UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO” FACULDADE DE MEDICINA VETERINÁRIA E ZOOTECNIA DEPARTAMENTO DE MEDICINA VETERINÁRIA PARÂMETROS ECOCARDIOGRÁFICOS E VARIABILIDADE DA FREQUÊNCIA CARDÍACA EM OVINOS DA RAÇA DORPER NO PERÍODO PERINATAL AMANDA SARITA CRUZ ALEIXO Botucatu-SP 2019 i UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JÚLIO DE MESQUITA FILHO” FACULDADE DE MEDICINA VETERINÁRIA E ZOOTECNIA DEPARTAMENTO DE MEDICINA VETERINÁRIA PARÂMETROS ECOCARDIOGRÁFICOS E VARIABILIDADE DA FREQUÊNCIA CARDÍACA EM OVINOS DA RAÇA DORPER NO PERÍODO PERINATAL Nome do Autor: Amanda Sarita Cruz Aleixo Tese apresentada junto ao Programa de Pós-Graduação em Medicina Veterinária para obtenção do título de Doutora. Orientadora: Profa Dra Maria Lucia Gomes Lourenço ii FICHA CATALOGRÁFICA ELABORADA PELA SEÇÃO TÉC. AQUIS. TRATAMENTO DA INFORM. DIVISÃO TÉCNICA DE BIBLIOTECA E DOCUMENTAÇÃO - CÂMPUS DE BOTUCATU - UNESP BIBLIOTECÁRIA RESPONSÁVEL: ROSANGELA APARECIDA LOBO-CRB 8/7500 Aleixo, Amanda Sarita Cruz. Parâmetros ecocardiográficos e variabilidade da frequência cardíaca em ovinos da raça dorper no período perinatal / Amanda Sarita Cruz Aleixo. - Botucatu, 2019 Tese (doutorado) - Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho", Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia Orientador: Maria Lucia Gomes Lourenço Capes: 50501062 1. Cordeiros. 2. Gravidez. 3. Neonatologia veterinária. 4. Ovelha. 5. Variabilidade do batimento cardíaco. Palavras-chave: cordeiros; gestação; neonatal; ovelhas; iii Título: PARÂMETROS ECOCARDIOGRÁFICOS E VARIABILIDADE DA FREQUÊNCIA CARDÍACA EM OVINOS DA RAÇA DORPER NO PERÍODO PERINATAL COMISSÃO EXAMINADORA Profa. Ass. Dra. Maria Lucia Gomes Lourenço Presidente e Orientadora Departamento de Clínica Veterinária Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia – UNESP – Botucatu–SP Prof. Ass. Dr. Simone Biagio Chiacchio Membro Titular Departamento de Clínica Veterinária Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia – UNESP – Botucatu–SP Prof. Ass. Dr. José Paes de Oliveira Filho Membro Titular Departamento de Clínica Veterinária Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia – UNESP – Botucatu–SP Prof. Dr. Marlos Gonçalves Sousa Membro Titular Departamento de Medicina Veterinária Universidade Federal do Paraná – UFPR – Curitiba–PR Prof. Dr. Moacir Fernandes de Godoy Membro Titular Departamento de Cardiologia e Cirurgia Cardiovascular Faculdade de Medicina de São José do Rio Preto – FAMERP – São José do Rio Preto–SP Data da defesa: 08 de outubro de 2019. iv DEDICATÓRIA Dedico essa tese de doutorado aos meus pais Valdir Cruz e Nilsa Therezinha Putti Cruz, às minhas irmãs Érica Marcelina Cruz e Adriana Regina Cruz, aos meus sobrinhos Henrique, Ana Luísa e Júlia, ao meu marido Edward Victor Aleixo e à minha orientadora Maria Lucia Gomes Lourenço. v AGRADECIMENTOS Agradeço à Deus e Nossa Senhora Aparecida pela força e por me iluminarem não só neste momento da minha vida mas como em toda caminhada profissional e pessoal. Nas horas de desespero e decepções a minha fé e devoção me fez sempre enxergar a luz que eu precisava para que hoje eu pudesse chegar aqui. Todas as vezes que eu pedi proteção e força eles me proporcionaram o que eu precisava. Agradeço aos meus pais Valdir Cruz e Nilsa Therezinha Putti Cruz pelo amor incondicional que sempre me proporcionaram, por me apoiarem em todas as minhas decisões e que mesmo em todas as dificuldades financeiras e pessoais que enfrentamos desde o início da minha graduação, onde se iniciava o sonho de ser Médica Veterinária, vocês sempre se dedicaram ao máximo para que eu pudesse chegar até aqui. Agradeço por todos os conselhos e por sempre se prestarem ao diálogo para que eu pudesse seguir em frente em meio aos meus medos e incertezas. Agradeço por terem sempre me mostrado o caminho certo e por me ensinarem a ser uma pessoa melhor, acreditar que o bem sempre é a melhor opção e por terem me proporcionado esse amor incondicional para que eu pudesse me tornar uma pessoa digna, principalmente para cuidar com amor e carinho dos animais. Não sei se consegui ser um pouco talvez do que vocês esperavam, e peço desculpas pelas minhas falhas. Sempre quis que vocês se orgulhassem de mim pois sei o quanto vocês batalharam para que eu e minhas irmãs pudéssemos ao menos ter um diploma, que a final sempre foi o sonho de vocês, mas prometo continuar buscando sempre o melhor caminho e me esforçar para tentar ser melhor como pessoa e como profissional. Muito obrigada! Amo vocês incondicionalmente! Agradeço às minhas irmãs Érica Marcelina Cruz e Adriana Regina Cruz por todo amor e companheirismo que