FUNDAMENTO: A relevância do padrão de remodelação no modelo de ratos expostos à fumaça do cigarro não é conhecida. OBJETIVO: Analisar a presença de diferentes padrões de remodelação nesse modelo e sua relação com a função ventricular. MÉTODOS: Ratos fumantes (n=47) foram divididos de acordo com o padrão de geometria, analisado pelo ecocardiograma: normal (índice de massa normal e espessura relativa normal), remodelação concêntrica (índice de massa normal e espessura relativa aumentada), hipertrofia concêntrica (índice de massa aumentado e espessura relativa aumentada) e hipertrofia excêntrica (índice de massa aumentado e espessura relativa normal). RESULTADOS: Os ratos fumantes apresentaram um dos quatro padrões de geometria: padrão normal, 51%; hipertrofia excêntrica:,32%; hipertrofia concêntrica, 13% e remodelação concêntrica, 4%. Os grupos normal e hipertrofia excêntrica apresentaram menores valores de fração de ejeção e porcentagem de encurtamento que o grupo hipertrofia concêntrica. Treze animais (28%) apresentaram disfunção sistólica, detectada pela fração de ejeção e pela porcentagem de encurtamento. Na análise de regressão univariada, os padrões de geometria e o índice de massa não foram fator de predição de disfunção ventricular (p>0,05). Por outro lado, o aumento da espessura relativa da parede foi fator de predição de disfunção ventricular na análise univariada (p<0,001) e na análise multivariada, após ajuste para o índice de massa (p=0,003). CONCLUSÃO: Ratos expostos à fumaça do cigarro apresentam um dos quatro diferentes padrões de remodelação. Entre as variáveis geométricas analisadas, somente o aumento da espessura relativa da parede do ventrículo esquerdo foi fator de predição de disfunção ventricular nesse modelo.
ARTIGO ORIGINAL
EXPERIMENTAL
Faculdade de Medicina de Botucatu - UNESP, Botucatu, SP - Brasil
Define-se remodelação como variações gênicas, moleculares, celulares e intersticiais cardíacas, que vão se manifestar clinicamente por alterações no tamanho, massa, geometria e função do coração, em resposta a determinada agressão1-3. O processo de remodelação desempenha papel fundamental na fisiopatologia da disfunção ventricular. Ao reagir à determinada agressão, as alterações genéticas, estruturais e bioquímicas desse processo vão resultar em progressiva deterioração da capacidade funcional do coração4-6.
Aspecto relevante é que em pacientes hipertensos, observou-se que a remodelação secundária à hipertensão arterial pode resultar em diferentes padrões de geometria. Utilizando como variáveis ecocardiográficas o índice de massa e a espessura relativa da parede do ventrículo esquerdo (VE), os pacientes foram divididos em quatro diferentes padrões de geometria: normal (índice de massa normal e espessura relativa normal), remodelação concêntrica (índice de massa normal e espessura relativa aumentada), hipertrofia concêntrica (índice de massa aumentado e espessura relativa aumentada) e hipertrofia excêntrica (índice de massa aumentado e espessura relativa normal). Dado importante a ser considerado é que o padrão de remodelação foi preditor de eventos cardiovasculares7.
Recentemente, diferentes trabalhos mostraram que a exposição à fumaça do cigarro resulta em remodelação cardíaca em ratos, com prejuízo da função ventricular8-15. No entanto, a importância do padrão de remodelação cardíaca, nesse modelo, não é conhecida. Assim, o objetivo desse estudo foi analisar a presença de diferentes padrões de remodelação e sua relação com a função ventricular no modelo de ratos expostos à fumaça do cigarro.
O protocolo experimental do presente trabalho foi aprovado pela Comissão de Ética em Experimentação Animal (CEEA) de nossa instituição estando em conformidade com os Princípios Éticos na Experimentação Animal, adotados pelo Colégio Brasileiro de Experimentação Animal.
Ratos Wistar, machos, pesando entre 200g e 230g, foram alocados em 2 grupos experimentais: 1) grupo C, n=30- formado por animais não expostos à fumaça do cigarro; 2) grupo F, n=47 - formado pelos animais que foram expostos à fumaça de cigarro por período de 2 meses.
