Papel dos recetores P2X4 na disfunção cardíaca direita num modelo animal de hipertensão arterial pulmonar

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A hipertensão arterial pulmonar (HAP) é uma síndrome progressiva, caracterizada pela elevação da pressão arterial pulmonar e remodelação vascular pulmonar, conduzindo à hipertrofia do ventrículo direito (VD), insuficiência cardíaca e morte. A lesão miocárdica resulta na acumulação de metabolitos extracelulares de retaliação, como nucleótidos e nucleósidos de adenina. Acreditava-se que a proteção cardíaca proporcionada pelo ATP era indiretamente mediada pela sua hidrólise extracelular em adenosina (ADO). No entanto, dados crescentes sugerem que o nucleótido também pode atuar diretamente por via da ativação do recetor ionotrópico P2X4 resultando na redução da frequência cardíaca associada a inotropismo positivo. Estas evidências levaram-nos a investigar um potencial papel benéfico da ativação destes recetores sensíveis ao ATP na insuficiência cardíaca de ratazanas com HAP. Ratazanas Wistar, machos, receberam aleatoriamente uma injeção subcutânea de monocrotalina (grupo MCT; HAP) ou veículo (grupo CTRL). Os estudos miográficos realizados em aurículas isoladas a contrair espontaneamente e em tiras de VD estimuladas eletricamente (2 Hz), bem como a colheita de amostras para análise morfométrica foram realizados 21 a 23 dias após a indução do modelo. A análise da morfometria cardíaca e pulmonar permitiu a validação do modelo. A frequência das aurículas a contrair espontaneamente foi semelhante nos dois grupos de animais. O ATP (0,01-1 mM) reduziu de forma dependente da concentração a frequência auricular espontânea de ambos os grupos de animais. O efeito cronotrópico negativo do ATP (100 µM) foi menor no grupo HAP, mas essa divergência desapareceu com o aumento da concentração de ATP para 1 mM. O antagonista dos recetores P2X4, 5-BDBD (10 µM), atenuou o efeito cronotrópico negativo do ATP (100 µM) nos dois grupos de ratazanas, CTRL e MCT. O modulador alostérico positivo dos recetores P2X4, ivermectina (30 µM), potenciou o efeito cronotrópico negativo do ATP (100 µM) em ratazanas CTRL e MCT. O agonista não seletivo dos recetores P2X, CTP (1 mM), que, ao contrário do ATP, não se metaboliza em ADO, também diminuiu o cronotropismo auricular nos dois grupos de ratazanas. Nos ventrículos, o ATP (0,01-1 mM) reduziu de forma dependente da concentração o inotropismo em ambos os grupos de animais. O efeito inotrópico negativo do ATP foi ligeiramente mais acentuado nos animais com HAP quando a concentração testada foi 1 mM. Na presença de 5-BDBD (10 µM), o efeito inotrópico negativo do ATP (100 µM) foi potenciado nos animais CTRL, embora o contrário tenha ocorrido nos animais com HAP. O moduladoralostérico positivo do recetor P2X4, ivermectina (30 µM), atenuou o efeito inotrópico negativo do ATP (100 µM) em animais CTRL, causando o efeito oposto nos animais injetados com MCT. O CTP (1 mM) também diminuiu o inotropismo ventricular em animais CTRL e MCT. Os dados sugerem que o efeito cronotrópico negativo da ativação dos recetores P2X4 está preservado em aurículas de ratazana com HAP, reforçando, assim, a hipótese de que reduções da frequência cardíaca usando esse recetor sensível ao ATP podem aumentar o desempenho cardíaco em doentes com insuficiência cardíaca induzida por HAP. No entanto, este recetor parece estar envolvido no efeito inotrópico negativo ventricular em animais com HAP, ao contrário do que foi observado em animais CTRL.
Pulmonary arterial hypertension (PAH) is a progressive disease, caused by the increase of pulmonary arterial pressure and pulmonary remodeling leading to right ventricle (RV) hypertrophy, heart failure and death. Myocardial damage results in accumulation of extracellular retaliatory metabolites such as adenine nucleotides and nucleosides. The cardiac protection provided by ATP has been indirectly attributed to its extracellular hydrolysis to adenosine (ADO). However, recent data suggest that ATP may also act directly via P2X4 ionotropic receptor resulting in heart rate reduction associated with positive inotropism. This prompted us to investigate the putative beneficial role of ATP-sensitive P2X4 receptor activation in the failing heart of rats with PAH. Male Wistar rats were randomly given a subcutaneous injection of monocrotaline (MCT group; PAH) or vehicle (CTRL group). Myographic studies performed on isolated spontaneously contracting atria and electrically stimulated RV strips (2 Hz), as well as sample collection for morphometric analysis, were performed 21 to 23 days after model induction. Cardiac and pulmonary morphometry evaluation contributed to validate of the PAH animal model. “In vitro” spontaneous atrial rate was similar among the two animal groups. ATP (0.01-1 mM) reduced the spontaneous atrial rate in both animal groups in a concentration-dependent manner. The negative chronotropic effect of ATP (100 µM) was smaller in the PAH group, but this divergence was attenuated by increasing the ATP concentration to 1 mM. The P2X4 receptor antagonist, 5-BDBD (10 µM), attenuated the negative chronotropic effect of ATP (100 µM) both in CTRL and MCT groups. The positive allosteric modulator of the P2X4 receptor, ivermectin (30 µM), enhanced the negative chronotropic effect of ATP (100 µM) in CTRL and MCT rats. The non-selective P2X receptor agonist, CTP (1 mM), which unlike ATP is not metabolized to ADO, also decreased atrial chronotropism in both groups of rats. In paced ventricular strips, ATP (0.01-1 mM) reduced inotropism in a concentrationdependent manner in both animal groups. The negative ionotropic effect of ATP was slightly more powerful in ventricles from PAH animals when the 1 mM concentration was tested. 5- BDBD (10 µM) potentiated the negative inotropic effect of ATP (100 µM) in CTRL animals, but the opposite was observed in PAH animals. The positive allosteric modulator of the P2X4 receptor, ivermectin (30 µM), attenuated the negative inotropic effect of ATP (100 µM) in CTRL animals, causing the opposite effect in animals injected with MCT. CTP (1 mM) also decreased ventricular inotropism in CTRL and MCT animals. Data suggest that the negative chronotropic effect of P2X4 receptor activation is preserved in the atria of rats with PAH, thus strengthening the hypothesis that heart rate reduction using this ATP-sensitive receptor may enhance cardiac performance in patients with PAH-associated heart failure. However, this receptor seems to be involved in the ventricular negative inotropic effect in animals with PAH, contrary to what was observed in CTRL animals.
Descrição
Dissertação de Mestrado em Biotecnologia para as Ciências da Saúde realizada no Laboratório de Farmacologia e Neurobiologia Instituto de Ciências Biomédicas de Abel Salazar – Universidade do Porto
Palavras-chave
hipertensão arterial pulmonar , monocrotalina
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