sempre dedicaram à mim, por sempre me apoiarem e me aconselharem nos meus desesperos, por me ajudarem profissionalmente e pessoalmente e por sempre estarem ao meu lado. Peço desculpas pela minhas falhas e por me ausentar em alguns momentos do convívio com vocês para que eu pudesse chegar até aqui, mas saibam que sempre estaremos juntas. Obrigada pelo apoio emocional e financeiro, mas acima de tudo por sermos sempre unidas. Amo vocês! vi Agradeço aos meus sobrinhos Henrique, Ana Luísa e Júlia por terem me proporcionado a oportunidade de aprender constantemente com vocês, por poder saber e sentir o que é esse amor de tia e por me fazer enxergar que a vida realmente é passageira, afinal todas as vezes que me privei de estar com vocês para me dedicar à vida profissional eu percebia que vocês já haviam crescido e eu sempre me surpreendia com as mudanças que eu enxergava em vocês. Peço desculpas por não ter feito muito mais por vocês mas saibam que os amo incondicionalmente! Agradeço ao meu marido Edward Victor Aleixo por ter me apoiado desde o início da minha caminhada profissional, por estar ao meu lado, por sempre se dedicar a nós, pela paciência, pelo companheirismo e pela cumplicidade. Sei que me ausentei muitas vezes e que deixei de fazer coisas por nós dois para estar aqui, mas saiba que sempre foi para que eu pudesse sempre somar e nunca subtrair em nossas vidas. Obrigada por me apoiar incondicionalmente emocionalmente e financeiramente, pois desde o começo você nunca hesitou em me ajudar e em entender os momentos difíceis. Muito obrigada por estar sempre comigo e pelo nosso casamento! Agradeço ao meu sogro Edward Aleixo e à minha sogra Ivani Ferracini Aleixo por estarem ao nosso lado, mesmo que em meio à uma longa distância, mas sempre nos aconselhando e nos ajudando à construir uma família estruturada, com alicerce. Sei que também nos privamos de momentos juntos que poderíamos ter nos deslocado para estarmos com vocês, mas saibam que foi por nos dedicarmos profissionalmente e por tentarmos ser e proporcionar talvez um dia para nossos filhos um pouco do que vocês e meus pais são e proporcionaram à nós como filhos. Muito obrigada! Agradeço à minha orientadora, Maria Lucia Gomes Lourenço, primeiramente pela oportunidade de fazer parte da Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, FMVZ-UNESP, Botucatu, por meio da pós-graduação, por ter me proporcionado a oportunidade de chegar até aqui e estar concretizando esse sonho que eu sempre almejei. Agradeço por ter acreditado em mim e sempre me incentivado, mesmo quando nem eu mesma acreditava que eu pudesse conseguir. Agradeço pela confiança, pela paciência em meio as minhas dificuldades e por todos esses quatro anos juntas, afinal não só como orientadora mas como pessoa, pois foram muitas conversas e desabafos que vii iam além da vida profissional. Obrigada por todo o conhecimento adquirido, por toda experiência profissional e pessoal e por nunca desistir de mim. Obrigada por ter me proporcionado o mundo da Cardiologia Veterinária, onde mesmo em uma reunião quando eu iniciei minha trajetória na pós-graduação, quando eu disse que meus conhecimentos em cardiologia eram limitados a senhora acreditou em mim e disse, como nunca vou esquecer, que eu conseguiria. Se eu cheguei até aqui foi porque a senhora sempre me incentivou, foi meu alicerce e acreditou em mim. Agradeço pelo apoio e confiança na Cardiologia Equina, pois quando iniciamos o serviço na instituição sei que não foi fácil, mas para mim foi extremamente gratificante fazer parte de tudo isso. Espero poder ter contribuído positivamente para o Serviço de Cardiologia da FMVZ-Unesp, Botucatu. Saiba que pode contar comigo. Não poderia deixar de registrar aqui que tenho um carinho enorme e admiração pela pessoa e profissional que és. Muito obrigada! Agradeço ao professor Simone Biagio Chiacchio, por ter me concedido a oportunidade de estar aqui, pela confiança e por sempre me apoiar nessa caminhada. Obrigada por todos os conhecimentos proporcionados, pela dedicação ao meu projeto, por todas as vezes que eu desesperada me dirigia ao senhor para resolver meus problemas e questões do projeto, o senhor sempre esteve ali e resolvia não medindo esforços para tal. Muito obrigada! Agradeço ao professor José Paes de Oliveira Filho, pelo aceite do convite em fazer parte desta banca, por ter me proporcionado a oportunidade de participar do serviço de Clínica Médica de Grandes Animais através da Cardiologia. Agradeço pela paciência e oportunidade, por ter disponibilizado os equipamentos da Clínica de Grandes Animais, bem como por todas a vezes que solicitei auxílio de