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Eletrocardiografia: um método útil
na seleção de animais de experimentação
Electrocardiography: a Useful Method in the Selection of Animals
Daiane Cristina
Christofoletti
Mestranda do curso de Fisioterapia
da Universidade Metodista de
Piracicaba – UNIMEP
[email protected]
Vitor Alexandre Pezolato
Mestrando do curso de Fisioterapia
da Universidade Metodista de
Piracicaba – UNIMEP
[email protected]
Marcos Fábio Ribeiro de Abreu
Mestrando do curso de Fisioterapia
da Universidade Metodista de
Piracicaba – UNIMEP
[email protected]
André Lico Mascarin
Graduando em Fisioterapia da
Universidade Metodista de Piracicaba
– UNIMEP
[email protected]
Carlos Alberto da Silva
Prof. Dr. do Curso de Mestrado
em Fisioterapia da Universidade
Metodista de Piracicaba-UNIMEP
[email protected]
Correspondência:
[email protected]
Resumo Animais de experimentação são importantes para o desenvolvimento e aquisição de novas descobertas científicas. No entanto, para
garantir uma pesquisa de boa qualidade, com resultados fidedignos, é de
extrema importância avaliar o estado de saúde deles. O eletrocardiograma
(ECG) é um método muito utilizado no diagnóstico de doenças cardiovasculares tanto no homem quanto nos animais em estudos experimentais. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o perfil eletrocardiográfico
em ratos adultos, com o intuito de contribuir para o aprimoramento na
seleção de animais destinados à experimentação. Utilizou-se 50 ratos Wistar, os quais foram anestesiados com pentobarbital sódico (40 mg/kg/ip)
e submetidos à avaliação da atividade elétrica cardíaca através do ECG.
Os resultados dos registros eletrocardiográficos revelaram a presença de
taquicardia e bradicardia sinusal e, no que se refere ao dromotropismo,
observou-se arritmia, foco migratório atrial e a presença de extrassístoles
em 10% dos ratos adultos. Na análise dos padrões das ondas eletrocardiográficas, encontrou-se uma grande variação na voltagem da onda S e indicativos de ausência de onda P em 17% dos registros analisados. Concluiu-se que o eletrocardiograma é um importante instrumento não invasivo
e útil para detectar alterações patológicas cardíacas, podendo auxiliar na
seleção de animais destinados à experimentação.
Palavras-chave eletrocardiografia; ratos; sistema de condução
cardíaco.
Abstract The experimentation animals are important for the development and acquisition of new scientific founds. However to ensure a good
quality research with reliable results, is extremely important to assess their
health status. The electrocardiogram (ECG) is a widely used method in
the diagnosis of cardiovascular diseases both in humans as in experimental animals. Thus, the objective of this study was to evaluate the electrocardiographic profile in adult rats, in order to contribute for the improvement
on the animals selection for experimentation. It were used 50 wistar rats,
anesthetized with pentobarbital sodium (40 mg/kg/ip) and submitted to
electrical cardiac activity evaluation by ECG. The results of electrocardiographic recordings revealed the presence of tachycardia and bradycardia
sinus as regards to dromotropism it was observed arrhythmia, atrial migration focus and presence of extrasystoles in 10% of the adult rats. In the
analysis of the electrocardiographic pattern waves, it was observed a wide
variation in the voltage of the S wave and indicative of P wave absence in
17% of the analyzed records. We conclude that the ECG is an important
noninvasive instrument, and useful to detect cardiac pathological alterations, and may assist in the selection of animals for experimentation.
Keywords electrocardiography; rats; heart conduction system.
Sáude em Revista
Eletrocardiografia: um método útil na seleção de animais de experimentação
DOI: http://dx.doi.org/10.15600/2238-1244/sr.v13n33p39-46
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Daiane Cristina Christofoletti et al.
