Author(s):
Monteiro, Pedro 
; Duarte, Ana ; Moreno, António ; Gonçalves, Lino ; Providência, Luís A.
Date: 2003
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10316/11837
Origin: Estudo Geral - Universidade de Coimbra
Subject(s): Isquemia; Piruvato; Mitocôndria
Description
O piruvato é um substracto energético com
reconhecidas propriedades cardioprotectoras.
Sabe-se hoje que isso se deve não só à sua
actividade antioxidante, mas também ao
facto de reduzir a acidose intracelular,
modular a cinética intracitosólica do cálcio e
melhorar a contractilidade cardiomiocitária.
Porém, só recentemente é que se começou a
compreender a importância das mitocôndrias
cardíacas para a ocorrência destas alterações
benéficas, sendo que os mecanismos
concretos de actuação do piruvato a nível
mitocondrial estão ainda largamente por
esclarecer.
Com o objectivo de estudar o efeito do
piruvato na função mitocondrial de corações
isquémicos utilizou-se um modelo animal de
perfusão ex-vivo com um sistema de
Langendorff, seguido de isquemia na
presença ou ausência de piruvato. Avaliou-se
o potencial eléctrico da membrana
mitocondrial, o consumo de oxigénio (O2)
pela cadeia respiratória (e o respectivo
índice de controlo respiratório) e as cargas
energéticas geradas com diversos substratos
energéticos.
Verificou-se que o piruvato actua no sistema
oxidativo, melhorando de forma não
significativa o consumo de O2 durante a
isquemia (elevação do índice de controlo
respiratório – ICR), mas sobretudo ao nível
do sistema fosforilativo, encurtando de forma
significativa o ciclo fosforilativo (Lag phase)
e melhorando a produção de ATP (aumento
da carga energética), o que permitiu assegurar uma maior integridade das
estruturas membranares mitocondriais, com
manutenção do potencial eléctrico após o
ciclo fosforilativo. Estes achados permitem
compreender melhor os mecanismos
inerentes aos efeitos citoprotectores do
piruvato em portadores de cardiopatia
isquémica, demonstrando claramente a
importância das mitocôndrias cardíacas neste
processo. Pyruvate is an energy substrate with known
cardioprotective activity. We know now that
this is due not only to its antioxidant activity,
but also to its reduction of intracellular
acidosis, modulation of intracytosolic
calcium and improvement of cardiomyocyte
contractility. However, the role of cardiac
mitochondria in such positive effects has
only recently begun to be understood and the
exact mechanisms of the effect of pyruvate
on mitochondria are still largely unknown.
Aiming to study the effect of pyruvate on
cardiac mitochondrial function during acute
ischemia, we used an ex-vivo animal model,
perfused in a Langendorff system and then
subjected to ischemia in the presence and
absence of pyruvate. We evaluated the
mitochondrial membrane electrical potential,
the respiratory chain O2 consumption (and
respiratory control ratio) and the energy
charges generated with different energy
substrates.
We conclude that pyruvate has some effect
on the mitochondrial oxidative system (by
non-significantly improving the respiratory
control ratio), but its main action is on the
phosphorylation system, significantly
decreasing the time taken to complete a
phosphorylation cycle (lag phase) and
improving ATP production (increase in
energy charge), thus allowing better
maintenance of mitochondrial membrane
structure, with consequent improvement of the electrical potential after a
phosphorylation cycle. These findings have
enabled better understanding of the
mechanisms behind pyruvate cytoprotection
in ischemic cardiomyopathy, clearly
highlighting the essential role of cardiac
mitochondria in this process.