funcionários, estagiários e residentes, o senhor sempre contribuiu. Obrigada por me proporcionar o convívio com os grandes animais, pois era algo que me faltava e uma paixão que sempre esteve em mim além dos pequenos animais. Muito obrigada. Agradeço a professora Thaís Gomes Rocha e ao professor Rogério Martins Amorim também por contribuir com a execução desse projeto. Foram equipamentos, funcionários e estagiários disponibilizados, os quais sei que se ausentaram da rotina clínica para contribuir com o meu projeto. Agradeço por tudo e pela paciência pois devido à extensão do projeto foi uma longa caminhada de assinaturas e permissões concedidas. Agradeço também pela oportunidade viii de trabalhar com a cardiologia em grandes animais no serviço de Clínica Médica de Grandes Animais. Muito obrigada! Agradeço ao professor da Universidade de Marília – UNIMAR, Rodrigo Prevedello Franco por ter acreditado em mim durante a residência, por me incentivar e auxiliar na cardiologia, pela paciência, pelos conhecimentos adquiridos e por ter contribuído positivamente na minha vida profissional. Muito obrigada! Agradeço ao professor Moacir Fernandes de Godoy pelo aceite do convite em participar desta banca, pelos conhecimentos proporcionados desde o mestrado, por prontamente nos receber e nos auxiliar com excelência nos trabalhos realizados com Variabilidade da Frequência Cardíaca. Muito obrigada por estar conosco! Agradeço ao professor Marlos Gonçalves Sousa pelo aceite do convite em participar desta banca, por todos os conhecimentos proporcionados com excelência durante a minha trajetória na Cardiologia, por contribuir significativamente na minha vida profissional, pois além da cardiologia em pequenos animais, o senhor também contribui com ênfase na trajetória com grandes animais, em especial na Cardiologia Equina. Gostaria de deixar registrado aqui a importância que tens nesse sonho, pois quando iniciei a execução do ecocardiograma em equinos na instituição com o apoio e incentivo de minha orientadora e preceptora, eu pensei por várias vezes que eu não conseguiria e que isso não daria certo. Foi quando eu vi que o senhor executava esse trabalho e que sim, seria possível. Realmente para mim és inspiração. Muito obrigada! Agradeço imensamente à residente de Clínica Médica de Grandes Animais, na época, Ana Luísa Holanda de Albuquerque pelo aceite em participar do projeto, por sempre estar presente e por contribuir em toda a extensão do mesmo. Por ter se disponibilizado em todos os momentos, por me auxiliar, por me apoiar, pela dedicação e responsabilidade com o projeto. Por contribuir de todas as formas com a execução do projeto. Agradeço pela profissional que és e pela responsabilidade com que me auxiliou para que esse trabalho pudesse ter se concretizado. Muito obrigada! ix Agradeço ao residente de Clínica Médica de Grandes Animais, na época, Raphael Tortorelli Teixeira pelo aceite em participar do projeto e por todo auxílio e contribuição prestada. Obrigada! Agradeço aos residentes da Clínica Médica de Grandes Animais Luiza Stachewski Zakia, Lukas Garrido Albertino, Pedro Negri Bernardino, que contribuíram com o andamento do projeto auxiliando no meu treinamento com os animais, coletas, organizando a disponibilidade dos estagiários, enfim foram inúmeras formas de contribuição em todas as vezes que eu precisei. Muito obrigada! Agradeço aos funcionários Marquinho (Clínica de Grandes Animais), Marcão e Luís (Clínica de Pequenos Animais) por todo auxílio em todos os momentos que eu precisei durante minha trajetória na pós-graduação. Sempre dispostos e dedicados. Muito obrigada! Agradeço à minha amiga Mayra de Castro Ferreira Lima, que desde o meu momento de desespero da parição das ovelhas esteve comigo. Sei que você abdicou dias da sua vida profissional e pessoal para ficarmos uma semana sem dia e hora ou contato com o mundo alheio para estar comigo nas coletas. Obrigada por todo apoio e força, mesmo quando eu pensei em desistir durante a coleta pela exaustão emocional e física, pelas palavras naquele momento que fizeram a diferença. Muito obrigada! Agradeço à minha amiga Renata Alves de Paula e à Marina Cecília Grandi por se deslocarem de outra cidade para me auxiliar nas coletas e por todos os bons momentos juntas. Obrigada! Agradeço imensamente à professora Miriam Harumi Tsunemi pela dedicação às minhas análises estatísticas, pelo profissionalismo e pela grande pessoa que és. Agradeço pelas conversas sempre positivas e também por ter me auxiliado com toda a delicadeza tornando o trabalho mais leve, mesmo em meus momentos de desespero. Muito obrigada! Agradeço às pós-graduandas, na época, Raíssa