Adaptation of rat myocardium to chronic hypobaric hypoxia: mechanical activity and cellular mechanisms

La actividad mecánica y su respuesta a la hipoxia/reoxigenación fue estudiada en músculos papilares de ventrículo izquierdo de ratas sometidas a hipoxia hipobárica (53.8 kPa) durante varios períodos y en sus controles (101.3 kPa). Un retardo en la declinación de la contractilidad asociada a la edad y una mayor recuperación post-hipoxia se desarrollaron durante la aclimatización. Entre las enzimas mitocondriales analizadas en ventrículo izquierdo, se encontró una regulación específica de la mtNOS por la hipoxia. Para evaluar la regresión de estos efectos durante el retorno a la normoxia, se investigó la contractilidad en respuesta al calcio y a la hipoxia/reoxigenación y la actividad y expresión de mtNOS al cabo de tres períodos de desaclimatización. La actividad mecánica basal, la recuperación post-hipoxia, y la actividad de mtNOS declinaron linealmente, con un tiempo medio de 5.9, 5.3 y 5.0 meses, respectivamente. La expresión de mtNOS, la cual reaccionó con anticuerpos iNOS y nNOS, mostró un comportamiento similar. Se halló una correlación bifásica entre la actividad de mtNOS y la contractilidad, resultando ésta máxima a 0.70-0.74 nmol NO.min^-1.mg proteina^-1. Este modelo experimental proveería el efecto más persistente conocido actualmente sobre la preservación de la función miocárdica y la tolerancia a la hipoxia. Los resultados sugieren la participación de la mtNOS en el mecanismo involucrado.Parameters of contractile function and their response to hypoxia/reoxygenation were measured in papillary muscles isolated from left ventricle of rats submitted to hypobaric hypoxia (53.8 kPa) for several periods and of their controls (101.3 kPa). Retardation of age-associated decline in mechanical activity and improved post-hypoxic recovery developed during acclimatization. Among left ventricle mitochondrial enzymes analyzed, specific upregulation of nitric oxide synthase (mtNOS) by hypoxia was found. To evaluate the time course of regression of these effects upon deacclimatization, a group of 5 mo- acclimatized rats were returned to normoxic conditions similar to controls. After three time-periods, contractile function in response to calcium and to hypoxia/reoxygenation and mtNOS activity and expression were determined. All measured parameters showed linear decline during deacclimatization, with mean half-time of 5.9, 5.3, and 5.0 mo, for basal mechanical activity, post- hypoxic recovery, and mtNOS activity, respectively. The expression of mtNOS, which reacted with iNOS and nNOS antibodies, showed similar behavior. The correlation of mtNOS activity with muscle contractility sustained a biphasic modulation, showing optimal performance at 0.70-0.74 nmol NO.min^-1.mg protein^-1. This experimental model would provide the most persistent effect known at present on preservation of myocardial function and improved tolerance to O2 deprivation. Results strongly support the putative role of mtNOS in the mechanism involved.Fil:La Padula, Pablo Hugo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina