Asunto(s)
Enfermedad de Chagas/tratamiento farmacológico , Clofazimina/uso terapéutico , Dihidropiridinas/uso terapéutico , Nitroimidazoles/uso terapéutico , Tripanocidas/uso terapéutico , Animales , Enfermedad de Chagas/patología , Chlorocebus aethiops , Enfermedad Crónica , Clofazimina/química , Terapia Combinada , Dihidropiridinas/química , Femenino , Humanos , Ratones , Ratones Endogámicos C3H , Nitroimidazoles/química , Tripanocidas/química , Células VeroRESUMEN
Vagal stimulation (VS) during myocardial ischemia and reperfusion has beneficial effects. However, it is not known whether short-term VS applied before ischemia or at the onset of reperfusion protects the ischemic myocardium. This study was designed to determine whether short-term VS applied before ischemia or at the onset of reperfusion reduces myocardial infarct size (IS), mimicking classic preconditioning and postconditioning. A second objective was to study the participation of muscarinic and nicotinic receptors in the protection of both preischemic and reperfusion stimulation. FVB mice were subjected to 30 min of regional myocardial ischemia followed by 2 h of reperfusion without VS, with 10-min preischemic VS (pVS), or with VS during the first 10 min of reperfusion (rVS). pVS reduced IS, and this effect was abolished by atropine and wortmannin. rVS also reduced IS in a similar manner, and this effect was abolished by the α7-nicotinic acetylcholine receptor blocker methyllycaconitine. pVS increased Akt and glycogen synthase kinase (GSK)-3ß phosphorylation. No changes in Akt and GSK-3ß phosphorylation were observed in rVS. Stimulation-mediated IS protection was abolished with the JAK2 blocker AG490. rVS did not modify IL-6 and IL-10 levels in the plasma or myocardium. Splenic denervation and splenectomy did not abolish the protective effect of rVS. In conclusion, pVS and rVS reduced IS by different mechanisms: pVS activated the Akt/GSK-3ß muscarinic pathway, whereas rVS activated α7-nicotinic acetylcholine receptors and JAK2, independently of the cholinergic anti-inflammatory pathway. NEW & NOTEWORTHY Our data suggest, for the first time, that vagal stimulation applied briefly either before ischemia or at the beginning of reperfusion mimics classic preconditioning and postconditioning and reduces myocardial infarction, activating different mechanisms. We also infer an important role of α7-nicotinic receptors for myocardial protection independent of the cholinergic anti-inflammatory pathway.
Asunto(s)
Corazón/inervación , Poscondicionamiento Isquémico , Precondicionamiento Isquémico Miocárdico , Infarto del Miocardio/prevención & control , Daño por Reperfusión Miocárdica/prevención & control , Miocardio/metabolismo , Estimulación del Nervio Vago , Nervio Vago/fisiopatología , Animales , Citocinas/metabolismo , Modelos Animales de Enfermedad , Glucógeno Sintasa Quinasa 3 beta/metabolismo , Janus Quinasa 2/metabolismo , Masculino , Ratones , Infarto del Miocardio/metabolismo , Infarto del Miocardio/patología , Infarto del Miocardio/fisiopatología , Daño por Reperfusión Miocárdica/metabolismo , Daño por Reperfusión Miocárdica/patología , Daño por Reperfusión Miocárdica/fisiopatología , Miocardio/patología , Proteínas Proto-Oncogénicas c-akt/metabolismo , Receptores Muscarínicos/metabolismo , Transducción de Señal , Factores de Tiempo , Receptor Nicotínico de Acetilcolina alfa 7/metabolismoRESUMEN
Sudden unexpected death in epilepsy (SUDEP) is the major cause of death in those patients suffering from refractory epilepsy (RE), with a 24-fold higher risk relative to the normal population. SUDEP risk increases with seizure frequency and/or seizure-duration as in RE and Status Epilepticus (SE). P-glycoprotein (P-gp), the product of the multidrug resistant ABCB1-MDR-1 gene, is a detoxifying pump that extrudes drugs out of the cells and can confer pharmacoresistance to the expressing cells. Neurons and cardiomyocytes normally do not express P-gp, however, it is overexpressed in the brain of patients or in experimental models of RE and SE. P-gp was also detected after brain or cardiac hypoxia. We have previously demonstrated that repetitive pentylenetetrazole (PTZ)-induced seizures increase P-gp expression in the brain, which is associated with membrane depolarization in the hippocampus, and in the heart, which is associated with fatal SE. SE can produce hypoxic-ischemic altered cardiac rhythm (HIACR) and severe arrhythmias, and both are related with SUDEP. Here, we investigate whether SE induces the expression of hypoxia-inducible transcription factor (HIF)-1α and P-gp in cardiomyocytes, which is associated with altered heart rhythm, and if these changes are related with the spontaneous death rate. SE was induced in Wistar rats once a week for 3 weeks, by lithium-pilocarpine-paradigm. Electrocardiograms, HIF-1α, and P-gp expression in cardiomyocytes, were evaluated in basal conditions and 72 h after SE. All spontaneous deaths occurred 48 h after each SE was registered. We observed that repeated SE induced HIF-1α and P-gp expression in cardiomyocytes, electrocardiographic (ECG) changes, and a high rate of spontaneous death. Our results suggest that the highly accumulated burden of convulsive stress results in a hypoxic heart insult, where P-gp expression may play a depolarizing role in cardiomyocyte membranes and in the development of the ECG changes, such as QT interval prolongation, that could be related with SUDEP. We postulate that this mechanism could explain, in part, the higher SUDEP risk in patients with RE or SE.