Karolliny Salgueiro Cruz e à Carla Maria Vela Ulian pelo auxílio e apoio quando iniciei minha trajetória na instituição em 2015. Por me incentivarem e por acreditarem em mim. Muito obrigada! Agradeço aos professores da Clínica Médica de Pequenos Animais Luiz Henrique de Araújo Machado, Alessandra Melchert e Priscylla Tatiana Chalfun x Guimaraes Okamoto por todos esses anos de convivência, pelas oportunidades concedidas e pelos conhecimentos proporcionados. Obrigada! Agradeço à todos os estagiários que passaram pela Clínica Médica de Grandes Animais durante a extensão do projeto e que participaram do mesmo; e à todos os funcionários que direta ou indiretamente contribuíram para que o trabalho pudesse ter se concretizado. Obrigada! Agradeço à todos os funcionários da pós-graduação pelo auxílio prestado em todos esses anos, pelos esclarecimentos e contribuições com a minha formação e à pós-graduação da FMVZ-UNESP, Botucatu. Obrigada! Agradeço à CAPES, Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, pelas bolsas concedidas durante o mestrado e doutorado e à FAPESP, Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo, pelo auxílio pesquisa concedido, processo número 2017/15121-9. O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior- Brasil (CAPES) – Código de Financiamento 001. Agradeço imensamente ao Sr. Luiz Otávio Roma, proprietário do Sítio Vale Verde, cabanha Estrela do Vale, pela concessão do local e dos animais para que esse projeto pudesse ter sido executado. Obrigada pela paciência pois sei que foram longos dias que comprometi a rotina do estabelecimento. Agradeço aos funcionários, Wagner, Gabriel e Gustavo por todo auxílio prestado durante as coletas e pela disponibilidade. Muito obrigada. Agradeço ao Médico Veterinário e colega Danilo Otávio Laurenti Ferreira por todo auxílio e dedicação ao projeto. Obrigada! Agradeço às docentes Eunice Oba, Fabiana Ferreira de Souza, Regina Kiomi Takahira e ao docente João Carlos Pinheiro Ferreira pela oportunidade de trabalharmos juntos, pelo consentimento dos trabalhos realizados nos respectivos laboratórios, pelo tempo dedicado às minhas análises e pelos conhecimentos proporcionados. Muito obrigada! Agradeço aos pós-graduandos Viviane Maria Codognoto e Henry David Mogollón García por todo auxílio durante as análises laboratoriais realizadas. Muito obrigada! Sei que foram muitos os envolvidos nessa trajetória e saibam que sou eternamente grata à todos, afinal esse sonho só foi possível porque fui xi privilegiada por Deus com pessoas de bem, que se dedicaram, torceram e estiveram ao meu lado para que eu chegasse até aqui! Agradeço ao meu gato Bóris pelo companheirismo de todas as horas, por estar ao meu lado incansavelmente, por tornar os meus dias mais leves e por transbordar essa energia positiva que me contagia e mobiliza para dar continuidade na caminhada da vida. Muito obrigada! Finalmente, e gostaria de fazer um agradecimento especial à todos os animais que participaram do projeto. Houve perdas, algumas que me marcaram, porém hoje acredito que foi um aprendizado e superação pessoal. Agradeço também à todos os pacientes que passaram por mim na Clínica Médica de Pequenos Animas da FMVZ-UNESP, Botucatu, nesses anos, à todos os tutores que confiaram no meu trabalho. Espero poder exercer meu trabalho da melhor forma possível para que realmente eu consiga proporcionar aos meus pacientes o conforto e a leveza de viver com qualidade. É minha obrigação e vocês merecem. Agradeço e peço à São Francisco de Assis para que guie meus passos e me ilumine nas condutas para que eu sempre opte e faça o melhor por vocês. Muito obrigada e todo o meu respeito por vocês! xii “Dos medos nascem as coragens. Os sonhos anunciam outra realidade possível, e os delírios, outra razão. Somos o que fazemos para transformar o que somos. A identidade não é uma peça de museu, quietinha na vitrine, mas sempre assombrosa síntese das contradições nossas de cada dia. Nessa fé, fugitiva, eu creio.” Eduardo Galeano xiii LISTA DE FIGURAS Seção 1 Figura 1. Método ultrassonográfico transabdominal em ovelhas da raça Dorper. Posição da mãe e do transdutor. ....................................................................................................................38 Figura 2. Posição do operador e demonstração da região inguinal para identificação fetal em ovelhas da raça Dorper. ....................................................................................................................39 Figura 3. Representação esquemática de um corte longitudinal das quatro câmaras cardíacas evidenciando as mensurações do comprimento e diâmetro do coração