contribute to unleash changes in cardiovascular function in the course of individual's aging, although its specific contribution is very difficult to quantify2,3.
The study of aspects pertaining to morphometry and stereology of human myocardium is important for the understanding of compensatory mechanisms observed at that stage of life. However, there are few data in literature on morphometric aspects of the heart during senescent stage, although this muscle is widely studied, under qualitative point of view in mammals, especially in men, in several pathological processes4-12.
The present work aims at comparing quantitative differences in human myocardial cells from right and left ventricular and septal wall regions in senile individuals, in order to obtain information that can provide a better comprehension on pathological processes that are very frequent in the senescent stage of the individual.
Hearts from five corpses of individuals of both sexes, with ages ranging from 67 to 87 years old, coming from the Departamento de Anatomia (Anatomy Department) of Universidade de São Paulo were studied.
The hearts were catheterized through left coronary artery, washed with salt solution at 9% and perfused with fixative solution of paraformaldehyde at 10% in 0.1 M phosphate buffer (pH 7.3), until fluid outflow through coronary sinus was observed. Subsequently, the hearts were immersed in the same fixer during 48 hours. Smaller fragments of myocardium from right (RV) and left (LV) ventricular walls, on the level of sternocostal side, and from interventricular septum (S) muscle wall were collected and placed in the 9% paraformaldehyde fixative solution for five days. Then, they were submitted to a slow dehydration process, in a methyl benzoate solution and through the mixture of benzol-paraffin in growing proportions after dehydration and finally, included in paraffin. After inclusion, 6 µm-thick histological cuts were obtained in a JB4A-SORVALL microtome, with heart muscle fibers sectioned approximately parallel to their larger axis. Cuts perpendicular to their larger axis were carried out and dyeing through ferric hematoxylin method. Thirty microscopic fields, randomly chosen, were analyzed in each cut.
For histocytometric analysis13,14, an ocular with 100-point test-system15 in optical microscope, with a final enlargement of 1,000x. The following parameters were analyzed:myocyte unit cross section area (myoc. ao); myocyte unit perimeter length (myoc. lo); myocyte unit volume (myoc. vo); myocyte volumetric density (myoc. Vv); number of myocytes per volume unit (Nmm ^3myoc.).
Statistical analysis was carried out, comparatively, among the three myocardial regions (LV, RV and septal wall). For the comparison of pairs of means, the t-test of Student was used. All tests were carried out with a significance level of 5%.
Histocytometric analysis of myocyte cells in three human myocardium regions of senile individuals demonstrated that the myocyte unit cross section area was smaller (p < 0.05) in RV (1.51 ± 0.10µm2) and in S (1.55 ± 0.07µm2) when compared with LV (1.84 ± 0.24µm2). Myocyte unit perimeter length, in the same group, was also smaller (p < 0.05) in S (5.11 ± 0.46µm) in relation to LV (6.2 ± 0.97µm). Likewise, myocyte unit volume and myocyte volumetric density showed lower values (p < 0.05) in RV (88.75 ± 25.37; 0.39 ± 0.03µm3) in relation to LV (122.41 ± 16.31 µm 3; 0.41 ± 0.01%) (
Structural changes observed in human myocardium, due to aging process, are not completely elucidated. It is known that at senescence stage a reduction in the number of cardiomyocytes takes place, followed by their hypertrophy16,17, causing a decrease of heart functional reserve, which may favor ventricular dysfunction and heart failure at that stage in life17,18. Understanding of histocytometric changes of cardiomyocytes in different areas of aging heart is important for the comprehension of changes taking place in the heart at that stage in life. Concerning the myocyte cross section area, an experimental study with normotensive rats19 demonstrated the existence of a significant decrease of myocyte section area in animals with age between 18 and 24 months. However, those authors did not specify the heart areas used as sample for that study. Other authors demonstrated, in human hearts, that the myocyte cell area close to endocardial region was shown larger than in the area near epicardial regions6,20. In the present study, a research related to the myocyte cell area with relation to its position in different heart coats was not carried out, but taking as reference the heart regions, in which a decrease of myocyte cross section area was only observed in right ventricular and septal regions.
Senile individual myocytes showed a decrease in length of unit perimeter in septal region in relation to left ventricular region. The myocyte length is very difficult to obtain dimension in myocyte cell, especially in adult myocardium, due to the difficulty of obtention of longitudinal cuts in the cell21, a fact that can justify the scarcity of literature data on the length of myocyte unit perimeter, either in experimental works or works with human beings.
When the values of the three heart regions were analyzed, a decrease in myocyte unit volume in right ventricle in relation to the left ventricle, and a decrease of myocyte volumetric density in right ventricle, when compared to the left ventricular region, was found. However, data on those histocytometric parameters in different ventricular regions and on septal wall at senile stage were not found in the literature.
There was no difference between the groups in the analysis on the number of myocytes per volume unit. However, authors observed that the decrease in cardiac mass, due to a continuous loss of myocytes in ventricular regions, would take place as an age functional aspect, and it would give place to external changes in wall thickness of both ventricles1,22,23. Despite not having quantified, in this study, the number of myocyte cells in each region, values from most histocytometric parameters observed in the left ventricle, compared to the other two studied regions, may suggest a compensatory mechanism of cell loss.
Changes in ventricular structure seem to cause myocyte cell hypertrophy, as observed in hypertension or vascular disease, whereas hyperplasia or "pseudo-hypertrophy" results from reoccupation of myocyte cell areas by non-contractile tissue, as observed in ischemic heart disease24,25. Myocardial hypertrophy, for its turn, is the attempt of adjustment of the heart to work overload, evolving to heart failure when the adjustment process is depleted26.
The normal aging process would be, then, associated to a series of changes. However, those changes would be gradual and relatively moderate, with the possibility to decrease aging heart capability in adjusting to the stress imposed from settlement of some cardiovascular disease27. Changes in dimensions of left ventricular wall myocyte cell take place during the senescent stage of the individual. That may be related to the reduction of the number of those cells and the probable hypertrophy of remaining cells. However, those differences are subtle and seem to mean the adjustment of the tissue to functional changes settling along the life.
Ana Elisa Toscano Rua Frederico, 39 - Encruzilhada 52041-540 – Recife, PE - Brazil E-mail:
Received on 02/12/0
Accepted on 04/06/05