Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/36391
Type: Tese
Title: Biophysical and pharmacological evaluation of protective potentials of andrographolide against isoproterenol-induced myocardial infarction in rats
Authors: Seyi Elijah Elasoru
First Advisor: Jader dos Santos Cruz
First Referee: Diego Santos de Souza
Second Referee: Liza Figueiredo Felicori Vilela
Third Referee: Marília Martins Melo
metadata.dc.contributor.referee4: Darizy Flávia Silva Amorim de Vasconcelos
Abstract: Myocardial infarction (MI) is the irreversible injury of the myocardium caused by prolonged myocardial ischemia and is a major cause of heart failure and eventual death among ischemic patients. The current trend of mortality due to MI and shortcomings of available therapeutics informed the need for an alternative remedy that could make the heart more resistant to infarction. Andrographolide is the principal compound in Andrographis paniculata, an indigenous plant commonly included in herbal concoction indicated for cardiovascular diseases and chest pains. Therefore, the present study assessed the protective potentials of andrographolide against isoproterenol-induced myocardial infarction in rats. Animals were randomly divided into four groups: Control (Ctr) group received 0.9 % saline solution once daily for 21 days, Isoproterenol (Iso) group received 0.9 % saline solution once daily for 19 days followed by 80 mg/kg/day of isoproterenol hydrochloride solution on day 20 and 21, Andrographolide (Andro) group received 20 mg/kg/day of andrographolide for 21 days, and Andrographolide plus Isoproterenol (Andro + Iso) group received 20 mg/kg/day of andrographolide for 21 days with co-administration of 80 mg/kg/day of isoproterenol hydrochloride solution on day 20 and 21. At the end of all treatments, cardiac-specific parameters that define cardiac health and MI were evaluated in all groups. Likewise, the mechanical and electrical profiles that shapes the functions of the heart were assessed in cardiomyocytes isolated from each group using standard assay methods. In addition, effects of Andro on these mechanical and electrical profiles were further substantiated with in-vitro tests and compared to standard drug of MI. Iso caused: ST-segment elevation and significant (p<0.05) increases in heart rate, QRS, QT & QTc interval; significant (p<0.05) increases in cardiac mass indexes; significant (p<0.05) increases in systemic troponin I (cTnI), creatine kinase (CK), creatine kinase-MB fraction (CK-MB), aspartate transaminase (AST) & leukocyte levels; significant (p<0.05) increase of infarct size; cardiac histological alterations; significant (p<0.05) increases in myocytes shortening, maximal velocity of contraction (+dL/dt) & maximal velocity of relaxation (-dL/dt); significant (p<0.05) prolongation of action potential duration (APD); significant (p<0.05) increase in L-type calcium current (ICa,L) density and significant (p<0.05) decrease in transient outward potassium current (Ito) density typical of the onset of MI. Interestingly, pretreatment with Andro prevented and / or minimized these anomalies, notably, by reducing myocyte shortening, +dL/dt, -dL/dt, APD, ICa,L density and increasing Ito density significantly (p<0.05). Furthermore, in-vitro results supported the in-vivo effects of Andro on myocyte shortening, +dL/dt, -dL/dt, APD, ICa,L density, and Ito density and indicated that the effects are concentration-dependent. Therefore, andrographolide could be seen as a promising therapeutic agent capable of making the heart resistant to infarction and it could be used as template for the development of semisynthetic drug(s) for cardiac protection against MI.
Abstract: O infarto do miocárdio (IM) é a lesão irreversível do miocárdio causada por isquemia miocárdica prolongada e é uma das principais causas de insuficiência cardíaca e eventual morte entre pacientes isquêmicos. A tendência atual de mortalidade por IM e a deficiência da terapêutica disponível informaram a necessidade de um remédio alternativo que pudesse tornar o coração mais resistente ao infarto. Andrographolide é o principal composto da Andrographis paniculata, uma planta indígena comumente incluída na mistura de ervas indicada para doenças cardiovasculares e dores no peito. Portanto, o presente estudo avaliou o potencial protetor do andrographolide contra o infarto do miocárdio induzido por isoproterenol em ratos. Os animais foram divididos aleatoriamente em quatro grupos: o grupo controle (Ctr) recebeu solução salina 0,9% uma vez ao dia por 21 dias, o grupo isoproterenol (Iso) recebeu solução salina 0,9% uma vez ao dia por 19 dias seguido por 80 mg/kg/dia de cloridrato de isoproterenol solução nos dias 20 e 21, o grupo Andrographolide (Andro) recebeu 20 mg/kg/dia de andrographolide por 21 dias, e o grupo Andrographolide mais Isoproterenol (Andro + Iso) recebeu 20 mg/kg/dia de andrographolide por 21 dias com co- administração de 80 mg/kg/dia de solução de cloridrato de isoproterenol nos dias 20 e 21. No final de todos os tratamentos, parâmetros específicos do coração que definem a saúde cardíaca e IM foram avaliados em todos os grupos. Da mesma forma, os perfis mecânico e elétrico que moldam as funções do coração foram avaliados em cardiomiócitos isolados de cada grupo usando métodos de ensaio padrão. Além disso, os efeitos do Andro nesses perfis mecânicos e elétricos foram comprovados com testes in-vitro e comparados com a droga padrão de IM. Iso causou: elevação do segmento ST e aumentos significativos (p<0,05) na frequência cardíaca, intervalo QRS, QT e QTc; aumentos significativos (p<0,05) nos índices de massa cardíaca; aumentos significativos (p<0,05) na troponina I (cTnI), creatina quinase (CK), fração de creatina quinase-MB (CK-MB), aspartato transaminase (AST) e níveis de leucócitos; aumento significativo (p<0,05) do tamanho do infarto; alterações histológicas cardíacas; aumentos significativos (p<0,05) no encurtamento dos miócitos, velocidade máxima de contração (+dL/dt) e velocidade máxima de relaxamento (-dL/dt); prolongamento significativo (p<0,05) da duração do potencial de ação (DPA); aumento significativo (p<0,05) na densidade da corrente de cálcio tipo L (ICa,L) e diminuição significativa (p<0,05) na densidade da corrente de potássio externa transitória (Ito) típica do início do IM. Curiosamente, o pré-tratamento com Andro evitou e / ou minimizou essas anomalias, notavelmente, reduzindo o encurtamento do miócito, +dL/dt, -dL/dt, DPA, densidade de ICa,L, e aumentando a densidade de Ito significativamente (p<0,05). Além disso, os resultados in-vitro apoiaram os efeitos in-vivo de Andro no encurtamento do miócito, +dL/dt, -dL/dt, DPA, densidade de ICa,L, e densidade de Ito e indicaram que os efeitos são dependentes da concentração. Portanto, o andrographolide pode ser visto como um agente terapêutico promissor capaz de tornar o coração resistente ao infarto e pode ser usado como modelo para o desenvolvimento de fármacos semissintéticos para proteção cardíaca contra IM.
Subject: Bioquímica e imunologia
Infarto do miocárdio
Andrographis
language: eng
metadata.dc.publisher.country: Outro
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA E IMUNOLOGIA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Bioquímica e Imunologia
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/36391
Issue Date: 18-Mar-2021
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