fetal. ....................................................................................................................39 Figura 4. Ecocardiograma fetal em ovino (4° mês). Corte longitudinal no eixo longo ilustrando as quatro câmaras cardíacas do feto. ....................................................................................................................40 Figura 5. Representação esquemática de uma seção longitudinal ilustrando as mensurações das câmaras atriais e ventriculares. ....................................................................................................................40 Figura 6. Ecocardiograma fetal em ovino (4° mês). Corte longitudinal no eixo longo ilustrando as câmaras ventriculares e atriais. ....................................................................................................................41 Seção 2 Figura 1. Posicionamento eletrodos (lado esquerdo tórax) para aquisição de dados de VFC em ovelhas da raça Dorper. ....................................................................................................................77 Figura 2. Posicionamento eletrodos (lado direito tórax) para aquisição de dados de VFC em ovelhas da raça Dorper. ....................................................................................................................77 xiv Figura 3. Parâmetros ecocardiográficos maternos em ovelhas da raça Dorper que apresentaram diferença significativa nos períodos avaliados: A- SIV (d), B-DIVE (d), C-DIVE (s), D-PLVE (s), E-Fração de ejeção, F- Tamanho do átrio esquerdo .......................................................................78 Seção 3 Figura 1. Posicionamento eletrodos (lado esquerdo) para registro de VFC fetal em ovelhas da raça Dorper.........................................................................................................85 Figura 2. Posicionamento eletrodos (lado direito) para registro de VFC fetal em ovelhas da raça Dorper.........................................................................................................86 Figura 3. Posicionamento eletrodos recomendado para registro convencional de VFC em cordeiros da raça Dorper ....................................................................................................................87 Figura 4. Traçado eletrocardiográfico fetal obtido pelo método Televet 100® no quinto mês de gestação ....................................................................................................................89 Figura 5. Traçado eletrocardiográfico neonatal obtido pelo método Televet 100® 24 horas após o parto em cordeiros da raça Dorper.........................................................................................................92 Figura 6. Traçado eletrocardiográfico neonatal obtido pelo método Televet 100® em cordeiros da raça Dorper com 21 dias de idade ....................................................................................................................92 Figura 7. Representação esquemática FC mínima no período fetal e neonatal em cordeiros da raça Dorper (-5: 5° mês de gestação; -4: 4° mês de gestação; 1: 24 horas de vida; 7,14, 21, 30, 60, 90 e 120 dias de idade) ....................................................................................................................96 Figura 8. Representação esquemática FC média no período fetal e neonatal em cordeiros da raça Dorper (-5: 5° mês de gestação; -4: 4° mês de xv gestação; 1: 24 horas de vida; 7, 14, 21, 30, 60, 90 e 120 dias de idade) ....................................................................................................................96 Figura 9. Representação esquemática FC máxima no período fetal e neonatal em cordeiros da raça Dorper (-5: 5° mês de gestação; -4: 4° mês de gestação; 1: 24 horas de vida; 7, 14, 21, 30, 60, 90 e 120 dias de idade) ....................................................................................................................97 Figura 10. Representação esquemática índice de VFC no domínio da frequência LF (n.u.) no período fetal e neonatal em cordeiros da raça Dorper (-5: 5° mês gestação; -4: 4° mês gestação; 1: 24 horas de vida; 7, 14, 21, 30, 60, 90 e 120 dias de idade) ....................................................................................................................97 Figura 11. Representação esquemática índice de VFC no domínio da frequência HF (n.u.) no período fetal e neonatal em cordeiros da raça Dorper (-5: 5° mês gestação; -4: 4° mês gestação; 1: 24 horas de vida; 7, 14, 21, 30, 60, 90 e 120 dias de