Inibição da sintese de oxido nitrico em ratos wistar : efeitos sobre a morfologia e a função cardiacas

Esta tese tem por objetivos avaliar, em ratos Wistar, os efeitos das inibições aguda e crônica da síntese de óxido nítrico (NO) sobre a morfologia e a função cardíacas. Estudamos ainda os efeitos da inibição da enzima conversora de angiotensina pelo maleato de enalapril sobre as alterações cardíacas induzidas pela inibição crônica da síntese de NO. Inibicão crônica da síntese de NO: Foram estudados 5 grupos experimentaisCONTROLE; 2K-1 C, ratos submetidos à estenose de artéria renal; L-NAME, ratos tratados com 65 mg/kg/dia via oral de NüI-nitro-L-arginina metil éster (LNAME), inibidor da síntese de NO; 2K-1C+L-NAME: ratos submetidos àestenose de artéria renal e recebendo 65 mg/kg/dia de L-NAME via oral; DNAME: ratos tratados com 65 mglkg/dia de I-nitro-D-arginina metil éster (DNAME), enantiômero inativo do L-NAME, por via oral. Acompanhamos semanalmente o peso corporal (PCorp) e a pressão arterial de cauda (PAC). A massa cardíaca foi determinada em subgrupos de animais sacrificados após 2, 4 e 8 semanas de estudo. Na oitava semana, animais dos grupos CONTROLE e L-NAME tiveram seus corações isolados e, utilizando-se a preparação de Langendorff, avaliamos a capacidade- de desenvolvimento de pressão intraventrícular e o fluxo coronariano (<I>Cor). Os corações dos animais dos 5 grupos foram também submetidos à avaliação histológica com microscopia ótica. Resultados: L-NAME induziu hipertensão que alcançou resposta máxima na 5~ semana de estudo. Somente após a 6~ semana, a PAC dos ratos 2K-1C foi significantemente maior que nos animais recebendo L-NAME. O desenvolvimento de pressão intraventricular foi significativamente menor no grupo L-NAME que no grupo CONTROLE, sugerindo menor capacidade contrátil no primeiro grupo. O grupo L-NAME apresentou fluxo coronariano diminuído em relação ao grupo CONTROLE. Não observamos diferenças quanto à pressão diastólica final do VE e à freqüência cardíaca entre os dois grupos estudados. O PCRelat e o PVERelat foram maiores nos grupos 2K-1C e 2K-1 C+L-NAME que nos grupos CONTROLE e L-NAME nas avaliações de 2 e 4 semanas. Na8~ semana, o PCRelat e o PVERelat no grupo L-NAME foram maiores que nos animais CONTROLE e semelhantes aos dos grupos 2K-1 C e 2K-1C+L-NAME. À avaliação histológica, nos grupos CONTROLE e D-NAME nenhum coração foi classificado como alterado. No grupo 2K-1 C houve uma baixa incidência de alterações miocárdicas. Entretanto, os animais tratados com L-NAME desenvolveram alterações no mio:;árdio cuja severidade foi tanto maior quanto mais prolongado o tratamento. Embora a pressão arterial tenha aumentado de forma semelhante nos 3 grupos de animais hipertensos, os ratos tratados com L-NAME mostraram lesões cardíacas mais severas e extensas, indicando que não apenas os níveis de pressão arterial elevados devem ser responsáveis pelas mesmas. Áreas de necrose miocárdica foram encontradas precocemente (2! semana) no grupo L-NAME, período em que a hipertrofia ventricular esquerda (HVE) não havia ainda se desenvolvido neste grupo. Assim, estes achados e o fluxo coronariano diminuído ao final de 8 sema'nas de tratamento com L-NAME, apontam a isquemia como causa das alterações supra,-citadas nos animais tratados com L-NAME. Concluímos que a inibição crônica da síntese de NO causa isquemia miocárdica por redução de fluxo coronariano com necrose de miofibrilas e fibrose intersticial que podem representar o substrato morfológico para a contratilidade miocárdica diminuída neste modelo experimental de HA. Efeitos do enalapril sobre as alteracões induzidas pela inibicão crônica da síntese de NO: Foram estudados 4 grupos experimentais- CONTROLE; L . NAME, ratos tratados com 65 mglkg/dia via oral de L-NAME; L-NAME+ENAL: ratos recebendo simultaneamente 65 mg/kgldia de L-NAME e 25 mllkg/dia de maleato de enalapril, por via oral; ENAL: ratos tratados com 25 mglkg/dia de maleato por via oral. Acompanhamos o peso torporal (PCorp) e a pressão arterial de cauda (PAC) por 8 semanas, além de avaliarmos o peso cardíaco (PCRelat) e do ventrículo esquerdo. (PVERelat) ao final da 8! semana, Realizamos ainda o estudo funcional com o coração isolado e a avaliação histológica, como descritos anteriormente Resultados Enalapril evitou a hipertensão arterial após a 2 semana, bem como o desenvolvimento de hipertrofia ventricular esquerda. Não impediu o comprometimento do fluxo coronariano, nem o aparecimento de lesões isquêmicas no miocárdio. Entretanto, impediu a instalação da disfunção contrátil causada por L-NAME. Concluímos que, neste modelo, dois mecanismos fisiopatológicos distintos são responsáveis pelos achadcs: 1- a atividade aumentada do sistema renina angiotensina elou a menor produção de cininas relacionada(s) com os níveis de pressão arterial elevados e a HVE; 2- a inibição da síntese de NO relacionada com alterações a nível de circulação coronariana e provavelmente com as lesões miocárdicas encontradas. Inibicão aauda da síntese de NO: Visando esclarecer a origem (reparativa ou proliferativa) da intensa fibrose miocárdica observada na administração crônica da síntese de NO, realizamos experimentos agudos com os seguintes grupos de ratos:1- Animais submetidos ao tratamento com L-NAME 65 mg/kg/dia por via oral por 2 dias, com avaliação histológica dos corações após esse período; 2Anim~is submetidos à infusão endovenosa in bolus de diferentes doses de L NAME: 0,5 - 1,5 - 5,0 - 15,0 e 45,0 mg/kg. Após 2 dias, os animais eram sacrificados e os corações submetidos a estudo histológico. Outros dois gru~os de