Análise temporal dos efeitos cardiovasculares causados pela monocrotalina em modelo de hipertensão arterial pulmonar

Abstract

A hipertensão arterial pulmonar (HAP) é definida pela elevação da pressão média da artéria pulmonar (PAPm) igual, ou superior, a 25 mmHg em repouso. É uma doença crônica e progressiva, marcada pelo remodelamento vascular e altos índices de morbidade e mortalidade. Ocorre de forma idiopática e é diagnosticada principalmente em pacientes em torno dos 50 anos de idade. Caracteriza-se pela anormalidade circulatória derivada do desequilíbrio de substâncias vasodilatadoras e vasoconstritoras e da proliferação de células musculares e endoteliais, o que resulta em lesões vaso-oclusivas. Ainda, a vasculatura pulmonar apresenta certo grau de disfunção endotelial, resultando em exacerbado tônus vasoconstritor. Essas alterações resultam no aumento da resistência vascular pulmonar, com elevação inapropriada dos níveis pressóricos. Para superar o aumento na pós-carga que é imposta, o ventrículo direito (VD) desenvolve uma hipertrofia concêntrica. No desenvolvimento da HAP, o estresse oxidativo desempenha importante papel, pois a acentuada produção de espécies reativas de oxigênio na vasculatura pulmonar está associada ao remodelamento e disfunção vascular. As alterações vistas na HAP causam, também, importantes alterações hemodinâmicas e funcionais no sistema cardiovascular. A administração de monocrotalina (MCT) gera mudanças estruturais e funcionais similares às dos pacientes com HAP, que se desenvolvem de acordo com a dose de MCT administrada e são tempo-dependentes. Visto que ainda são escassos estudos que apontem as principais alterações aos 7 e 14 dias de desenvolvimento da HAP, esse estudo teve como objetivo realizar uma análise tempo-dependente dos mecanismos de progressão da HAP, com base em alterações morfométricas, funcionais, de estado oxidativo e da regulação dos componentes do sistema nervoso autônomo (SNA). Ratos Wistar machos foram divididos em quatro grupos: controle 7 e 14 dias (CTR7 e CTR14); monocrotalina 7 e 14 dias (MCT7 e MCT14). Os grupos MCT7 e MCT14 receberam uma única injeção intraperitoneal de MCT (60 mg/Kg) e os grupos CTR7 e CTR14, o mesmo volume de solução salina. Ao final do protocolo, realizou-se o cateterismo do VD e artéria femoral e os animais foram decapitados. Após a morte, houve a retirada de órgãos para análises posteriores e a artéria pulmonar foi retirada e submetida ao teste de reatividade vascular. Os animais que receberam MCT (MCT7 e MCT14) apresentaram importantes diferenças morfométricas, em relação aos animais controle. A administração de MCT resultou na diminuição da reatividade da artéria pulmonar dos grupos MCT7 e MCT14, assim como no aumento da PAPm, na pressão sistólica do VD e na atividade da enzima NADPH oxidase no grupo MCT14. Não houve diferenças significativas na frequência cardíaca e nos parâmetros do SNA entre os quatro grupos. As alterações induzidas pela MCT envolvem, inicialmente, a responsividade e estrutura da vasculatura pulmonar, exigindo certas adaptações do VD, porém, grandes mudanças funcionais dessa câmara não são vistas nessa janela temporal, indicando que o VD ainda se encontra em estágio de hipertrofia compensatória e funcional. As principais alterações morfométricas, funcionais e hemodinâmicas estão mais evidentes a partir dos 14 dias após a aplicação da MCT, apesar de o quadro de HAP já estar bem estabelecido no sétimo.

Pulmonary arterial hypertension (PAH) is defined by increase in mean pulmonary artery pressure (PAPm) ≥ 25mmHg in rest. It’s a chronic and progressive disease, marked by vascular remodeling and high rates of morbidity and mortality. It occurs idiopathically and is diagnosed mainly in patients around 50 years old. PAH is characterized by circulatory abnormality resultant from the imbalance between vasodilators and vasoconstrictors substances and the proliferation of muscular and endothelial cells, resulting in vaso-occlusive lesions. Moreover, the pulmonary vasculature shows some degree of endothelial dysfunction, which results in exacerbated vasoconstrictor tone. These changes cause increased pulmonary vascular resistance, with an inappropriate rise in pressure levels. To overcome the increased post-load imposed, the right ventricle (RV) develops a concentric hypertrophy. In PAH development, the oxidative stress plays an important role, because the reactive oxygen species production is associated with vascular remodeling and dysfunction. The changes seen in PAH also cause important hemodynamic and functional variations at cardiovascular system. Monocrotaline (MCT) administration generates structural and functional changes like those of PAH patients, which develops according to the MCT dose and are time-dependents. Since there are few studies that shows the major changes at 7th and 14th day of PAH development, the objective of this study was to accomplish a time-dependent PAH progression analysis, through morphometric, functional, oxidative state and autonomic nervous system (ANS) regulation changes. Male Wistar rats were divided into four groups: control 7 and 14 days (CTR7 and CTR14); monocrotaline 7 and 14 days (MCT7 and MCT14). The groups MCT7 and MCT14 received a single intraperitoneal injection of MCT (60 mg/Kg) and the groups CTR7 and CTR14, the same volume of saline. At the end of the protocol, the animals underwent RV and femoral catheterism and were decapitated. After this, some organs were collected for posterior analysis and the pulmonary artery were removed and submitted to vascular reactivity test. The animals that received MCT (MCT7 and MCT14) showed important morphometric differences in relation to control animals. MCT administration resulted in decreased pulmonary arterial reactivity in groups MCT7 and MCT14, as well increased PAPm, right ventricle systolic pressure and NADPH oxidase activity at group MCT14. There were no significant differences for heart rate and ANS parameters between the experimental groups. The changes induced by MCT involves, initially, the pulmonary vasculature responsiveness and structure, leading to some RV adaptations, but, large functional changes of this ventricle aren’t present in this time window, indicating that the RV still is at compensatory hypertrophy stage and functional. The major morphometric, functional and hemodynamics changes are more evident at 14th day after MCT administration, although PAH is already well established in the 7th day.