idade) ....................................................................................................................98 xvi LISTA DE TABELAS Seção 1 Tabela 1. Dados reprodutivos (prolificidade, distribuição sexual de cordeiros) e idade dos ovinos Dorper submetidos ao protocolo de inseminação artificial em tempo fixo ....................................................................................................................41 Tabela 2. Avaliação ecocardiográfica fetal (diástole) (média, desvio padrão, mínimo, máximo, intervalo interquartil) em ovinos Dorper.........................................................................................................42 Seção 2 Tabela 1. Parâmetros clínicos maternos (média, desvio-padrão, mínimo e máximo) obtidos no período gestacional e após o nascimento em ovelhas da raça Dorper. ....................................................................................................................74 Tabela 2. Parâmetros ecocardiográficos (média, desvio-padrão, mínimo e máximo) maternos obtidos durante o período gestacional e 24 horas após o parto em ovelhas da raça Dorper ....................................................................................................................75 Tabela 3. Índices de VFC maternos (média, desvio-padrão, mínimo e máximo) durante o período gestacional e 24 horas após o parto em ovelhas da raça Dorper ....................................................................................................................76 Seção 3 Tabela 1. Índices de VFC fetal (média, desvio-padrão, mínimo, máximo) no quarto e quinto mês de gestação em ovinos da raça Dorper ....................................................................................................................88 xvii Tabela 2. VFC em cordeiros da raça Dorper (média, desvio-padrão, mínimo, máximo) a partir de 24 horas de nascimento até 120 dias de idade. ....................................................................................................................91 Tabela 3. Comparação dos índices de VFC no período fetal (4° mês) e no período neonatal em ovinos da raça Dorper.........................................................................................................94 Tabela 4. Comparação dos índices de VFC no período fetal (5° mês) e no período neonatal em ovinos da raça Dorper.........................................................................................................95 xviii LISTA DE QUADROS Quadro 1. Índices de VFC no domínio do tempo. ..................................................................................................................146 Quadro 2. Índices de VFC no domínio da frequência. ..................................................................................................................146 xix LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS AE Átrio esquerdo Ao Aorta AV Atrioventricular bpm Batimentos por minuto d Diástole DC Débito cardíaco DEP Densidade espectral de potência DIVE Diâmetro interno do ventrículo esquerdo ECG Eletrocardiograma FC Frequência cardíaca FCF Frequência cardíaca fetal FE Fração de ejeção FEVE Fração de encurtamento do ventrículo esquerdo FFT Transformação rápida de Fourier FR Frequência respiratória HHA Eixo hipotálamo-hipófise-adrenal HHT Eixo hipotálamo-hipófise-tireóide HT Hormônio tireoideano Hz Hertz HF High Frequency LF Low frequency Max. Máxima xx Med. Média Min. Mínima mpm Movimentos por minuto ms Milissegundos NN Intervalo RR médio de todo o registro NO Óxido nítrico n.u. Unidades normalizadas PA Pressão arterial PAD Pressão arterial diastólica PAM Pressão arterial média PAS Pressão arterial sistólica PLVE Parede livre do ventrículo esquerdo PNN50 Percentagem de intervalos RR adjacentes com diferença de duração superior a 50 milissegundos RMSSD Raiz quadrada da média do somatório dos quadrados das diferenças entre intervalos RR adjacentes RP Restrição proteica RVP Resistência vascular periférica Sist. Sístole SA Sinoatrial SDANN Desvio-padrão da média dos intervalos RR normais a cada 5 minutos SDNN Desvio-padrão da média de todos os intervalos RR normais SIV Septo interventricular xxi SRAA Sistema renina-angiotensina-aldosterona SNA Sistema Nervoso Autônomo SNC Sistema Nervoso Central SNP Sistema Nervoso Parassimpático SNS Sistema Nervoso Simpático TGI Trato Gastrointestinal TRH Hormônio de liberação da tireotropina - tireotrófico TSH Hormônio estimulante da tireóide - tireoestimulante TPC Tempo de preenchimento capilar VFC Variabilidade da frequência cardíaca VLF Very low frequency xxii SUMÁRIO RESUMO................................................................................................ 