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universidade federal de minas gerais INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS Departamento de Farmacologia Relatório de Aula prática Controle da função cardíaca Aluna: Maria Thereza Esteves Pereira Homem INTRODUÇÃO As doenças cardiovasculares ainda são a maior causa de morte na população mundial. A estimativa da Organização Mundial de Saúde é que em 2040, o Brasil seja o campeão mundial em mortalidade por doenças cardiovasculares. Assim, o aprimoramento de terapias farmacológicas já existentes e o desenvolvimento de novos fármacos com potencial terapêutico sobre o sistema cardiovascular, bem como a melhor compreensão dos mecanismos de ação, são essenciais para o controle desse grupo de patologias. O estudo dos mecanismos de controle da pressão arterial tem indicado grande número de substâncias e sistemas fisiológicos que interagem de maneira complexa e com redundância para garantir a pressão arterial (PA) em níveis adequados nas mais diversas situações. Portanto, alterações da PA, como as encontradas na hipertensão ou em outras patologias, resultariam da disfunção dos sistemas de controle de pressão arterial. Com esse enfoque, os mecanismos neuro-humorais de ajuste instantâneo que definem as alterações apropriadas do débito cardíaco, da resistência periférica e do retorno venoso dependem da modulação do sistema cardiovascular, feita pela interação de mecanismos complexos. O método de perfusão de Langendorff é uma técnica experimental de grande utilidade no entendimento da fisiologia e da farmacologia cardíaca. Seu princípio básico consiste em perfundir as artérias coronárias através de uma cânula de perfusão retrógrada inserida na aorta. Quando se alcança uma pressão adequada do líquido nutriente, a válvula aórtica se fecha permitindo o fluxo pelas coronárias, de modo que todo o tecido seja perfundido (BERNAL et al., 2004). O método visa va medir, controlar, avaliar a função cardíaca. MATERIAL E MÉTODOS 2.1) MATERIAIS Mesa cirúrgica; Pinças e tesouras para micro-cirurgia; Linha de costura; Placa de Petri; Agulha 22G adaptada; Heparina (8,33 UI/g); Solução de Krebs [em mM: (NaCl 113; KCl 4,70; KH2PO4 1,10; MgCl2 1,10; NaHCO3 22,00; Glicose 11,00; CaCl2 1,35)]; Carbogênio 95% O2 e 5% CO2 Balão de latex 4x2 (mm) Cânula PE10 Sistema perfusor Transdutores de pressão invasiva 2.2) DROGAS UTILIZADAS ( Isoprenalina - agonista não-seletivo dos receptores beta-adrenérgicos, aumenta AMPc e PKA , e consequentemente influxo e liberação de cálcio; ( Deslanosídeo - é um dos glicosídeos naturais da Digitalis lanata; aumenta a contratilidade cardíaca, diminui a frequência cardíaca (pela prolongação do período refratário do nódulo AV); ( Propranolol - betabloqueador, ou seja, inibe a estimulação dos receptores beta-adrenérgicos (beta1 e beta2) presentes no organismo (como no coração e nos vasos sanguíneos). 2.3) MÉTODOS 1) O animal foi imobilizado e eutanásia através de decapitação; 2) Foi feito uma laparotomia, cortando o diafragma e expondo a região cardíaca; 3) O timo e o átrio esquerdo foram retirados; 4) Com cuidado, pinçando por baixo do coração suavemente, cortando a aorta na altura torácica e separando tais estruturas (coração e aorta) do corpo do animal; 5) Em cima da placa de Petri, derramou solução de Krebs a 4oC sobre o coração; 6) Identificando a aorta ascendente, arco aórtico, aorta torácica; 7) Canulou a aorta torácica com a agulha 22G adaptada e leve a mesma posteriormente ao arco aórtico ; 8) Com a linha de costura, amarrou a aorta juntamente a agulha 9) O coração foi limpo com 1mL de solução de Krebs; 10) Observando as coronárias serem limpas por completo, o coração se inchando e perdendo coloração; 11) Conectou a agulha canulada ao coração ao sistema de perfusão; 12) Estabilização por cerca de 5 minutos ; 13) Conectou o balão feito de látex ao ventrículo esquerdo e esperar estabilizar por 20 minutos; 14) Coletou dados basais; 15) Foi feito estímulos farmacológicos ou curvas dose-resposta com a(s) droga(s) que propostas; 16) Coletados dados após os estímulos farmacológicos; 17) O experimento