Função e reatividade cardíaca in situ na sepse em ratos: diferenças entre gêneros e modelos experimentais

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Farmacologia, Florianópolis, 2014.A sepse representa a principal causa de mortes em unidades de terapia intensiva. A disfunção cardíaca induzida pela sepse, ou miocardiopatia séptica (MIS), é considerada um fator de risco importante para a piora do prognóstico do paciente, pois favorece o surgimento do choque séptico. O tratamento do choque séptico é feito pela administração de drogas vasopressoras e inotrópicas positivas, principalmente a noradrenalina e dobutamina, as quais possuem elevada recomendação, porém reduzidas evidências científicas para o seu uso. Adicionalmente, observa-se que não há distinção de gênero no tratamento do choque séptico, a despeito de trabalhos demonstrarem evoluções divergentes nas miocardiopatias entre homens e mulheres. Sendo assim, no qual utilizamos um cateter de medida pressão-volume, inserido diretamente no ventrículo esquerdo dos animais anestesiados, demonstramos que ratos machos e fêmeas, submetidos ao modelo de sepse induzida pelo LPS, apresentam disfunções cardíacas discrepantes, pois apenas os machos tiveram um déficit contrátil sustentado. Ainda, encontramos que essa diferença pode ser, pelo menos em parte, explicada pela redução na expressão de receptores de rianodina, observada somente nos ratos machos. Na segunda parte deste estudo, avaliamos o perfil da função cardíaca e da resposta cardíaca de ratos sépticos submetidos à cirurgia de ligadura e perfuração de ceco (CLP), aos fármacos noradrenalina e dobutamina. Diferente do observado nos animais endotoxêmicos, apesar da hipotensão arterial e da morte de 50% dos animais após 48 h da cirurgia de CLP, não observamos alterações cardíacas substanciais nos mesmos, ao menos nos tempos analisados (24 e 48 h). Ambas as drogas, noradrenalina e dobutamina, corrigiram a pressão arterial, porém a dobutamina o fez às custas do aumento na frequência cardíaca, e da fração de ejeção, dP/dtmax e do trabalho sistólico, o que poderia favorecer maiores taxas de mortalidade. Finalmente, na terceira parte de nosso trabalho, comparamos o perfil de resposta cardíaca à administração de dobutamina em ratos com sepse induzida pelos modelos de LPS e CLP, bem como exploramos a relação das diferenças encontradas com a expressão de proteínas cardíacas responsáveis pela cinética do íon cálcio. A capacidade da dobutamina em elevar a frequência cardíaca, o débito cardíaco e a fração de ejeção mostrou-se reduzida no modelo LPS, quando comparada às respostas observadas em animais do grupo CLP. Tais divergências estiveram associadas à diminuição na expressão dos receptores de rianodina e da proteína SERCA nos animais LPS, e aumentos de rianodina, RhoA e receptor de IP3 somente nos animais CLP. Portanto, neste estudo demonstramos diferenças do perfil cardíaco de acordo com o gênero e modelo de sepse utilizado. Pela primeira vez observamos que as diferenças encontradas, em ambos os casos, ocorreram concomitantemente à mudanças na expressão de proteínas carreadoras do íon cálcio no coração. Esses resultados permitem especular que algumas inferências da literatura possam estar pautadas em resultados enviesados devido ao modelo e gênero utilizado para o estudo da MIS.Abstract : Sepsis is the leading cause of deaths in intensive care units. Sepsis-induced cardiac dysfunction or septic cardiomyopathy (SIC) is considered an important risk factor for the worsening of patient's prognosis. The treatment of septic shock is accomplished by administration of positive inotropic and vasopressor drugs, mainly norepinephrine and dobutamine which are highly recommended, despite reduced scientific evidence for benefices or risks. Additionally, gender distinction in the treatment of septic shock has not been addressed in previous experimental studies, although it has been demonstrated relevant difference in cardiomyopathies between men and women. Thus, using a pressure-volume catether inserted in the left ventricle chamber of anesthetized rats, in the first part of our study we demonstrated that male and female rats subjected to the LPS model of sepsis, showed distinct cardiac dysfunction, with a more prolonged cardiac depression in males. Such difference may be explained by reduced expression of ryanodine receptors, observed only in male rats. We also, evaluated the basal function and cardiac responses to dobutamine and norepinephrine in septic male rats subjected to CLP. CLP presented hypotension 48 h after CLP surgery, but unlike endotoxemic rats CLP-induced sepsis did not generate exacerbated cardiac abnormalities, at least in the periods evaluated. Both norepinephrine and dobutamine were able to increase blood pressure to control levels. However, only dobutamine increased heart rate, ejection fraction, dP/dtmax and stroke work, which could favor higher mortality rates. Finally, we compared the cardiac responses to dobutamine in animals subjected to LPS and CLP models, as well as the possible correlation with the expression of cardiac proteins involved in calcium traffic. LPS rats displayed diminished increase in heart rate, cardiac output and ejection fraction in response to dobutamine than animals subjected to the CLP model. We also found reduced expression of ryanodine receptors and SERCA protein in LPS animals, and increased ryanodine, IP3 receptor and RhoA protein in CLP animals. Therefore, in this study we were able to demonstrate differences in the cardiac profile accordingly to gender and model of sepsis evaluated. This is the fisrt study suggesting that the differences in gender responses to sepsis, may be associated with differential changes in the expression of calcium regulatory proteins in the heart. These results allow us to speculate that some conclusions found in the literature regarding the MIS may be based on biased results obtained accordingly with the gender or the experimental model implemented