01 ABSTRACT ........................................................................................... 02 CAPÍTULO I .......................................................................................... 03 1 INTRODUÇÃO .................................................................................. 04 2 REVISÃO DE LITERATURA ............................................................. 06 2.1 Adaptações cardiovasculares fisiológicas na gestação ................ 06 2.2 Variabilidade da Frequência Cardíaca .......................................... 08 2.2.1 Análise da VFC ..........................................................................09 2.2.2 VFC e gestação ........................................................................ 11 2.2.3 Emoções e VFC ........................................................................ 15 3 HIPÓTESES ...................................................................................... 19 4 OBJETIVOS ...................................................................................... 20 CAPÍTULO II ..........................................................................................21 Seção 1 ................................................................................................ 22 Seção 2 ................................................................................................ 43 Seção 3 ................................................................................................ 79 CAPÍTULO III ....................................................................................... 115 Discussão Geral ................................................................................. 115 5 CONCLUSÕES ............................................................................... 133 6 REFERÊNCIAS ............................................................................... 135 Normas das revistas ............................................................................ 145 Apêndice .............................................................................................. 146 Valores de referência para ovinos ....................................................... 156 1 CRUZ-ALEIXO, A.S. Parâmetros ecocardiográficos e variabilidade da frequência cardíaca em ovinos da raça Dorper no período perinatal. Botucatu, 2019, 156p. Tese (Doutorado) – Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, Campus de Botucatu, Universidade Estadual Paulista. RESUMO Os objetivos do presente estudo foram descrever a avaliação cardíaca pré-natal em ovinos, uma vez que durante a gestação e no período neonatal ocorre uma série de modificações fisiológicas. O diagnóstico de gestação em ovelhas incorpora valor econômico sendo que, quando realizado precocemente, é útil para adequação do manejo nutricional, além disso, os dados obtidos podem servir de base em pesquisas translacionais, já que os parâmetros cardíacos na espécie ovina assemelham-se aos do neonato humano. Foram avaliados os aspectos clínicos, ecocardiográficos e eletrocardiográficos (VFC) de 10 ovelhas da raça Dorper, durante cinco meses de gestação e 24 horas após o parto, sendo os cordeiros também avaliados no mesmo período referido, sete, 14, 21, 30 dias, dois, três e quatro meses após o nascimento. Os parâmetros ecocardiográficos maternos modificaram-se durante a gestação havendo aumento da espessura do SIVd a partir do 3° mês, aumento do DIVEs e DIVEd no 2° e 3° mês. A FE elevou-se com o avançar da gestação e o tamanho do AE a partir do 2° mês. Não houve diferença para os parâmetros ecocardiográficos fetais, exceto para o diâmetro do VE que apresentou maior dimensão no quinto mês gestacional. No período neonatal o intervalo RR elevou-se a partir de 21 dias. Houve diferença nos períodos etários quanto aos índices LF (n.u.), que reduziu a partir de 21 dias de idade e para o índice HF (n.u.) o inverso ocorreu. Os parâmetros ecocardiográficos modificam-se conforme a gestação progride em ovelhas. A avaliação ecocardiográfica fetal permite identificar a viabilidade fetal bem como o tamanho das câmaras cardíacas, porém há limitações a campo. Em cordeiros a atividade parassimpática parece predominar a partir de 21 dias de idade, sendo a VFC um método útil para avaliação do desenvolvimento em cordeiros. Palavras-chave: gestação, ovelhas, cordeiros, variabilidade da frequência cardíaca, ecocardiograma, neonatal. 