Influências da idade e do sexo sobre parâmetros contráteis e cinética do cálcio em cardiomiócitos isolados de ratos espontaneamente hipertensos

Abstract

A hipertensão arterial é o principal fator de risco para doença cardiovascular e um precursor da insuficiência cardíaca produzindo grande preocupação para as autoridades de saúde pública. Atualmente, a hipertensão atinge proporções epidêmicas entre os idosos e os efeitos desta doença são maiores em homens do que em mulheres. Há evidências que tanto a hipertensão quanto a senescência são fatores que promovem hipertrofia cardíaca, alterações na homeostase intracelular do Ca2+ e contratilidade dos cardiomiócitos levando à disfunção sistólica e diastólica em ratos hipertensos. Todavia, não há informações claras sobre as diferenças entre os sexos na sinalização intracelular de Ca2+ e contratilidade dos cardiomiócitos de ratos hipertensos jovens e idosos. Este estudo teve como objetivo investigar as mudanças referentes à idade e as diferenças existente entre os sexos sobre os parâmetros contráteis e sinalização intracelular de Ca2+ em cardiomiócitos isolados dos ventrículos de ratos espontaneamente hipertensos (SHR). Ratos SHR e ratos Wistar normotensos com 8 e 17 meses de idade foram separados aleatoriamente em 8 grupos: grupos normotensos controle com 8 e 17 meses macho (N8M e N17M, n=5); grupos normotensos controle com 8 e 17 meses fêmea (N8F e N17F, n=5); grupos hipertensos com 8 e 17 meses macho (H8M e H17M, n=5); grupos hipertensos com 8 e 17 meses fêmea (H8F e H17F, n=5). Após a eutanásia, os cardiomiócitos ventriculares foram isolados por dispersão enzimática. Para a determinação do transiente de [Ca2+]i e das sparks espontâneas de Ca2+, os cardiomiócitos isolados foram incubados com o indicador fluorescente de Ca2+ Fluo-4 acetoximetil-ester (Fluo-4 AM) e colocados dentro de uma câmara experimental montada em um microscópio confocal. A contratilidade celular foi determinada através da técnica de alteração do comprimento dos cardiomiócitos, usando-se um sistema de detecção de bordas, com o auxílio de um microscópio invertido. Para as análises do transiente de [Ca2+]i e contratilidade celular, utilizou-se a estimulação elétrica de campo (30V; 1Hz; em temperatura ambiente ~ 25oC). Os registros das sparks espontâneas de Ca2+ foram realizados com as células quiescentes e a partir daí obteve-se 10 imagens por célula. Os resultados do presente estudo mostraram que a hipertensão arterial reduziu a amplitude do transiente de [Ca2+]i e a contratilidade celular nos cardiomiócitos ventriculares dos ratos hipertensos de 8 meses de idade em ambos os sexos. Em contraste, a amplitude do transiente de [Ca2+]i e a contratilidade celular foram maiores nos cardiomiócitos ventriculares dos ratos hipertensos de 17 meses de idade em ambos os sexos. Estes aumentos foram maiores nas fêmeas hipertensas. A hipertensão arterial aumentou a frequência das sparks espontâneas de Ca2+ nos ratos hipertensos em todas as idades estudadas. Contudo, a frequência das sparks espontâneas de Ca2+ foi menor nos cardiomiócitos dos ratos idosos comparado aos mais jovens. A amplitude das sparks espontâneas de Ca2+ foi menor nos cardiomiócitos ventriculares dos ratos hipertensos de 8 meses e nas fêmeas hipertensas de 17 meses. Todavia, os efeitos da hipertensão sobre as sparks espontâneas de Ca2+ estavam menos proeminentes nas fêmeas hipertensas em comparação aos machos, independentemente da idade. Além disso, a hipertensão prolongou o tempo para o pico do transiente de [Ca2+]i e o tempo para o pico de contração nos cardiomiócitos ventriculares dos ratos hipertensos de 8 meses. Este efeito foi menos proeminente nas fêmeas hipertensas. A hipertensão prolongou o tempo para o pico do transiente de [Ca2+]i no ventrículo esquerdo das fêmeas hipertensas de 17 meses e no ventrículo direito dos ratos hipertensos de 17 meses. Não houve diferença entre os sexos para este parâmetro nos ratos hipertensos idosos. A hipertensão reduziu o tempo para 50% do decaimento de [Ca2+]i nos cardiomiócitos ventriculares dos ratos hipertensos de 8 meses. Não houve diferença entre os sexos para este parâmetro nestes animais. Entretanto, o tempo para o relaxamento celular foi menor nas fêmeas hipertensas de 8 meses em comparação aos machos da mesma idade. Não houve diferenças entre os sexos para este parâmetro nos ratos hipertensos idosos. Em conclusão, os cardiomiócitos ventriculares dos ratos hipertensos apresentaram alterações deletérias na sinalização intracelular de [Ca2+]i e contratilidade celular em todas as idades estudadas. Algumas destas alterações estavam menos proeminentes nos cardiomiócitos das fêmeas hipertensas em comparação aos machos.