animais foram avaliados funcionalmente: 3- Ratos em que se avaliou o comportamento da pressão arterial (PAM) após a administração endovenosa in bolus de L-NAME nas mesmas doses crescentes utilizadas para estudo histológico e de D-NAME 45,0 mg/kg; 4- Ratos cujos corações foram estudados funcionalmente (preparação de Langendorff) para avaliação dos efeitos da administração de L-NAME e de D-NAME 45,0 mg/kg sobre o fluxo coronariano. Nossos resultados permitiram concluir ser a fibrose induzida pela inibição crônica da síntese de NO um fenômeno reparativo, tendo por causa primária a necrose miocárdica, provavelmente de origem isquêmica e secundária ao comprometimento do fluxo coronarianoThis thesis examines the effects of acute and chronic inhibition of nitric oxide (NO) biosynthesis on cardiac function and morphology in Wistar rats. The contribution of angiotensin 11 to the cardiac changes observed following chronic NO inhibition was evaluated by treating the animais with enalapril, an angiotension converting enzyme inhibitor. Chronic inhibition of NO biosvnthesis: The five groups of rats employed in this first part of the study included a control group (C), a two kidney-one clip (2K-1 C) group, an L-NAME (N°O-nitro-L-arginine methyl ester, 65 mg/kg/day, orally) group, a 2K-1 C+L-NAME (same dose as above) group, and a D-NAME (NÚL nitro-D-arginine methyl ester, 65 mg/kg/day, orally) group. The body weight (8W) and caudal arteriàl blood pressure (CAP) of each rat were measured weekly. In selected animais from each of these groups, the cardiac mass was also determined two, four and eight weeks after the start of the study. At the eighth week, the control and L-NAME-treatedanimals were sacrificed and their hearts isolated and perfused by the method of Llangendorff. For each heart, the left ventricular developed pressure (LVDP) and coronary flow (CF) were determined. The hearts of rats from each group were also exami.ned histologically by light microscopy. The oral administration of L-NAME produced hypertension which was maximal after five weeks. Only after the sixth week was the arterial tail cuff pressure in the 2K-1C rats significantly greater than in the animais receiving LNAME. 80th the LVDP aríd CF of L-NAME-treated nat hearts were significantly less than those of the control animais. The lower LVDP suggests a decreased contractile capacity in the former group. There were no significant differences in the left ventricular end-diastolic pressure (LVEDP) or in the heart rate between the L-NAME-treated and control groups. The relative body weight (BWr) and the relative left ventricular weight (LVWr) were greater in the 2K-1C and 2K-1C+L-NAME groups than in the control and L-NAME alone groups after two and four weeks. By the eighth week, the BWr and LVWr of the L-NAME group were higher than in the control animais but similar to those of the two 2K-1 C groups. Histologically, none of the hearts in the control and D-NAME groups was classified as having necrosis and in the 2K-1 C group the incidence of cardiac alterations was low. In contrast, the rats treated with L-NAME developed myocardial changes the severity of which increased with the length of treatment. Although arterial pressure was elevated to a similar extent in the three groups of hypertensive animais, those receiving L-NAME showed the most severe and extensive lesions. This observation indicates that an elevated arterial pressure alone cannot explain the changes encountered. Areas of myocardial necrosis appeared early in the L-NAME group (by the second week) , at which time left ventricular hypertrophy (L VH) had not yet developed. These findings, together with the decreased CF, suggest ischemia as the cause for the changes occurring in L-NAME-treated animais. Based on the foregoing results, it is concluded that the chronic inhibition of NO biosynthesis leads to myocardial ischemia with myofibrillar necrosis and interstitial fibrosis. These alterations may represent the morphological correlate of the functional deficit in myocardial contractility described above. The principal factor involved in initiating this ischemia is likely to be the decrease in lhe oxygen supply to myocardial tissue as a consequence of a reduced CF. This suggestion is supported by lhe observation that the ischemic lesions preceded J the onset of L VH. Effect of enalapril (ENAL) on the cardiovascular alterations induced bv the chronic inhibition of NO biosvnthesis: The animais used in this part of the study were divided into four groups as follows: control, L-NAME-treated (same dose as used above), L-NAME+ENAL-treated (25 mg of enalapril maleate/kg/day, orally), and ENAL-treated (same dose as in the foregoing group). The changes in BW and CAP were monitored over a period of eight weeks after which time the BWr and L VWr were determined. In addition, the functional activity and histology of the hearts were examined as described above. Enalapril abolished the L-NAME-induced arterial hypertension after the second week and prevented both the development of left ventricular hypertrophy and the loss of myocardial contractility. This drug did not, however, interfere with either the decrease in CF or the appearance of ischemic myocardial lesions. These results suggest that two distinct pathophysiological mechanisms are involved in the L-NAME-induced effects, namely, (1) an increased activity of the renin-angiotensin system associated with the elevated arterial blood pressure and LVH, and (2) the appearance of structural and or functional coronary vascular alterations which lead to the ischemic lesions observe