Adaptações morfológicas do coração ao crescimento corporal em répteis

• Processo: 18/11036-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2018
• Data de Término da vigência: 15 de julho de 2019
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Fisiologia - Fisiologia Comparada
• Pesquisador responsável: Cléo Alcantara Costa Leite
• Beneficiário: Renato Filogonio
• Supervisor: Tobias Wang
• Instituição Sede: Centro de Ciências Biológicas e da Saúde (CCBS). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Aarhus University, Dinamarca
• Vinculado à bolsa: 16/20158-6 - Adaptações morfofuncionais cardiovasculares para a relação alométrica entre pressão arterial e massa em répteis, BP.PD
• Assunto(s): Ressonância magnética Pressão sanguínea Miocárdio
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: crocodilianos | miocárdio | pressão arterial | quelônios | Ressonância Magnética | Volume de ejeção sistólica | Fisiologia Cardiovascular Comparada

Resumo

Répteis podem apresentar consideráveis taxas de crescimento de sua massa corpórea, algumas espécies podendo alcançar aumentos impressionantes da ordem de 10.000 vezes ao longo de sua vida. Este enorme incremento da massa corpórea pode comprometer o fluxo sanguíneo, uma vez que a equação de Poiseuille indica que a resistência ao fluxo aumenta com o comprimento do tubo. Para evitar este problema, répteis aumentam a pressão arterial conforme a massa corporal aumenta para garantir uma perfusão sanguínea tecidual adequada. A geração de maiores pressões arteriais devem estar relacionadas a mudanças na morfologia do coração. A orientação de fibras do cardiomiócito, por exemplo, são um importante indicador da função cardíaca. De forma semelhante, a razão entre os tecidos compacto e esponjoso do miocárdio está intrinsecamente relacionada a cardiomiopatias e contratilidade cardíaca em humanos. Portanto, a avaliação destes parâmetros da morfologia cardíaca é fundamental para compreendermos como a pressão sanguínea aumenta com a massa corporal em répteis. Nesta proposta, nós pretendemos investigar a morfologia do coração de espécies com e sem divisão intraventricular completa (crocodilianos e quelônios, respectivamente), uma vez que crocodilianos, assim como mamíferos, apresentam separação de pressões arteriais sistêmica e pulmonar, enquanto quelônios exibem pressões sistólicas similares entre os dois circuitos. Em colaboração com o Prof. Dr. Dane Crossley, da Universidade de North Texas (EUA), nós obteremos corações de aligátor americano (Alligator mississippiensis) e de tartaruga (Chelydra serpentina) apresentando amplo espectro de massas corpóreas (100g e 7000g), que serão escaneados utilizando técnicas inovadoras de imagens não invasivas, desenvolvidas pelo Prof. Dr. Michael Pedersen, do laboratório de Medicina Comparada do Hospital Universitário de Aarhus (Dinamarca). Este procedimento nos permitirá rastrear as fibras de cardiomiócito e estudar seu arranjo. Estas imagens também nos permitirão medir a largura e raio do lúmen ventricular que, em combinação com medidas de pressão arteriais previamente aferidas de A. mississippiensis e C. serpentina, nos permitirão estimar o estresse e tensão da parede ventricular destas espécies. As medidas de pressão arterial das duas espécies citadas foram feitas recentemente em um dos estágios anteriores do atual projeto de pós-doutorado do autor da presente proposta, Dr. Renato Filogonio. Também serão aferidos o volume de ejeção sistólica e a fração de ejeção cardíaca para avaliarmos como o fluxo sanguíneo é afetado pelo incremento de massa corpórea. Para tanto, utilizaremos técnicas de ressonância magnética funcional (fMRI) em diversas espécies de crocodilianos (Paleosuchus palpebrosus, Caiman latirostris e Caiman crocodilus) e do quelônio tigre d'água (Trachemys scripta), com animais pesando entre 200g e 4000g. Estas espécies estão disponíveis no laboratório do Prof. Dr. Tobias Wang, da Seção de Zoofisiologia da Universidade de Aarhus (Dinamarca). Análises histológicas do coração permitirão a análise da razão entre os tecidos compacto e esponjoso do miocárdio e determinar como este aspecto afeta o débito cardíaco com o aumento da massa corporal. Este projeto irá contar com uma ampla colaboração entre diversos laboratórios, sendo eles os do Prof. Tobias Wang (Universidade de Aarhus, Dinamarca), Prof. Dr. Michael Pedersen (Hospital Universitário de Aarhus, Dinamarca), e do Prof. Dr. Dane A. Crossley II (Universidade de North Texas, EUA). Os resultados ajudarão a resolver questões relativas à evolução do sistema cardiovascular e, possivelmente, esclarecer problemas médicos como perturbações hemodinâmicas em doenças cardíacas congênitas.

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)

VAN SOLDT, BENJAMIN J.; WANG, TOBIAS; FILOGONIO, RENATO; DANIELSEN, CARL CHRISTIAN. The mechanical and morphological properties of systemic and pulmonary arteries differ in the Madagascar ground boa, a snake without ventricular pressure separation. Journal of Experimental Biology, v. 225, n. 13, p. 12-pg., 2022-07-01. (18/11036-0)