Descrição:
Segundo dados da Organização Mundial de Saúde. As doenças cardiovasculares, incluindo as arritmias cardíacas, são responsáveis por cerca de 17,5 milhões de mortes anuais em todo mundo, sendo que 80% dessas mortes ocorrem em países em desenvolvimento, incluindo o Brasil. Esses dados apontam para a necessidade de se compreender cada vez mais o complexo fenômeno do acoplamento da excitação - contração da célula cardíaca, permitindo não apenas a prevenção dessas doenças como o tratamento adequado a partir da utilização de novos medicamentos antiarrítmicos.
Nesse contexto, a formulação de modelos matemáticos e computacionais da eletrofisiologia cardíaca e a comparação entre os resultados dos experimentos “in silico” com os experimentos “in vitro” ou “in vivo” já foram capazes de produzir importantes informações não apenas sobre os mecanismos da dinâmica de Ca2+ intracelular, mas principalmente sobre problemas relacionados a força de contração e arritmias cardíacas. Contudo, devido à complexidade do mecanismo de contração na célula cardíaca, os modelos de força de contração, como por exemplo os modelos de Negroni e Lascano (1996) e de Rice et al (1999), são fundamentados apenas nos modelos das pontes cruzadas de dois estados descritas por Huxley em 1957.
Assim, levando em consideração os dois principais modelos de força contrátil para célula cardíaca, o objetivo desse projeto é implementar (em um modelo de miócito ventricular de rato), comparar e testar (a partir de dados experimentais) os modelos de força de contração e/ou encurtamento celular para miócito ventricular de rato, disponibilizando para a comunidade científica mais informações que possibilitem avaliar a robustez desses modelos de contração e futuramente, a partir da análise desses resultados, implementar novos mecanismos que possam descrever melhor esse complexo fenômeno eletromecânico da célula cardíaca.
Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa.
Alunos envolvidos: Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (1) / Doutorado: (1)
Coordenador: Prof. Dr. Robson Rodrigues da Silva
Pesquisadores Associados: Prof. Dr. José W. M. Bassani e Profa. Dra. Rosana A. Bassani
Fomento: FAPESP – Processo n° 2016/18422-7
Introdução:
O desenvolvimento de modelos para investigação das condições de vida diária baseado nos sinais fisiológicos do ser humano é importante para a avaliação da qualidade de vida, prevenção e controle dos fatores de risco das doenças crônicas não transmissíveis degenerativas como a obesidade, cardiovasculares, entre outras. Objetivo: Neste estudo pretende-se: i) Monitorar o gasto de energia diário, frequência e variação cardíaca, por meio da ferramenta FLEEM System® (Free Living Energy Expenditure Monitoring System®), em sujeitos com sobrepeso em escolas do município da cidade de São Paulo, tendo como desfecho primário a aferição do Índice de Massa Corpórea (IMC). Também será avaliada a repercussão do uso dessa nova tecnologia na qualidade de vida dos participantes do estudo e o grau de satisfação com o uso da tecnologia. Materiais e Métodos: Softwares e instrumentos de avaliação: Para a coleta de dados fisiológicos on-line será utilizado o FLEEM System®, cuja característica principal consiste na aferição via internet e tecnologia 3G de telefonia celular das seguintes variáveis: gasto diário de calorias, calorias consumidas, balanço energético, frequência cardíaca e variação cardíaca.
A qualidade de vida será avaliada através do Autoquestionnaire Qualité de Vie Enfant Imagé (AUQEI), em sua versão traduzida, adaptada e validada para a língua portuguesa. Todos os participantes assinarão o Termo de Consentimento Livre e Esclarecido (TCLE) e serão submetidos à avaliação inicial para caracterização sócio-demográfica, registro de sinais vitais, medicamentos utilizados. Amostra: Serão incluídos neste estudo 200 sujeitos diagnosticados com sobrepeso, com idades entre 11 e 12 anos, de ambos os gêneros. Os sujeitos serão divididos em dois grupos, o grupo de estudo (GE) e o grupo controle (GC). Os sujeitos pertencentes ao GE serão monitorados on-line pelo FLEEM System®. Será investigada a distribuição dos dados demográficos e de avaliação inicial e final através de testes estatísticos. Resultados esperados.
Com o uso desse instrumento de monitoramento on-line, pretende-se: a) Reduzir os índices de obesidade e fatores de riscos associados incluindo doenças cardiovasculares, combinando prevenção por meio do acompanhamento diário de cada sujeito no grupo de estudo quando comparado ao GC (p-0,05. b) Identificar os sujeitos e populações em situação de risco para tornar viável um tratamento não farmacológico ou acompanhamento eficaz de acordo com cada caso. c) Por ser um estudo prospectivo, a experiência e o conjunto de análises e estudos sobre as condições técnicas, científicas, econômicas e sociais dessa realidade ajudarão a projetar, para um futuro próximo, uma estratégia mais efetiva e abrangente para a população em estudo. Impacto da pesquisa: Os resultados deste estudo irão subsidiar, redirecionar, estabelecer parâmetros e critérios capazes de contribuir e redefinir os indicadores e padrões de qualidade de vida, visando à melhoria das estruturas de governo e não governamentais, dos processos de políticas públicas.
Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa.
Alunos envolvidos: Graduação: (3) / Mestrado acadêmico: (2) / Doutorado: (2)
Coordenador: Prof. Dr. Daniel Gustavo Goroso
Pesquisadores Principais: Profa. Dra. Silvia Bastos; Profa. Dra. Tamara Iwanow
Pesquisadores Associados: Prof. Dr. Robson R. Silva; Profa. Dr. Sandra Greger; Prof. Dr. João L. S. Júnior; Prof. Dr. Marcos Molina
Fomento: FAPESP – Processo n° 2015/50064 – 0
Descrição:
O software MarkoLAB é um simulador multiplataforma, desenvolvido em ambiente Matlab® e LabView®, para representar a dinâmica 3D dos modelos Markovianos para os três principais canais iônicos (sódio, potássio e cálcio) e permite, a partir de gráficos dinâmicos (animados), visualizar a transição entre os mais diversos estados que o canal possuir.
Nesse contexto, a formulação de modelos matemáticos e computacionais da eletrofisiologia cardíaca e a comparação entre os resultados dos experimentos “in silico” com os experimentos “in vitro” ou “in vivo” já foram capazes de produzir importantes informações não apenas sobre os mecanismos da dinâmica de Ca2+ intracelular, mas principalmente sobre problemas relacionados a força de contração e arritmias cardíacas. Contudo, devido à complexidade do mecanismo de contração na célula cardíaca, os modelos de força de contração, como por exemplo os modelos de Negroni e Lascano (1996) e de Rice et al (1999), são fundamentados apenas nos modelos das pontes cruzadas de dois estados descritas por Huxley em 1957.
MarkoLAB fornece uma maneira original de se visualizar o comportamento estocástico de um canal iônico e possibilita esclarecer conceitos, como a recuperação da inativação por cálcio versus a inativação dependente da voltagem, fato que pode ser observado quando se estuda experimentalmente o comportamento do canal de cálcio do tipo L, além de possibilitar a simplificação de alguns dos diagramas de estados, como o que representa as transições entre os estados do canal de potássio de retificação lenta (IKs), cujas perturbações em um dos seus 17 estados, causadas por efeitos de drogas ou alterações genéticas, produzem uma repolarização anormal do AP cardíaco e consequentemente arritmias (Severi et al, 2009).
Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa.
Alunos envolvidos: Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (1) / Doutorado: (0)
Coordenador: Prof. Dr. Robson Rodrigues da Silva
Pesquisadores Associados: Prof. Dr. José Luis Puglisi, Prof. Dr. Daniel Gustavo Goroso; Prof. Dr. Donald M. Bers
Fomento: FAEP
Descrição:
Dos íons envolvidos no complexo funcionamento do coração, o cálcio é considerado o mais importante por ser o ativador direto dos miofilamentos que causam a contração. Por esta razão, o seu fluxo irregular no miócito cardíaco é uma das principais causas de arritmias cardíacas e disfunção contrátil. Sendo assim, a formulação de novos modelos matemáticos e computacionais de miócito ventricular de mamífero aporta ferramentas importantes para entender os mecanismos de liberação de cálcio e analisar de forma detalhada as causas dos diversos tipos de arritmia cardíaca.
A finalidade desse projeto é implementar e desenvolver modelos biofísicos para miócito cardíaco de rato, fornecendo assim uma estrutura matemática e computacional para o cálculo da força contrátil no miócito cardíaco. O projeto se inicia, na primeira etapa, com a inclusão dos “buffers” de cálcio (Calmodulina e Calsequestrina) e do trocador mitocondrial (NCLX) no modelo de Silva et al (2012). A segunda etapa consiste na atualização dos parâmetros utilizados na modelagem e realização de novas simulações e sua comparação com dados experimentais, para assim verificar a robustez do modelo.
Essas implementações objetivam o estudo de bloqueadores e ativadores que atuam nos trocadores NCX e NCLX, na Ca - ATPase do Retículo Sarcoplasmático ou nos canais do tipo L, corroborando para uma melhor compreensão dos efeitos de fármacos utilizados no tratamento de arritmias, tudo fundamentado apenas na dinâmica de cálcio. Em seguida o modelo será estruturado para a plataforma OpenCell e com o acréscimo de “ruídos” a frequência cardíaca, possibilitará a realização de simulações para a análise da variabilidade cardíaca, uma importante ferramenta para o estudo e prevenção de arritmias. A etapa final do projeto consiste na construção de um novo modelo abrangendo a modelagem biofísica da parte elétrica da célula cardíaca, isto é, a inclusão dos canais de sódio, potássio e cálcio.
Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa.
Alunos envolvidos: Graduação: (3) / Mestrado acadêmico: (1) / Doutorado: (1)
Coordenador: Prof. Dr. Robson Rodrigues da Silva
Pesquisadores Associados: Prof. Dr. Daniel G. Goroso e Profa. Dra. Marcia A. S. Bissaco
Fomento: FAPESP – Processo n° 2013/20220-5