Comparison of fractal dimension and Shannon entropy in myocytes from rats treated with histidine-tryptophan-glutamate and histidine-tryptophan cetoglutarate

Rev Bras Cir Cardiovasc. Apr-Jun 2014;29(2):156-62. doi: 10.5935/1678-9741.20140052.
[Article in English, Portuguese]

Abstract

Introduction: Solutions that cause elective cardiac arrest are constantly evolving, but the ideal compound has not yet been found. The authors compare a new cardioplegic solution with histidine-tryptophan-glutamate (Group 2) and other one with histidine-tryptophan-cetoglutarate (Group 1) in a model of isolated rat heart.

Objective: To quantify the fractal dimension and Shannon entropy in rat myocytes subjected to cardioplegia solution using histidine-tryptophan with glutamate in an experimental model, considering the caspase markers, IL-8 and KI-67.

Methods: Twenty male Wistar rats were anesthetized and heparinized. The chest was opened, the heart was withdrawn and 40 ml/kg of cardioplegia (with histidine-tryptophan-cetoglutarate or histidine-tryptophan-glutamate solution) was infused. The hearts were kept for 2 hours at 4ºC in the same solution, and thereafter placed in the Langendorff apparatus for 30 min with Ringer-Locke solution. Analyzes were performed for immunohistochemical caspase, IL-8 and KI-67.

Results: The fractal dimension and Shannon entropy were not different between groups histidine-tryptophan-glutamate and histidine-tryptophan-acetoglutarate.

Conclusion: The amount of information measured by Shannon entropy and the distribution thereof (given by fractal dimension) of the slices treated with histidine-tryptophan-cetoglutarate and histidine-tryptophan-glutamate were not different, showing that the histidine-tryptophan-glutamate solution is as good as histidine-tryptophan-acetoglutarate to preserve myocytes in isolated rat heart.

Introdução: As soluções que provocam parada cardíaca eletiva estão em constante evolução, porém, o composto ideal ainda não foi encontrado. Os autores comparam uma nova solução cardioplégica com histidina-triptofano-glutamato (Grupo 2) com histidina-triptofano-cetoglutarato (Grupo 1) em modelo de coração isolado de rato.

Objetivo: Quantificar a dimensão fractal e entropia de Shannon em miócitos de rato submetidos à cardioplegia utilizando solução histidina-triptofano com glutamato em modelo experimental, considerando-se os marcadores caspase, IL-8 e Ki-67.

Métodos: Vinte ratos machos de raça Wistar foram anestesiados e heparinizados. O tórax foi aberto, realizado cardiectomia e infundido 40 ml/Kg de solução cardioplégica apropriada. Os corações foram mantidos por 2 horas na mesma solução a 4ºC e, após esse período, colocados em aparato de Langendorff por 30 minutos com solução de Ringer Locke. Foram feitas análises imunohistoquímicas para caspase, IL-8 e KI-67.

Resultados: A dimensão fractal e a entropia de Shannon dos corações submetidos à parada cardíaca eletiva nos grupos 1 e 2 não foram diferentes.

Conclusão: A quantidade de informações avaliada pela entropia de Shannon e a distribuição das mesmas (dada pela dimensão fractal) nas lâminas de coração de rato submetidas à cardioplegia com solução histidina-triptofano-acetoglutarato ou histidina-triptofano-glutamato não foram diferentes, o que mostra que a solução de histidina-triptofano-glutamato é tão boa quanto a histidina-triptofano-cetoglutarato na preservação dos miócitos em modelo de coração isolado de rato.

Publication types

  • Comparative Study

MeSH terms

  • Animals
  • Cardioplegic Solutions / pharmacology*
  • Caspases / analysis
  • Disease Models, Animal
  • Entropy
  • Fractals
  • Glucose / pharmacology
  • Glutamic Acid / pharmacology*
  • Heart / drug effects
  • Heart Arrest, Induced / methods*
  • Immunohistochemistry
  • Interleukin-8 / analysis
  • Ki-67 Antigen / analysis
  • Male
  • Mannitol / pharmacology
  • Myocytes, Cardiac / drug effects*
  • Potassium Chloride / pharmacology
  • Procaine / pharmacology
  • Rats, Wistar
  • Reproducibility of Results
  • Time Factors

Substances

  • Bretschneider cardioplegic solution
  • Cardioplegic Solutions
  • Interleukin-8
  • Ki-67 Antigen
  • Mki67 protein, mouse
  • Glutamic Acid
  • Mannitol
  • Procaine
  • Potassium Chloride
  • Caspases
  • Glucose