Introdução
Constantemente a humanidade é contemplada com novos avanços tecnológicos
que contribuem para o bem-estar e a extensão das expectativas de vida; no entanto,
a comunidade científica não consegue imitar a complexidade das interações entre as
células, tecidos e órgãos que ocorrem nos
seres vivos. Com o objetivo de entender essas interações e facilitar o desenvolvimento
de novos tratamentos, diferentes cientistas
elegem os animais, em sua maioria ratos e
camundongos, como modelo experimental, visto a expressiva compatibilidade gênica com os humanos.1,2
Na prática científica, há regulamentações e orientações demonstrando a preocupação com a boa ciência e, ao mesmo
tempo, com o bem-estar do animal. Um
protocolo experimental implica na interação de agentes físicos, químicos ou biológicos com animais de laboratório; assim, de
acordo com o caráter experimental são de
fácil manutenção e permitem que se trabalhe com um número variável de indivíduos, possuem ciclos vitais curtos (gestação,
amamentação e puberdade), permitem a
padronização genética e do ambiente.3 Em
suma, o modelo animal a ser escolhido
deve ser aquele que melhor responda ao
experimento e possibilite sua reprodução,
de maneira que qualquer pesquisador possa ter acesso aos mesmos resultados.
Pesquisadores ligados à área cardiovascular convergem suas ações ao estudo do
equilíbrio homeostático do músculo cardíaco, alterações anatômicas, histológicas e/ou
fisiológicas, ou ainda, às diferentes nuances
de controle da pressão arterial. Estes cientistas utilizam, em suas análises, protocolos
aplicados em ratos, não declarando a metodologia aplicada na seleção dos animais na
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fase que antecede os procedimentos experimentais.4,5,6,7
Há diferentes metodologias utilizadas
na avaliação das funções cardíacas, entre
elas, o eletrocardiograma (ECG), que é um
método amplamente utilizado no diagnóstico de doenças cardiovasculares tanto no homem quanto nos animais em estudos experimentais. A eficiência do ECG mostra que
é um método fidedigno no diagnóstico de
alterações cardíacas, uma vez que, uma série de alterações funcionais refletem as mudanças na propagação do potencial de ação
no músculo cardíaco, alterando as ondas do
ECG ou os respectivos intervalos representativos das vias de condução.8,9
Entre as principais alterações classicamente observadas, encontram-se as modificações na amplitude e tempo de duração das
ondas ou ainda aumento nos intervalos que
podem ter origem congênita, anormalidades nos canais de sódio ou potássio, distúrbios metabólicos ou anormalidades elétricas
ocasionadas por modificações anatomo-fisiológicas.10
No que se refere ao significado funcional
das ondas eletrocardiográficas, é sabido que
o intervalo PR mostra o tempo de condução
nas câmaras atriais. Já o intervalo QT corresponde ao tempo necessário para a completa
excitação elétrica e a recuperação dos ventrículos, sendo, portanto, a medida da duração
da sístole elétrica, ou seja, é a duração total
da atividade elétrica ventricular. O intervalo QT varia inversamente com a frequência
cardíaca (FC), de modo que, quanto maior
a FC, menor o QT e vice-versa. Assim, ele
deve ser corrigido em relação à FC, gerando
o QTc, que é preferencialmente usado para
detecção da heterogeneidade da repolarização ventricular, sendo um marcador de arritmogênese, a qual é provocada por tempos
de repolarização não homogêneos.11
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Cabe ressaltar a importância de se
avaliar o estado de saúde dos animais de
experimentação, no intuito de minimizar
possíveis variáveis que possam interferir
nos dados captados nos experimentos
científicos.
Objetivo
A proposta deste trabalho foi avaliar o
perfil eletrocardiográfico em ratos adultos,
a fim de contribuir para o aprimoramento
na seleção de animais destinados à experimentação.
Métodos
Foram utilizados 50 ratos adultos albinos Wistar provenientes do biotério
da Universidade Metodista de Piracica-
ba (UNIMEP), alimentados com ração e
água ad libitum sob ciclo fotoperiódico
de 12 horas claro/escuro a 22 ºC ± 2 ºC.