Hypertension is a major risk factor for cardiovascular disease and a precursor of heart failure producing major concern for public health authorities. Currently, hypertension reaches epidemic proportions among the elderly and the effects of this disease is greater in men than in women. There is evidence that both hypertension and senescence are factors that promote cardiac hypertrophy, changes in intracellular Ca2+ homeostasis, and contractility of cardiomyocytes leading to systolic and diastolic dysfunction in hypertensive rats. However, there is no clear information about the differences between the sexes in intracellular Ca2+ signaling and contractility of cardiomyocytes hypertensive rats young and old. The objective of the present study was to investigate changes in age and differences between the sexes in contractile parameters and intracellular Ca2+ signaling in cardiomyocytes isolated from the ventricles of spontaneously hypertensive rats (SHR). SHR and normotensive Wistar rats with 8 and 17 months of age were randomly divided into 8 groups: normotensive control groups with 8 and 17 months male (N8M and N17M, n = 5); normotensive control groups with 8 and 17 months female (N8F and N17F, n = 5); hypertensive groups with 8 and 17 months male (H8M and H17M, n = 5); Hypertensive groups with 8 and 17 months female (H8F and H17F, n = 5). After euthanasia, ventricular cardiomyocytes were isolated by enzymatic dispersion. To determine the [Ca2+]i transient and spontaneously Ca2+ sparks, isolated cardiomyocytes were incubated with the Ca2+fluorescent indicator Fluo-4 acetoxymethyl ester (Fluo-4 AM) and placed inside an experimental chamber mounted on a confocal microscope. Cellular contractility was determined by the technique of altering the length of the cardiomyocytes using an edge detection system with the aid of an inverted microscope. For analyzes of the [Ca2+]i transient and cell contractility, we used field electrical stimulation (30V, 1Hz, at room temperature ~ 25°C). The records of spontaneously Ca2+ sparks were carried out with quiescent cells, thereafter was obtained 10 images per cell. The results of this study showed that and cell contractility in ventricular cardiomyocytes of hypertensive rats of 8 months of age in both sexes. In contrast, [Ca2+]i transient and cell contractility were greater in ventricular cardiomyocytes of hypertensive rats of 17 months of age in both sexes. These increases were higher in hypertensive females. Hypertension increased the spontaneously Ca2+ sparks frequency in hypertensive rats at all ages studied. However, the spontaneously Ca2+ sparks frequency was smaller in cardiomyocytes of aged rats compared to young rats. The spontaneously Ca2+ sparks amplitude was smaller in ventricular cardiomyocytes of hypertensive rats of 8 months and in hypertensive females of 17 months. However, the effects of hypertension on the spontaneously Ca2+ sparks were less prominent in hypertensive females compared to males, regardless of age. Furthermore, hypertension increased the time to the peak of the [Ca2+]i transient and the time to peak contraction of the ventricular cardiomyocytes in hypertensive rats of 8 months. This effect was less prominent in the female hypertensive rat. Hypertension increased the time to the peak of the [Ca2+]I transient in the left ventricle of hypertensive female rat of 17 months and right ventricle of hypertensive rats of 17 months. There was no difference between sexes for this parameter in the elderly hypertensive rats. Hypertension reduced the time to 50% decay of [Ca2+]i in ventricular cardiomyocytes of hypertensive rat of 8 months. There was no difference between the sexes for this parameter in these animals. However, the relaxation time for the cell was smaller in hypertensive females of 8 months compared to males of the same age. There were no differences between sexes for this parameter in the elderly hypertensive rats. In conclusion, ventricular cardiomyocytes of the hypertensive rats showed deleterious changes in the intracellular signaling of [Ca2+]i and cell contractility at all ages studied. Some of these changes were less prominent in cardiomyocytes of hypertensive females compared to males.