Posteriormente, os animais do grupo F foram classificados de acordo com o padrão de remodelação: normal (índice de massa normal e espessura relativa normal), remodelação concêntrica (índice de massa normal e espessura relativa aumentada), hipertrofia concêntrica (índice de massa aumentado e espessura relativa aumentada) e hipertrofia excêntrica (índice de massa aumentado e espessura relativa normal).
Para expor os animais à fumaça do cigarro, foi utilizado o método padronizado em nosso laboratório8-13. Durante a primeira semana, a fumaça foi liberada a uma taxa de 5 cigarros, duas vezes por dia no período da tarde, com intervalos de descanso de 10 minutos. O número de cigarros foi aumentado para uma taxa de 10 cigarros/30 minutos, duas vezes no período da manhã e duas no período da tarde, até o final do período de estudo.
Vinte e quatro horas após o fim do período de observação, os animais foram submetidos ao estudo ecocardiográfico. Utilizou-se equipamento da Philips (modelo TDI 5500) dotado de transdutor multifrequencial até 12 MHz. As estruturas cardíacas foram medidas de acordo com as recomendações da American Society of Echocardiography/ European Association of Echocardiography16. As medidas foram feitas pelo mesmo observador, sem conhecimento a que grupos pertenciam os animais. Para a espessura relativa da parede do VE, foi utilizada a fórmula: (ERP= 2 x espessura da parede posterior(EP)/diâmetro diastólico). A espessura relativa foi considerada aumentada quando > 0,4216. Para o índice de massa (IMVE), foi utilizada a fórmula: IMVE = MVE/PC, onde MVE = {[DDVE + (2 x EP)3 - (DDVE)3] x 1,04}/1000 e PC é o peso corporal do animal. O índice de massa foi considerado aumentado quando > 1,733. Esse valor corresponde aos valores acima do percentil 75% encontrado nos animais controle. Para o diagnóstico de disfunção ventricular sistólica, consideramos os valores abaixo de 49% para a porcentagem de encurtamento e abaixo de 0,87 para a fração de ejeção. Esses valores correspondem aos valores abaixo do percentil 25% encontrado nos animais controle.
As comparações foram feitas pela ANOVA de uma via, complementadas pelo teste de Tukey, quando os dados apresentaram distribuição normal. Quando os dados não apresentaram distribuição normal, as comparações entre os grupos foram feitas pelo teste de Kruskal-Wallis. Os dados foram expressos em média ± desvio padrão (para distribuição normal) ou mediana com os percentis 25 e 75 (para distribuição não normal). A análise dos fatores de predição de disfunção ventricular foi realizada pela análise de regressão simples. O nível de significância foi 5%. As análises estatísticas foram feitas com o programa SigmaStat for Windows v3.5 (SPSS Inc, Chicago, IL).
Considerando o padrão geométrico dos animais controle, 20 animais apresentaram padrão normal, 5 tiveram hipertrofia excêntrica, 2 apresentaram hipertrofia concêntrica e 3 tiveram remodelação concêntrica. Em relação às medidas das dimensões cardíacas, os resultados dos animais controle foram: DDVE (7,13 ± 0,68 mm), parede posterior (1,39 ± 0,27 mm) espessura relativa da parede (0,40 ± 0,14) e índice de massa (1,5 ± 0,31 g/kg).
Considerando os nossos ratos expostos à fumaça do cigarro, os animais apresentaram um dos quatro padrões de geometria, nas seguintes porcentagens: padrão normal, 51%; hipertrofia excêntrica, 32%; hipertrofia concêntrica, 13% e remodelação concêntrica, 4%. Pelo fato de apenas dois animais terem apresentado o padrão remodelação concêntrica, esses animais não foram incluídos nas análises posteriores.
Os resultados da análise ecocardiográfica, de acordo com o padrão de remodelação, estão na
Considerando os animais fumantes, 13 animais (28%) apresentaram disfunção sistólica, detectada pela fração de ejeção e pela porcentagem de encurtamento. Esses animais apresentaram apenas dois padrões de geometria: 61% apresentaram padrão de geometria normal e 39% apresentaram padrão de hipertrofia excêntrica.
Em relação aos fatores de predição de disfunção ventricular, analisamos a influência do índice de massa, da espessura relativa da parede e o padrão de geometria. Na análise de regressão univariada, os padrões de geometria e o índice de massa não foram fator de predição de disfunção ventricular (p>0,05). Por outro lado, o aumento da espessura relativa da parede foi fator de predição de disfunção ventricular na análise univariada (p<0,001) e na análise multivariada após ajuste para o índice de massa (p=0,003).
Diversos trabalhos mostraram que a exposição à fumaça do cigarro resulta em remodelação cardíaca, no modelo do rato, com queda dos índices de função sistólica8-15. Considerando a falta de informações sobre a relevância do padrão de remodelação no modelo de ratos expostos à fumaça do cigarro, o objetivo desse estudo foi analisar a presença de diferentes padrões de remodelação e sua relação com a função ventricular nesse modelo.
A primeira informação relevante do nosso trabalho foi que os animais expostos à fumaça do cigarro apresentaram um dos quatro padrões de geometria descritos: normal, hipertrofia excêntrica, hipertrofia concêntrica e remodelação concêntrica. Devemos considerar, entretanto, que os mecanismos envolvidos nessa variabilidade do padrão de geometria não são conhecidos.
Considerando a presença de um dos quatro diferentes padrões de remodelação, aspecto que merece atenção refere-se ao fato de que o mesmo fenômeno foi observado em estudos clínicos, em modelos de hipertensão arterial7,17. No caso da hipertensão arterial, apesar dos mecanismos não serem completamente esclarecidos, os diferentes padrões de geometria são explicados por meio dos diferentes mecanismos fisiopatológicos para a hipertensão, com diferentes padrões hemodinâmicos. Desse modo, a geometria iria depender do grau de vasoconstrição, da intensidade da ativação de fatores neurohumorais e da presença de sobrecarga de volume17. Em nosso estudo, no entanto, os animais expostos à fumaça do cigarro apresentam as mesmas características. Assim, os nossos resultados sugerem que no modelo de exposição à fumaça do cigarro, animais com as mesmas características podem apresentar adaptações morfológicas diferentes mesmo frente a uma mesma agressão.
Em relação à relevância dos padrões de remodelação ventricular, no
Outro aspecto a ser considerado em nosso estudo refere-se à importância da espessura relativa do VE. Em estudo clínico com pacientes hipertensos, o índice de massa foi mais importante que a espessura relativa da parede como fator prognóstico29. Em pacientes com infarto agudo do miocárdio, o padrão de geometria, o índice de massa e a espessura relativa da parede foram fatores preditores independentes de óbito30. Em nosso estudo, entre as variáveis geométricas analisadas, a espessura relativa da parede foi a única variável preditora de disfunção ventricular, enfatizando a importância dessa variável no modelo de ratos fumantes.
Em conclusão, ratos expostos à fumaça do cigarro apresentam um dos quatro diferentes padrões de remodelação. Entre as variáveis geométricas analisadas, somente o aumento da espessura relativa da parede do ventrículo esquerdo foi fator de predição de disfunção ventricular nesse modelo.
Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.
O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.
Não há vinculação deste estudo a programas de pós-graduação.
Correspondência: Leonardo Antônio Mamede Zornoff Departamento de Clínica Médica - Rubião Jr 18618-000 - Botucatu, SP - Brasil E-mail:
Artigo recebido em 14/05/09; revisado recebido em 29/06/09; aceito em 09/07/09
BACKGROUND: The relevance of the remodeling pattern in the model of rats exposed to cigarette smoke is not known. OBJECTIVE: Analyzing the presence of different remodeling patterns in this model and its relation with the ventricular function. METHODS: Smoking rats (n=47) have been divided according to the geometry pattern, analyzed by echocardiogram: normal (normal mass index and normal relative wall thickness), concentric remodeling (normal mass index and increased relative wall thickness), concentric hypertrophy (increased mass index and increased relative wall thickness) and eccentric hypertrophy (increased mass index and normal relative wall thickness). RESULTS: Smoking rats presented one of the following geometry patterns: normal pattern, 51%; eccentric hypertrophy; 32%; concentric hypertrophy, 13% and concentric remodeling, 4%. The normal and eccentric hypertrophy groups presented smaller ejection fraction values and fractional shortening than the concentric hypertrophy group. Thirteen animals (28%) presented systolic dysfunction detected by the ejection fraction and by fractional shortening. In the single regression analysis, geometry patterns and mass index could not predict ventricular dysfunction (p<). On the other hand, the increased relative thickness of the wall could predict ventricular dysfunction in the single regression analysis (p<0,001) and in the multiple regression analysis after adjustment to the mass index (p=0,003). CONCLUSION: Rats exposed to cigarette smoke presented one of the four different remodeling patterns. Among the geometric variables analyzed, only the increased relative thickness of the left ventricle wall could predict ventricular dysfunction in this model.