O trabalho tem a aprovação do Comitê
de Ética em Pesquisa Animal da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar),
conforme o Parecer CEEA 01/2010. Para
a avaliação das ondas e dos intervalos
eletrocardiográficos, os ratos foram anestesiados com pentobarbital sódico (40
mg/kg/ip) com base em estudos que demonstraram que os barbitúricos não alteram o perfil elétrico cardiovascular.12
A seguir, eletrodos conectados aos canais
do eletrocardiógrafo Heart Ware System
interfaciado com um computador foram
aplicados ao corpo do animal para registro das ondas padrão (DI, DII, DIII, aVR,
aVL, aVF), com velocidade de 50 mm/s
(Figura 1).
Figura 1. Obtenção do registro eletrocardiográfico. A) Eletrocardiógrafo HEART WARE SYSTEM utilizado para a captação dos sinais elétricos cardíacos; B) Posicionamento dos eletrodos
no corpo do animal.
B
A
DI
DII
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DIII
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Resultados
Nos registros eletrocardiográficos apresentados na Figura 2, pode-se observar o
padrão de ECG considerado normal para o
rato, bem como o registro que indica taquicardia e bradicardia sinusal.
No que se refere ao dromotropismo,
podem ser observados arritmia, foco migratório atrial e a presença de extrassístole,
sendo constatado neste estudo que 10% dos
ratos adultos apresentavam variações na
atividade elétrica cardíaca, as quais podem
ser significativas e merecedoras de atenção
na seleção de animais direcionados à experimentação.
A seguir, foram analisados os padrões
das ondas eletrocardiográficas, sendo apresentado inicialmente um registro da sequência completa das ondas P, Q, R, S e T, definida como normal para a espécie. Na Figura
3, observa-se uma grande variação na voltagem da onda S, sendo observados, ainda,
registros indicativos de ausência de onda P.
Essas alterações nas ondas atingiram 17%
dos registros analisados.
Figura 2. Variações no registro eletrocardiográfico observadas em ratos adultos.
Traçados eletrocardiográficos
Traçado normal
Taquicardia Sinusal
Bradicardia Sinusal
Arritmia
Foco migrante atrial com
intervalo QT heterogêneo
Extrassístole
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Figura 3. Variações nas ondas eletrocardiográficas observadas em ratos adultos.
Ondas eletrocardiográficas
(P,Q,R,S,T)
Normal
Onda S reduzida em 20%
Onda S reduzida em 50%
Ausência de onda P
Ausência de onda P
Onda P piramidal
Redução de 23% na amplitude
da onda R e redução de 75% na
onda S
Discussão
Animais de experimentação são importantes para o desenvolvimento e aquisição
de novas descobertas científicas, com amplo reflexo na prevenção e cura de doenças,
controle de fármacos, desenvolvimento de
vacinas e de novas técnicas cirúrgicas.3 A
utilização dos animais em experimentos
deve considerar os fatores que respeitam as
particularidades fisiológicas de cada espécie
envolvida e garantir o bem-estar deles ao
longo de todo o experimento.13
Pesquisadores devem considerar que a
qualidade de seus estudos tem relação dire-
ta com a qualidade dos animais, das condições homeostáticas que é um estado relativo
e dinâmico que envolve múltiplas circunstâncias e integridade corporal e que os resultados obtidos expressam o somatório de
informações e conhecimentos científicos
adquiridos.14,15
O eletrocardiograma é uma importante
ferramenta utilizada tanto na clínica quanto
na pesquisa básica, cuja ênfase de análise se
fundamenta em estabelecer o mecanismo
relacionado entre a ativação celular e as ondas elétricas que percorrem o músculo cardíaco.16 Tem sido descrito que o processo de
despolarização e repolarização do músculo
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cardíaco decorrem das ondas e de representativas de ativação ou desativação de áreas
específicas do coração.17,18,19
Um exemplo de variação são as mudanças elétricas que acompanham a ativação
elétrica da massa ventricular representada pelo complexo QRS (ativação ventricular), uma vez que, ao se variar o parâmetro,
altera-se as dinâmicas representadas no
QRS.20,21 Um fato importante a se considerar
é que os componentes do ECG de ratos normais assemelham-se aos registros obtidos
no ser humano, com poucas exceções, tais
como, a onda T, que normalmente é positiva
e acompanha em direção contínua a onda S.
