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Document Type: Dissertação
Title: Sensibilidade β-adrenérgica e variabilidade alterada da frequência cardíaca no hipotireoidismo: uma abordagem mecanicista
Authors: Rocha, Camila Souza Gama
Issue Date: 21-Aug-2026
Advisor: Souza, Diego Santos de
Resumo : O hipotireoidismo é uma das disfunções endócrinas mais prevalentes mundialmente, afetando mais de 10% dos adultos, e está associado a alterações estruturais e funcionais do sistema cardiovascular. Embora seus efeitos cronotrópicos e hemodinâmicos sejam bem descritos, os mecanismos que integram a modulação autonômica e a sensibilidade β-adrenérgica na gênese das alterações elétricas cardíacas são poucos conhecidos. Este estudo teve como objetivo investigar as alterações na função elétrica cardíaca decorrentes da modulação autonômica associada ao hipotireoidismo em modelo murino. Métodos: Foram utilizados camundongos Swiss machos (n = 6-7 por grupo; 5-6 semanas; 25-30g). O hipotireoidismo foi induzido por metimazol (0,1% na água de beber) durante 21 dias, enquanto o grupo controle recebeu apenas água. A função cardíaca foi avaliada por eletrocardiograma in vivo nos dias 0, 11 e 21, determinando a frequência cardíaca, a condução elétrica e a variabilidade da frequência cardíaca nos domínios do tempo e da frequência. A sensibilidade β-adrenérgica foi analisada por meio da administração intraperitoneal de isoproterenol, dobutamina e salbutamol, com monitoramento eletrocardiográfico antes e 3 minutos após da administração. A atividade da adenilil ciclase foi avaliada em corações isolados perfundidos em sistema de Langendorff, antes e após estimulação com forskolina. A expressão dos receptores β₁, β₂, da proteína quinase A (PKA) e do fosfolambano (PLB) foi determinada por Western blot. Resultados: Os animais hipotireoidianos apresentaram redução significativa da frequência cardíaca, prolongamento do intervalo PR e aumento do QT corrigido. A variabilidade da frequência cardíaca revelou aumento do componente Very Low Frequency (VLF), elevação do Root mean square of successive differences (RMSSD) e redução do Standard deviation of NN intervals (SDNN), caracterizando desequilíbrio autonômico com predomínio vagal e diminuição da adaptabilidade global. Os corações hipotireoidianos apresentaram uma redução significativa na expressão do receptor β1, e na fosforilação de substrato da PKA, além de aumento na expressão do receptor β2. Esses resultados indicam que o hipotireoidismo reduz a sinalização canônica β1-adrenérgica/PKA, ao mesmo tempo que aumenta a expressão do receptor β₂-adrenérgico. A resposta cronotrópica ao isoproterenol e à dobutamina foi atenuada, acompanhada de redução na fosforilação de substratos da PKA, indicando redução da responsividade β1-adrenérgica cardíaca. Em contraste, a resposta ao salbutamol foi aumentada, sem modificação na fosforilação do substrato da PKA ou a expressão/fosforilação do PLB, sugerindo que a sinalização β1-adrenérgica é seletivamente prejudicada no hipotireoidismo, e uma possível reorganização para via de sinalização β2 adrenérgica. A estimulação com forskolina restaurou a resposta à frequência cardíaca, sem modificar a razão p-PLB/PLB que permaneceu inalterada, indicando preservação das etapas intracelulares subsequentes à ativação dos receptores β-adrenérgicos. Conclusão: O hipotireoidismo induz um remodelamento acentuada da sinalização adrenérgica cardíaca, com maior contribuição de vias alternativas associadas ao receptor β₂-adrenérgico. Esses achados demonstraram que a deficiência de hormônios tireoidianos leva à reorganização da sinalização adrenérgica cardíaca, contribuindo para bradicardia, menor adaptabilidade cronotrópica e a redução da complexidade do controle autonômico no hipotireoidismo.
