Efeitos do exercício prolongado sobre a contratilidade cardíaca de uma espécie de peixe migratória, Brycon amazonicus (Teleostei, Characidae)

• Processo: 13/17410-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2014
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2017
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Fisiologia - Fisiologia Comparada
• Pesquisador responsável: Ana Lúcia Kalinin
• Beneficiário: Rafael Zanelli Rissoli
• Instituição Sede: Centro de Ciências Biológicas e da Saúde (CCBS). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Retículo sarcoplasmático Acoplamento excitação-contração
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aclimatação ao exercício | acoplamento excitação-contração | Contratilidade Cardíaca | exercício natatório | matrinxã | Retículo sarcoplasmático | Fisiologia Cardíaca

Resumo

A sequência de eventos que vai desde a despolarização das sarcolemas até a geração de força pelos miofilamentos é denominada acoplamento excitação-contração (E-C). A ação autonômica de um grupo de células marca-passo gera potenciais de ação, que, ao atingirem um miócito, atuam tanto sobre canais de Ca2+ da sarcolema, os canais lentos de Ca2+ (canais tipo L), quanto sobre trocadores Na+/Ca2+ (NCX) em seu modo reverso, promovendo um pequeno influxo passivo de Ca2+ para meio intracelular o que desencadeará o processo de contração muscular. Em endotérmicos, os miócitos apresentam a grande fração da Ca+2 intracelular retida no interior do retículo sarcoplasmático (RS), que apresenta canais especializados na liberação deste íon para o citoplasma. Posteriormente, para que ocorra o relaxamento das fibras, o Ca2+, que foi previamente liberado pelo RS é ativamente reconduzido para seu interior através de uma bomba também presente em sua membrana, a Ca2+-ATPase do RS (SERCA2a) que, por sua vez, é ativada com a fosforilação de uma proteína aderida na mesma membrana, o fosfolambano (PLN). A pequena parcela de Ca2+ remanescente, que adentrou via túbulos T, é reconduzida ao meio extracelular conjuntamente pelo NCX e por uma Ca2+-ATPase presente na sarcolema (PMCA). Entre ectotérmicos, entretanto, o processo de acoplamento E-C se mostra mais heterogêneo do que o de endotérmicos. Em muitas espécies de ectotérmicos, o influxo de Ca2+ extracelular já é suficiente para promover as ativações contráteis, sem que o RS atue de forma significativa. No entanto, particularmente em espécies que apresentam níveis de atividade elevados têm-se relatado uma grande participação do RS no fornecimento de Ca+2 para a contração cardíaca. Além das diferenças interespecíficas no acoplamento E-C, muitos estudos vêm apontando a existência de uma grande plasticidade deste processo em resposta a situações que impõe uma demanda aumentada sobre a função cardíaca, como longos períodos de exercício. A análise molecular do músculo cardíaco de camundongos e ratos submetidos a treinamento de exercício aeróbico diário indicou uma elevação na transcrição de proteínas dos canais tipo L, SERCA2a, PLN e de canais de RyR. Apesar de já terem sido relatadas diversas adaptações do sistema circulatório em algumas espécies de peixes frente ao exercício prolongado, como aumentos no volume sistólico, no hematócrito, na irrigação tecidual e até mesmo no tamanho ventricular relativo, pouco ainda se sabe a respeito do efeito do treinamento sobre a capacidade de geração de força do aparato contrátil. Um trabalho recente encontrou indícios de que o salmão do Atlântico (Salmo salar) pode apresentar incrementos no processo de acoplamento E-C ao ser submetido a um regime de 10 semanas de exercício contínuo, apresentando uma expressão aumentada de genes ligados à formação de proteínas relacionadas diretamente ao manejo cardíaco de Ca2+. O matrinxã (Brycon amazonicus) é uma espécie legitimamente atlética, nativa da bacia amazônica e exibe diversos eventos migratórios durante seu ciclo de vida. Estudos anteriores demonstraram que miocárdio ventricular desta espécie é altamente dependente da liberação de Ca2 + do RS para a geração de força, o que foi comprovado pela expressão de SERCA2a e PLB neste tecido. Perante tal fato, uma vez que estudos já demonstraram que o coração de peixes pode exibir uma grande plasticidade em resposta ao treinamento aeróbico, o escopo do presente trabalho é averiguar não apenas o efeito do exercício prolongado sobre a contratilidade cardíaca in vitro de matrinxã, mas também investigar suas possíveis adaptações em nível molecular ligadas à expressão de todos os componentes do acoplamento E-C cardíaco frente à aclimatação ao exercício. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

RISSOLI, RAFAEL ZANELLI; VASCONCELOS, ELITON DA SILVA; RANTIN, FRANCISCO TADEU; KALININ, ANA LUCIA. Effects of exercise training on excitation-contraction coupling, calcium dynamics and protein expression in the heart of the Neotropical fish &ITBrycon amazonicus&IT. COMPARATIVE BIOCHEMISTRY AND PHYSIOLOGY A-MOLECULAR & INTEGRATIVE PHYSIOLOGY, v. 214, p. 85-93, DEC 2017. (13/17410-7, 08/57712-4)