Faculdade de Medicina de Botucatu - UNESP, Botucatu, SP - Brazil
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In the single regression analysis, geometry patterns and mass index could not predict ventricular dysfunction (p<). On the other hand, the increased relative thickness of the wall could predict ventricular dysfunction in the single regression analysis (p<0,001) and in the multiple regression analysis after adjustment to the mass index (p=0,003).
Remodeling refers to gene, molecular, cellular and cardiac interstitial variations, which clinically manifest by changes in size, mass, geometry and heart function, in response to a given agression1-3. The remodeling process plays a key role in the ventricular dysfunction physiopathology. By reacting to a given aggression, genetic, structural and biochemical changes result in a progressive deterioration of heart functions4-6.
A relevant aspect is that in patients with high blood pressure, it was found that secondary remodeling to arterial hypertension may result in different geometry patterns. Using the mass index and the left ventricle (LV) wall relative thickness, the patients were divided into four different geometry patterns: normal (normal mass index and normal relative thickness), concentric remodeling (normal mass index and increased relative thickness), concentric hypertrophy (increased mass index and increased relative thickness) and eccentric hypertrophy (increased mass index and normal relative thickness). An important data to be considered is that the remodeling pattern predicted cardiovascular events7.
Recently, various studies reported that the exposure to cigarette smoke causes cardiac remodeling in rats, damaging their ventricular function8-15. Nevertheless, the importance of the cardiac remodeling pattern, in this model, is not known. Hence, the purpose of this study was to analyze the presence of different remodeling patterns ventricular functions in the model rats exposed to cigarette smoke.
The experimental protocol of this paper has been approved by the Ethics Commission on Animal Experimentation (CEEA) of our institution. It complies with the Ethic Principles on Animal Experimentation adopted by the Brazilian Board of Animal Experimentation.
Male Wistar rats weighing 200g to 230g were divided into 2 experimental groups: 1) group C, n=30 - composed of animals not exposed to cigarette smoke; 2) group F, n=47 - composed of animals exposed to cigarette smoke for a period of 2 months.
Later, the animals of group F have been classified according to the remodeling pattern: normal (normal mass index and normal relative thickness), concentric remodeling (normal mass index and increased relative thickness), concentric hypertrophy (increased mass index and increased relative thickness) and eccentric hypertrophy (increased mass index and normal relative thickness).
To expose the animals to cigarette smoke, we used a method standardized in our laboratory8-13. During the first week, the smoke was released at a rate of 5 cigarettes, twice a day in the afternoon with resting intervals of 10 minutes. The number of cigarettes was increased to a rate of 10 cigarettes/30 minutes, twice in the morning and twice in the afternoon, until the completion of the study.
Twenty-four hours past the end of the observation period, the animals underwent echocardiographic study. A Philips equipment (model TDI 5500) provided with multifrequency transducer was used up to 12 MHz. Cardiac structures were measured according to the recommendations of the American Society of Echocardiography/ European Association of Echocardiography16. The measurements were made by the same observer, who did not know which groups the animals belonged to. For the relative wall thickness of the LV, the following formula was used: (RWT= 2 x posterior wall thickness (WT)/diastolic diameter). The relative wall thickness was considered increased when > 0.4216. For the mass index (LVMI), the following formula was used: LVMI = LVM/BW, considering LVM = {[LVDD + (2 x WT)3 - (LVDD)3] x 1.04}/1000 and BW is the body weight of the animal. The mass index was considered increased when > 1.733. This value corresponds to the values above the percentile 75% found in the control animals. To issue a diagnosis on systolic ventricular dysfunction, we considered the values below 49% for the shortening percentage and below 0.87 for the ejection fraction. These values correspond to the values below the percentile 25% found in the control animals.