RESUMEN
Introducción: Previamente se demostraron beneficios de la estimulación vagal (EV) prolongada en el infarto de miocardio. No obstante, se desconocen los efectos y los mecanismos de protección cuando se aplica en forma selectiva y brevemente antes de la isquemia o al inicio de la reperfusión. Objetivo: Estudiar si la EV en la reperfusión reduce el tamaño del infarto de manera similar a la EV preisquémica y si en ambas la protección está mediada por receptores muscarínicos o nicotínicos. Material y métodos: En ratones FVB se realizó una isquemia miocárdica regional de 30 minutos y 2 horas de reperfusión sin EV (I/R), con EV preisquémica por 10 minutos (EVp), con EV preisquémica y bloqueo muscarínico con atropina y con EV preisquémica y bloqueo nicotínico a-7 con metilicaconitina. También se estudiaron los efectos de la EV al inicio de la reperfusión (EVr), con atropina y con metilicaconitina. Se cateterizó el ventrículo izquierdo para medir la función ventricular. Se midió el área de riesgo con azul de Evans y el área de infarto con cloruro de 2,3,5-trifeniltetrazolio. Resultados: La EVr redujo el tamaño del infarto de forma similar a la EVp, aunque los mecanismos de protección fueron diferentes. La EVp protegió a través de la activación colinérgica de los receptores muscarínicos. La EVr, en cambio, protegió por una vía colinérgica nicotínica a-7. Conclusión: El presente estudio demuestra por primera vez en un modelo de isquemia y reperfusión miocárdica en ratones que una EV breve de 10 minutos es capaz de reducir de manera similar el tamaño del infarto, tanto cuando se aplica previo a la isquemia como en el inicio de la reperfusión, mimetizando de esta manera al precondicionamiento y al poscondicionamiento isquémicos, respectivamente.
RESUMEN
Background: Previous studies have shown that endurance training (ET) reduces inotropic, chronotropic and lusitropic reserve in normal mice. Objective: The aim of this study was to evaluate the effect of endurance training on the inotropic and chronotropic reserve of trans-genic mice with sympathetic hyperactivity induced by overexpression of the cardiac GSα protein. Methods: Endurance training consisted in two daily 90-min sessions, 6 days/week, during 4 weeks. Four experimental groups were formed: 1) non-transgenic sedentary (nonTG Sed); 2) transgenic sedentary (TG Sed); 3) nonTG+ET and 4) TG+ET. Results: Endurance training induced myocardial hypertrophy [left ventricular weight (g)/tibial length (mm)] from 5.3±0.3 and 5.5±0.2 in nonTG Sed and TG Sed to 6.8±0.1 and 6.8±0.3 in nonTG+ET and TG+ET, respectively (p<0.05 nonTG Sed vs. nonTG+ET and TG Sed vs. TG+ET). Isoproterenol administration (56 ng/kg) increased +dP/dtmax by 63±10% in nonTG Sed (p<0.05 vs. baseline), 34±2% in TG Sed (p<0.05 vs. baseline and p<0.05 vs. nonTG Sed), 36±7% in non TG+ET (p<0.05 vs. base-line) and 36±7% in TG+ET (p<0.05 vs. baseline). Heart rate (beats/min) increased from 301±15 to 528±37 in nonTG Sed (p<0.05 vs. baseline), from 519±57 to 603±41 in TG Sed, from 300±16 to 375±20 in nonTG+ET (p<0.05 vs. baseline) and from 484±18 to 515±21 in TG+ET. Interstitial collagen was similar among groups. Conclusions: These results suggest that endurance training decreases inotropic and chronotropic reserve without generating struc-tural changes associated to pathological hypertrophy. The presence of sympathetic hyperactivity does not modify this response.
Introducción: En estudios previos mostramos que el ejercicio intenso (EI) reduce la reserva inotrópica, cronotrópica y lusitrópica en ratones normales. Objetivo: Evaluar el efecto del ejercicio intenso sobre la reserva inotrópica y cronotrópica en un modelo de ratones transgénicos con sobreexpresión cardíaca de la proteína Gsα, que induce un cuadro de hiperactividad simpática. Material y métodos: El ejercicio consistió en dos sesiones diarias de 90 minutos de natación, 6 días/semana durante 4 semanas. Se utilizaron cuatro grupos experimentales: 1: sedentario no transgénico (noTG Sed); 2: sedentario TG (TG Sed); 3: noTG+EI y 4: TG+EI. Resultados: El ejercicio indujo el desarrollo de hipertrofia miocárdica [índice peso del ventrículo izquierdo (g)/longitud de la tibia (mm)] desde 5,3±0,3 y 5,5±0,2 en noTG Sed y TG Sed a 6,8±0,1 y 6,8±0,3 en noTG+EI y TG+EI, respectivamente (p<0,05 noTG Sed vs. noTG+EI y TG Sed vs. TG+EI). La administración de isoproterenol (56 ng/kg) incrementó la +dP/dtmáx 63% ±10% en noTG Sed (p<0,05 vs. basal); 34% ±2% en TG Sed (p<0,05 vs.basal y p< 0,05 vs. noTG Sed); 36% ±7% en noTG+EI (p<0,05 vs. basal) y 36% ±7% en TG+EI (p<0,05 vs.basal). La frecuencia cardíaca aumentó de 301±15 a 528±37 latidos/min en noTG Sed (p<0,05 vs. basal), de 519±57 a 603±41 latidos/min en TG Sed, de 300±16 a 375±20 en noTG+EI (p<0,05 vs. basal) y de 484±18 a 515±21 en TG+EI. El colágeno intersticial fue similar entre los grupos. Conclusiones: Estos resultados sugieren que el ejercicio intenso disminuye la reserva inotrópica y cronotrópica sin generar cambios estructurales vinculados a la hipertrofia patológica. La presencia de hiperactividad simpática no modifica esta respuesta.