Ressalta-se também que, em animais normais, a onda Q é ausente ou rudimentar.21
Anatomicamente, o coração do rato
ocupa a direção ântero-posterior e da direita para a esquerda, com orientação do vetor médio do eixo elétrico do QRS no plano
frontal, e varia de 30 a 60 graus. Com relação
ao peso corporal, deve-se considerar também que esse parâmetro pode interferir na
orientação espacial do complexo QRS tanto
no plano horizontal como no plano frontal,
fator que não interferiu nos registros, uma
vez que os animais apresentaram peso similar ao descrito na literatura. 10,22
Certamente as dinâmicas elétricas cardíacas apresentam variações bizarras geradas por patologia, tal como a elevação do
ponto J, ou ainda complexo QRS bizarro
gerado dentro do perfil gênico ou frente ao
tratamento com fármacos.23
No que se refere ao padrão eletrocardiográfico de ratos, recentemente foram
estudadas as variações no comportamento
elétrico em diferentes idades, iniciando aos
21 dias de vida até os 18 meses, quando se
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tornam envelhecidos. Os pesquisadores
constataram que a estabilidade no registro
somente ocorre quando os animais atingem
a vida adulta, havendo variações nas ondas
eletrocardiográficas nas fases iniciais de
crescimento.24
De acordo com a análise eletrocardiográfica, o intervalo QT reflete a sístole ventricular e se refere ao período de tempo que o
coração leva para completar a despolarização
e a repolarização ventricular, medido a partir
do início da onda Q até o final da onda T.16
Entre os diferentes padrões que foram
observados, há uma grande variedade de fenômenos patológicos descritos na frequên­
cia e dissipação dos sinais elétricos na massa
cardíaca. Nesse contexto, também foram
observadas diferentes formas na configuração dos potencias e da instabilidade no
segmento QT. Por se tratar de animais rotineiramente utilizados na experimentação, é
importante considerar que os pesquisadores
devem ter atenção especial ao selecioná-los,
para evitar que modificações na ativação
cardíaca possam influenciar os parâmetros
coletados durante suas ações.
Cabe ressaltar que qualquer que seja o
procedimento utilizado para coleta de informações, estas devem passar por uma filtragem para minimizar alterações indiretas no
equilíbrio homeostático, como no caso de
protocolos direcionados à avaliação da pressão arterial, nos quais o ECG aplicado na
fase de seleção dos animais pode favorecer a
escolha por meio da retirada de fatores que
possam interferir nos resultados.
Por fim, reiteramos a importância de
projetos de pesquisa bem planejados associados a procedimentos éticos no cuidado
com os animais, os quais são etapas funda-
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mentais para a obtenção de resultados com
alto grau de acuidade, alto nível de reprodutibilidade e grande precisão.
Nesse contexto, destaca-se a importância de se utilizar o ECG enquanto ferramenta na seleção de animais, pois ele
retrata fielmente anomalias na musculatura cardíaca que podem ser detectadas em
repouso, tais como, variações elétricas que
acompanham o aumento da idade, condições isquêmicas do miocárdio, doenças de
fundo neurológico, alterações hidroeletrolíticas ou síndromes congênitas.25,26
Conclusão
O eletrocardiograma é um instrumento
importante e efetivo na detecção de alterações
patológicas na homeostasia elétrica da musculatura cardíaca, além de ser de fácil domínio e interpretação, sendo sugestivo seu uso
na seleção de animais para experimentação.
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Submetido em: 30/01/2013
Aceito em: 11/072013
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