The comparisons were made by one-way ANOVA, complemented by Tukey test, when the data presented normal distribution. When the data did not present normal distribution, the comparisons between the groups were made by Kruskal-Wallis test. The data were expressed in mean ± standard deviation (for normal distribution) or average with percentiles 25 and 75 (for non normal distribution). The analysis of ventricular dysfunction prediction factors was made by simple regression analysis. The significance level was 5%. Statistic analysis were made with the program SigmaStat for Windows v3.5 (SPSS Inc, Chicago, IL).
Considering the geometric pattern of control animals, 20 animals presented normal pattern, 5 had eccentric hypertrophy , 2 presented concentric hypertrophy and 3 had concentric remodeling. Concerning the cardiac dimension measures, the results of control animals were: LVDD (7.13 ± 0.68 mm), posterior wall thickness (1.39 ± 0.27 mm) relative wall thickness (0.40 ± 0.14) and mass index (1.5 ± 0.31 g/kg).
Considering our rats exposed to cigarette smoke, the animals presented one of the four geometry patterns, in the following percentages: normal pattern, 51%; eccentric hypertrophy; 32%; concentric hypertrophy, 13% and concentric remodeling, 4%. As only two animals presented the concentric remodeling pattern, these animals were not included in the other analyses.
The echocardiogram results, according to the remodeling pattern, are shown in
Considering the smoking animals, thirteen (13) animals (13) presented systolic dysfunction detected by the ejection fraction and by fractional shortening. These animals presented only two geometry patterns: 61% presented normal geometry pattern and 39% presented eccentric hypertrophy pattern.
As to the ventricular dysfunction prediction factors, we analyzed the influence of the mass index, the wall relative thickness and the geometry pattern. In the single regression analysis, geometry patterns and mass index could not predict ventricular dysfunction (p<). On the other hand, the increased relative thickness of the wall could predict ventricular dysfunction in the single regression analysis (p<0.001) and in the multiple regression analysis after adjustment to the mass index (p=0,003).
Several studies showed that the exposure to cigarette smoke results in cardiac remodeling, in the rat model, with a drop in the systolic function indexes8-15. Considering the lack of information on the relevance of remodeling pattern in the model of rats exposed to cigarette smoke, the purpose of this study was to analyze the presence of different remodeling patterns and its relation with ventricular function in this model.
The first relevant information of our study was that animals exposed to cigarette smoke presented one of the four geometry patterns described: normal pattern, eccentric hypertrophy, concentric hypertrophy, and concentric remodeling. Nevertheless, we should consider that the mechanisms involved in the geometry pattern variability are not known.
Considering the presence of one of the four different remodeling patterns, an aspect that is worthy of note is that the same phenomenon was observed in clinical studies, in arterial hypertension models7,17. In the case of arterial hypertension, although the mechanisms are not completely clear, the different geometry patterns are explained by the different physiopathological mechanisms for hypertension, with different hemodynamic patterns. Hence, the geometry would depend on the vasoconstriction degree, the intensity of activation of neurohumoral factors and the presence of volume overcharge17. In our study, however, the animals exposed to cigarette smoke present the same characteristics. Then, our results suggest that in the model of exposure to cigarette smoke, animals with the same characteristics may present different morphological adaptations even if submitted to the same aggression.