foi finalizado expondo o coração a uma solução com concentração alta de potássio. RESULTADOS ESPERADOS Tabela 1. Valores observados após a administração das drogas Droga PP (mmHg) FC (BPM) PDVE (mmHg) dP/dtmax (mmHg/s) dP/dtmin (mmHg/s) Efeito inotrópico (↑; −; ↓) Efeito cronotrópico (↑; −; ↓) Protocolo 1 Basal 61 217 107 /72 1000 - 650 Sem efeito Sem efeito Isoprenalina (10-7 M) 53 302 132/62 3100 - 2200 ↑ ↑ Deslanosídeo (3x10-3 mg/mL) 58 155 109/60 1150 - 700 ↑ ↓ Protocolo 2 (propranolol 10-6 M) Basal 58 196 120/94 920 - 531 Sem efeito Sem efeito Isoprenalina (10-7 M) 55 205 131/91 1218 - 731 ↑ ↑ Deslanosídeo (3x10-3 mg/mL) 55 204 137/86 1348 - 851 ↑ Sem efeito Finalização KCl (150mM) parada cardíaca Abreviações: dP/dtmax: derivada da pressão pela derivada do tempo máxima; dP/dtmin: derivada da pressão pela derivada do tempo mínima; FC: frequência cardíaca; PDVE: pressão desenvolvida pelo ventrículo esquerdo; PP: pressão de perfusão; ↑: positivo; ↓: negativo; −: neutro. A fim de avaliar se as substâncias que provocam as alterações dos parâmetros funcionais cardíacos observa-se após a administração de isoprenalina (agonista não seletivo dos receptores beta- adrenérgicos) a estimulação dos receptrores beta- adrenérgicos, um aumento da pressão sistólica, resultante do aumento do débito cardíaco ,causada pelo aumento da contratibilidade , e aumento da frequência cardíaca ,mediada pelos receptores beta-1. O deslanósideo administrado age por efeito inotrópico positivo, aumentando a força e a velocidade de contração do músculo cardíaco, por aumento do tônus parassimpático, diminuindo a velocidade de condução e diminui a frequência cardíaca (pela prolongação do período refratário no nodo átrio ventricular), reduzindo também a pressão sistólica. Com a administração do propranolol, um antagonista do receptores beta- adrenérgicos , observa-se redução pressão. O bloqueio dos receptores beta-1 adrenérgicos cardíacos causa redução da frequência cardíaca e da contratilidade, com a consequente redução do débito. O propranolol e a isoprenalina, competem pelo mesmo receptor. O íon potássio sai da célula em condições normais através da abertura dos canais de potássio. Após a administração do cloreto de potássio, existirá mais potássio no meio intracelular que no extracelular, a abertura destes canais permite o efluxo do íon K+ e consequente aumento da negatividade interna da célula retornando ao potencial de repouso da membrana. A hiperpotassemia torna o gradiente de concentração inverso (mais potássio no meio extracelular) e, por isto, acarreta na entrada de potássio, por difusão, em grandes quantidades na célula.Para que a contração do músculo cardíaco ocorra, é preciso que haja troca de íons potássio e cálcio, por exemplo. Logo, como haverá muito potássio internamente (depois da infusão dos íons) o cálcio não entra no cardiomiócito para proporcionar sua função normal de desencadear o potencial de ação, dessa forma não haverá contração muscular cardíaca e o coração sofrerá parada cardíaca em diástole (relaxamento). CONCLUSÃO A partir de resultados propostos no teste, nota-se que existem várias substâncias que afetam significativamente parâmetros fisiológicos de corações isolados, principalmente aquelas relacionadas ao sistema adrenérgico. Estes testes e obervações podem contribuir com os estudos de cardiologia por fornecer dados experimentais acerca do envolvimento de diferentes mediadores químicos na função cardíaca e pode ser de importância para contribuição de estudos clínicos. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Brunton, L.L. Goodman & Gilman: As Bases Farmacológicas da Terapêutica.12ª ed. Rio de Janeiro: McGraw-Hill, 2012; GUYTON, A. C.; HALL, J.D. Tratado de Fisiologia Médica. 12 ed. Rio de Janeiro: Guanabara koogan, 2011; IRIGOYEN, Maria Cláudia;COLOMBO, Fernanda M. Consolim; KRIEGER Eduardo Moacyr. Controle cardiovascular: regulação reflexa e papel do sistema nervoso simpático. Revista Brasileira de Hipertensão, v 8, p. 55-62, jan. 2001 ; YAGIELA ,John ;DOWD,Frank J., JOHNSON,Bart; MARIOTTI, Angelo. Farmacologia e Terapêutica Para Dentistas. 6 ed., 2011 .