Stretch or turbulent flow and low wall shear stress differentially affect aorta remodeling in rats.

O presente estudo foi realizado para investigar a relação entre forças hemodinâmicas locais e remodelamento intimal e medial nos segmentos pré-estenose e pós-estenose da parede da aorta abdominal de ratos submetidos à estenose acentuada. Foram utilizados ratos Wistar machos divididos em dois grupos: sham-operado, grupo controle em que a aorta foi apenas manipulada, e grupo estenosado, animais submetidos à cirurgia de estenose da aorta abdominal. As aortas demonstraram duas respostas remodeladoras distintas e diferentes ao estímulo hemodinâmico induzido pela coarctação infra-diafragmática. A primeira é o remodelamento no segmento pré-estenótico hipertensivo com tensão circunferencial da parede aumentada associada com estresse tensional normal, fluxo laminar e tensão de cisalhamento normal. As células endoteliais eram heterogêneas, aumentadas em tamanho e alongadas em direção ao fluxo. Além disso, observou-se conspícuas placas neointimais difusamente distribuídas e espessamento medial. Nossos achados sugerem que a tensão circunferencial da parede aumentada devido a hipertensão tem papel fundamental no remodelamento desse segmento através de efeitos biomecânicos sobre o estresse oxidativo e expressão aumentada de TGF-?. A segunda é o remodelamento no segmento pós-estenótico normotenso com fluxo turbilhonar e baixa tensão de cisalhamento na parede associados a tensão circunferencial da parede e estresse tensional normais. As células endoteliais apresentavam-se semelhantes aos controles, exceto por alterações fenotípicas focais associadas à presença de conspícuas placas neointimais focalmente distribuídas, similares mas muito maiores que as encontradas no segmento pré-estenose. Mais estudos são necessários para se determinar como as forças mecânicas do fluxo turbilhonar e da baixa tensão de cisalhamento na parede são detectadas e traduzidas em sinais bioquímicos para as células e convertidas em alterações fenotípicas patofisiologicamente relevantes.The present investigation was carried out to evaluate the relationship between local hemodynamic forces and intimal and medial remodeling in the proximal and distal segments of the arterial walls of rats in relation to severe stenosis of the aorta. Male Wistar young rats were divided randomly into: operated group, animals submitted to surgical abdominal aorta stenosis, and sham-operated group, a control group of animals submitted to sham operation to simulate abdominal aorta stenosis. Constricted aortas showed two distinct adaptive remodeling responses to hemodynamic stimuli induced by coarctation. The first is remodeling in the hypertensive prestenotic segment with increased circumferential wall tension associated with normal tensile stress, laminar flow/normal wall shear stress. The remodeling in this segment is characterized by enlarged heterogeneous endothelial cells, elongated in the direction of the blood flow, diffusely distributed neointimal plaques, appearing as discrete bulging toward the vascular lumen, and medial thickening. Our findings suggest that increased circumferential wall tension due to hypertension play a pivotal role in the remodeling of the prestenotic segment through biomechanical effects on oxidative stress and increased TGF-? expression. The second is remodeling in the normotensive poststenotic segment with turbulent flow/low wall shear stress and normal circumferential wall tension and tensile stress. The remodeling in this segment is characterized by groups of endothelial cells with phenotypic alterations and focally distributed neointimal plaques, similar but many of them larger than those found in the prestenotic segments. Further studies are needed to determine how the mechanical forces of turbulent flow/low shear stress are detected and transduced into biochemical signaling by the cells of the artery walls and then converted into pathophysiologic relevant phenotypic changes