Concerning the relevance of the ventricular remodeling patterns, in the Jackson Cohort of the Atherosclerosis Risk in Communities (ARIC) Study, the type of hypertrophy was associated to the type of ventricular dysfunction. Eccentric hypertrophy was associated to a systolic dysfunction, while concentric hypertrophy was associated to diastolic dysfunction. On the other hand, concentric remodeling was not associated to ventricular dysfunction18. In the MESA study, however, patients with concentric remodeling presented systolic dysfunction, assessed by means of magnetic resonance19. Therefore, the association between the geometry and the ventricular dysfunction is still controversial. In our study, only the animals with normal geometry patterns and eccentric hypertrophy presented systolic dysfunction. Another aspect to be considered is that different authors showed that the remodeling poattern may have prognostic implications. This way, in patients with hypertension, the concentric hypertrophy pattern was associated with increased risk of cardiovascular events compared to other geometry patterns20. Additionally, studies suggest that the concentric remodeling is associated to an increased risk of cardiovascular events21-26. On the other hand, other studies found that geometry was not associated to a worse prognosis27-29, suggesting that the relevance of the remodeling pattern in patients with high blood pressure remains undetermined. In our study, the geometry patterns were not factors of prediction of systolic ventricular dysfunction. Therefore, in the model of rats exposed to cigarette smoke, the remodeling pattern did not present relevance in relation to cardiac function.
Another aspect to be considered in our study refers to the importance of the LV relative thickness. In clinical trials with patients with high blood pressure, the mass index was more important than the relative thickness of wall as a prognostic factor29. In patients with acute myocardial infarction, the geometry pattern, the mass index and the relative thickness of the wall were independent prediction factors of death30. In our study, among the geometric variables analyzed, the relative thickness of the wall was the only variable that could predict ventricular dysfunction, emphasizing the importance of such variable in the model of smoking rats.
The conclusion we have drawn is that rats exposed to cigarette smoke presented one of the four different remodeling patterns. Among the geometric variables analyzed, only the increased relative wall thickness of the left ventricle could predict ventricular dysfunction in this model.
No potential conflict of interest relevant to this article was reported.
There were no external funding sources for this study.
This study is not associated with any post-graduation program.
FUNDAMENTO: No se conoce la relevancia del estándar de remodelación en el modelo de ratones expuestos al humo del cigarrillo. OBJETIVO: Analizar la presencia de diferentes estándares de remodelación en este modelo y su relación con la función ventricular. MÉTODOS: Ratones fumadores (n=47) se dividieron según el estándar de geometría, analizado por el ecocardiograma: normal (índice de masa normal y espesor relativo normal), remodelación concéntrico (índice de masa normal y espesor relativo aumentado), hipertrofia concéntrica (índice de masa aumentado y espesor relativo aumentado) y hipertrofia excéntrica (índice de masa aumentado y espesor relativo normal). RESULTADOS: Los ratos fumadores presentaron uno de los cuatro estándares de geometría: estándar normal, el 51%; hipertrofia excéntrica: el 32%; hipertrofia concéntrica, el 13% y remodelación concéntrica, el 4%. Los grupos normal e hipertrofia excéntrica presentaron menores valores de fracción de eyección y porcentaje de acortamiento que el grupo hipertrofia concéntrica. Trece animales (28%) presentaron disfunción sistólica, detectada por la fracción de eyección y por el porcentaje de acortamiento. En el análisis de regresión univariado, los estándares de geometría y el índice de masa no fueron factor de predicción de disfunción ventricular (p > 0,05). Por otro lado, el aumento del espesor relativo de la pared fue factor de predicción de disfunción ventricular en el análisis univariado (p < 0,001) y en el análisis multivariado, tras ajuste para el índice de masa (p = 0,003). CONCLUSIÓN: Ratones expuestos al humo del cigarrillo presentan uno de los cuatro diferentes estándares de remodelación. Entre las variables geométricas analizadas, solamente el aumento del espesor relativo de la pared del ventrículo izquierdo del factor de predicción de disfunción ventricular en este modelo.
Faculdade de Medicina de Botucatu - UNESP, Botucatu, SP - Brasil
Correspondencia
Remodelación se define como variaciones génicas, moleculares, celulares e intersticiales cardiacas, que se manifestarán clínicamente por alteraciones en el tamaño, masa, geometría y función del corazón, en respuesta a determinada agresión1-3. El proceso de remodelación desempeña un rol fundamental en la fisiopatología de la disfunción ventricular. Al reaccionar a la determinada agresión, las alteraciones genéticas, estructurales y bioquímicas de este proceso resultarán en progresivo deterioro da capacidad funcional del corazón4-6.