Abstract: Hypothyroidism is one of the most prevalent endocrine disorders worldwide, affecting more than 10% of adults, and is associated with structural and functional alterations of the cardiovascular system. Although its chronotropic and hemodynamic effects are well described, the mechanisms integrating autonomic modulation and β-adrenergic sensitivity in the genesis of cardiac electrical alterations are poorly understood. This study aimed to investigate changes in cardiac electrical function resulting from autonomic modulation associated with hypothyroidism in a murine model. Methods: Male Swiss mice were used (n = 6–7 per group; 5–6 weeks old; 25–30 g). Hypothyroidism was induced with methimazole (0.1% in drinking water) for 21 days, while the control group received water only. Cardiac function was assessed by in vivo electrocardiography on days 0, 11, and 21, determining heart rate, electrical conduction, and heart rate variability in the time and frequency domains. β-adrenergic sensitivity was analyzed through intraperitoneal administration of isoproterenol, dobutamine, and salbutamol, with electrocardiographic monitoring before and 3 minutes after administration. Adenylyl cyclase activity was assessed in isolated hearts perfused using a Langendorff system, before and after stimulation with forskolin. The expression of β₁ and β₂ receptors, protein kinase A (PKA), and phospholamban (PLB) was determined by Western blot. Results: Hypothyroid animals showed a significant reduction in heart rate, prolongation of the PR interval, and an increase in corrected QT. Heart rate variability revealed an increase in the Very Low Frequency (VLF) component, an increase in the Root mean square of successive differences (RMSSD), and a reduction in the Standard deviation of NN intervals (SDNN), characterizing autonomic imbalance with vagal predominance and decreased overall adaptability. Hypothyroid hearts showed a significant reduction in β₁-receptor expression and PKA substrate phosphorylation, as well as an increase in β₂-receptor expression. These results indicate that hypothyroidism reduces canonical β₁-adrenergic/PKA signaling while increasing β₂-adrenergic receptor expression. The chronotropic response to isoproterenol and dobutamine was attenuated, accompanied by reduced PKA substrate phosphorylation, indicating decreased cardiac β₁-adrenergic responsiveness. In contrast, the response to salbutamol was increased, with no changes in PKA substrate phosphorylation or PLB expression/phosphorylation, suggesting that β₁-adrenergic signaling is selectively impaired in hypothyroidism, with a possible reorganization toward the β₂-adrenergic signaling pathway. Forskolin stimulation restored the heart rate response without altering the p-PLB/PLB ratio, which remained unchanged, indicating preservation of the intracellular steps downstream of β-adrenergic receptor activation. Conclusion: Hypothyroidism induces marked remodeling of cardiac adrenergic signaling, with a greater contribution of alternative pathways associated with the β₂ adrenergic receptor. These findings demonstrate that thyroid hormone deficiency leads to reorganization of cardiac adrenergic signaling, contributing to bradycardia, reduced chronotropic adaptability, and decreased complexity of autonomic control in hypothyroidism.
Keywords: Hipotireoidismo
Sistema nervoso autônomo
Frequência cardíaca
Receptores adrenérgicos beta
Eletrofisiologia cardíaca
Hypothyroidism
Adrenergic beta receptors
Heart rate
Cardiac electrophysiology
Subject CNPQ: CIENCIAS BIOLOGICAS::FISIOLOGIA
Sponsorship: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
Language: por
Institution: Universidade Federal de Sergipe (UFS)
Program Affiliation: Pós-Graduação em Ciências Fisiológicas
Citation: ROCHA, Camila Souza Gama. Sensibilidade β-adrenérgica e variabilidade alterada da frequência cardíaca no hipotireoidismo: uma abordagem mecanicista. 2026. 78 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Fisiológicas) - Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2026.
URI: https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/26042
Appears in Collections:Mestrado em Ciências Fisiológicas

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