Aspecto relevante es que en pacientes hipertensos, se observó que la remodelación secundaria a la hipertensión arterial puede resultar en diferentes estándares de geometría. Utilizando como variables ecocardiográficas el índice de masa y el espesor relativo de la pared del ventrículo izquierdo (VI), los pacientes se dividieron en cuatro diferentes estándares de geometría: normal (índice de masa normal y espesor relativo normal), remodelación concéntrico (índice de masa normal y espesor relativo aumentado), hipertrofia concéntrica (índice de masa aumentado y espesor relativo aumentado) y hipertrofia excéntrica (índice de masa aumentado y espesor relativo normal). Un dato importante a considerar es que el estándar de remodelación fue predictor de eventos cardiovasculares7.
Recientemente, diferentes trabajos mostraron que la exposición al humo del cigarrillo resulta en remodelación cardiaca en ratones, con perjuicio de la función ventricular8-15. Sin embargo, no se conoce la importancia del estándar de remodelación cardiaca, en este modelo. Así, el objetivo de este estudio fue analizar la presencia de diferentes estándares de remodelación y su relación con la función ventricular en el modelo de ratones expuestos al humo del cigarrillo.
La Comisión de Ética en Experimentación Animal (CEEA) de nuestra Institución, de conformidad con los Principios Éticos en la Experimentación Animal, adoptados por lo Colegio Brasileño de Experimentación Animal, aprobó el protocolo experimental del presente trabajo.
Ratones Wistar, machos, pesando entre 200 g y 230 g, se dividieron en 2 grupos experimentales: 1) grupo C, n = 30 - formado por animales no expuestos al humo del cigarrillo; 2) grupo F, n = 47 - formado por los animales que fueron expuestos al humo de cigarrillo por período de 2 meses.
Posteriormente, los animales del grupo F se clasificaron de acuerdo con el estándar de remodelación: normal (índice de masa normal y espesor relativo normal), remodelación concéntrico (índice de masa normal y espesor relativo aumentado), hipertrofia concéntrica (índice de masa aumentado y espesor relativo aumentado) y hipertrofia excéntrica (índice de masa aumentado y espesor relativo normal).
Para exponer a los animales al humo del cigarrillo, se utilizó el método estandarizado en nuestro laboratorio8-13. Durante la primera semana, el humo se liberó a una tasa de 5 cigarrillos, dos veces por día en el período de la tarde, con intervalos de descanso de 10 minutos. El número de cigarrillos fue aumentado para una tasa de 10 cigarrillos/30 minutos, dos veces en el período de la mañana y dos en el período de la tarde, hasta el final del período de estudio.
Veinticuatro horas tras el fin del período de observación, los animales se sometieron al estudio ecocardiográfico. Se utilizó equipo de Philips (modelo TDI 5500) dotado de transductor multifrecuencial hasta 12 MHz. Las estructuras cardiacas se midieron de acuerdo con las recomendaciones de la
Las comparaciones se llevaron a cabo por la ANOVA de una vía, complementadas mediante la prueba de Tukey, cuando los datos presentaron distribución normal. Cuando los datos no presentaron distribución normal, las comparaciones entre los grupos se hicieron por el test de Kruskal-Wallis. Los datos estaban expresados en promedio ± desviación estándar (para distribución normal) o mediana con los percentiles 25 y 75 (para distribución no normal). El análisis de los factores de predicción de disfunción ventricular se llevó a cabo mediante el análisis de regresión simple. El nivel de significancia fue del 5%. Los análisis estadísticos se hicieron con el programa SigmaStat
Teniendo en cuenta el estándar geométrico de los animales control, 20 animales presentaron estándar normal, cinco tuvieron hipertrofia excéntrica, dos presentaron hipertrofia concéntrica y 3 tuvieron remodelación concéntrica. Con relación a las mediciones de las dimensiones cardiacas, los resultados de los animales control fueron: DDVI (7,13 ± 0,68 mm), pared posterior (1,39 ± 0,27 mm) espesor relativo de la pared (0,40 ± 0,14) e índice de masa (1,5 ± 0,31 g/kg).
Teniendo en cuenta nuestros ratones expuestos al humo del cigarrillo, los animales presentaron uno de los cuatro estándares de geometría, en los siguientes porcentajes: estándar normal, el 51%; hipertrofia excéntrica: el 32%; hipertrofia concéntrica, el 13% y remodelación concéntrica, el 4%. Debido al hecho e solamente dos animales haber presentado el estándar remodelación concéntrica, estos animales no se incluyeron en los análisis posteriores.
Los resultados del análisis ecocardiográfico, según el estándar de remodelación, están en la
Teniendo en cuenta los animales fumadores, 13 animales (28%) presentaron disfunción sistólica, detectada por la fracción de eyección y por el porcentaje de acortamiento. Estos animales presentaron solamente dos estándares de geometría: El 61% presentaron estándar de geometría normal y el 39% presentaron estándar de hipertrofia excéntrica.
Respecto a los factores de predicción de disfunción ventricular, analizamos la influencia del índice de masa, del espesor relativo de la pared y el estándar de geometría. En el análisis de regresión univariado, los estándares de geometría y el índice de masa no fueron factor de predicción de disfunción ventricular (p > 0,05). Por otro lado, el aumento del espesor relativo de la pared fue factor de predicción de disfunción ventricular en el análisis univariado (p < 0,001) y en el análisis multivariado tras ajuste para el índice de masa (p = 0,003).
Diversos trabajos revelan que la exposición al humo del cigarrillo resulta en remodelación cardiaca, en el modelo del ratón, con descenso de los índices de función sistólica8-15. Teniendo en cuenta la falta de informaciones sobre la relevancia del estándar de remodelación
La primera información relevante de nuestro trabajo fue que los animales expuestos al humo del cigarrillo presentaron uno de los cuatro estándares de geometría descriptos: normal, hipertrofia excéntrica, hipertrofia concéntrica y remodelación concéntrica. Debemos considerar, sin embargo, que los mecanismos implicados en esta variabilidad del estándar de geometría no se conocen.
Teniendo en cuenta la presencia de uno de los cuatro diferentes estándares de remodelación, aspecto que merece la atención, se refiere al hecho de que el mismo fenómeno se observó en estudios clínicos, en modelos de hipertensión arterial7,17. En el caso de la hipertensión arterial, pese a que los mecanismos no sean completamente clarificados, los diferentes estándares de geometría se explican por medio de los diferentes mecanismos fisiopatológicos para la hipertensión, con diferentes estándares hemodinámicos. De este modo, la geometría dependería del grado de vasoconstricción, de la intensidad de la activación de factores neurohumorales y de la presencia de sobrecarga de volumen17. En nuestro estudio, sin embargo, los animales expuestos al humo del cigarrillo presentan las mismas características. Así, nuestros resultados sugieren que en el modelo de exposición al humo del cigarrillo, animales con las mismas características pueden presentar adaptaciones morfológicas diferentes aun frente a una misma agresión.
Con relación a la relevancia de los estándares de remodelación ventricular, en el
Otro aspecto a tener en cuenta en nuestro estudio se refiere a la importancia del espesor relativo del VI. En estudio clínico con pacientes hipertensos, el índice de masa fue más importante que el espesor relativo de la pared como factor pronóstico. En pacientes con infarto agudo de miocardio, el estándar de geometría, el índice de masa y el espesor relativo de la pared fueron factores predictores independientes de óbito30. En nuestro estudio, entre las variables geométricas analizadas, el espesor relativo de la pared fue el único variable predictor de disfunción ventricular, enfatizando la importancia de esta variable en el modelo de ratones fumadores.
En conclusión, ratones expuestos al humo del cigarrillo presentan uno de los cuatro diferentes estándares de remodelación. Entre las variables geométricas analizadas, solamente el aumento del espesor relativo de la pared del ventrículo izquierdo del factor de predicción de disfunción ventricular en este modelo.
Declaro no haber conflicto de intereses pertinentes.
El presente estudio no tuvo fuentes de financiación externas.
No hay vinculación de este estudio a programas de postgrado.