2 CRUZ-ALEIXO, A.S. Echocardiographic parameters and heart rate variability in Dorper sheep in the perinatal period. Botucatu, 2019, 156p. Tese (Doutorado) – Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, Campus de Botucatu, Universidade Estadual Paulista. ABSTRACT The objectives of the present study were to describe prenatal cardiac evaluation in sheep, since during pregnancy and the neonatal period a series of physiological changes occurs. The diagnosis of pregnancy in sheep incorporates economic value and, when performed early, is useful for the adequacy of nutritional management. In addition, the data obtained may serve as a basis for translational research, since the cardiac parameters in sheep are similar to of the human neonate. The clinical, echocardiographic and electrocardiographic (HRV) aspects of 10 Dorper ewes were evaluated during five months of gestation and 24 hours after calving. The lambs were also evaluated during the same period, seven, 14, 21, 30 days, two, three and four months after birth. Maternal echocardiographic parameters changed during pregnancy, with increased thickness of the SIVd from the third month, the DIVEs and DIVEd at the second and third month. The EF increased with advancing pregnancy and the size of the AE from the second month. There was no difference for fetal echocardiographic parameters, except for the LV diameter that was larger in the fifth gestational month. In the neonatal period, the RR interval increased from 21 days. There was a difference in age for LF (n.u.), which decreased from 21 days of age, and for HF (n.u.), the opposite occurred. Echocardiographic parameters change as gestation progresses in sheep. Fetal echocardiographic evaluation allows the identification of fetal viability as well as the size of the cardiac chambers, but there are limitations to the field. In lambs, parasympathetic activity seems to predominate from 21 days of age, and HRV is a useful method for evaluation and development in lambs. Keywords: gestation, sheep, lambs, heart rate variability, echocardiogram, neonatal. 3 CAPÍTULO I REVISÃO DE LITERATURA 4 1. INTRODUÇÃO A espécie ovina tem sido amplamente empregada em diversos protocolos experimentais em Medicina Veterinária e estudos em Medicina (HUANG et al., 2004; BORENSTEIN et al., 2006; JOUSSET et al., 2012). Modelos de cardiopatias isquêmicas e insuficiência cardíaca são elaborados em ovinos e vem sendo cada vez mais explorados nas pesquisas, entretanto, a extrapolação dos resultados para o cenário clínico exige o conhecimento da função cardíaca fisiológica em neonatos nesta espécie (POWER, TONKIN, 1999; RABBANI et al., 2008; LOCATELLI et al., 2011). O diagnóstico gestacional bem como a identificação ultrassonográfica de estruturas embrionárias e fetais podem ser empregados para determinar a viabilidade fetal e a estimativa do período de gestação, sendo importantes na produção e pesquisa em ovinos, pois permitem o planejamento e gerenciamento do desenvolvimento fetal e neonatal. A ultrassonografia é considerada uma ferramenta diagnóstica relevante para o exame gestacional onde múltiplas avaliações podem ser realizadas ao longo do período gestacional. Assim, as práticas de gestão podem ser ajustadas a qualquer momento durante a prenhez (SANTOS et al., 2018). Estudos do coração de fetos em ovelhas identificaram alterações no miocárdio durante o último terço da gestação. Além de mudanças no desenvolvimento da vascularização, cardiomiócitos, miofibrilas e conteúdo mitocondrial, há um aumento acentuado do número de cardiomiócitos no coração bem como uma transição de células mononucleadas dos miócitos para binucleadas. No coração de ovelhas, a transição de células mononucleadas para binucleadas se inicia por volta dos 100 dias de gestação, de tal modo que, 70% dos cardiomiócitos são binucleados ou terminalmente diferenciados (SANDGREN et al., 2015). A variabilidade da frequência cardíaca (VFC) designa as oscilações contínuas de intervalos RR sucessivos. A avaliação da VFC permite a extração das modulações simpática e parassimpática da frequência cardíaca (FC). De fato, a VFC resulta do equilíbrio dinâmico gerado pela co-ativação, co-inibição ou ativação/inibição recíproca dos sistemas nervoso simpático e parassimpático. A VFC é, portanto, um indicador de regulação do Sistema Nervoso Autônomo (SNA). Esse fato é particularmente relevante na medicina, uma vez que o 5 desequilíbrio autonômico prolongado tem sido associado à uma variedade de distúrbios somáticos e mentais (LÉONARD et al., 2019). Os organismos biológicos são sistemas complexos e que, em regra geral, têm comportamento não linear. Os sistemas não lineares são enquadrados em uma linha de pensamento à qual se convencionou chamar Teoria do Caos. O comportamento caótico é característico de sistemas nos quais, apesar da aparente aleatoriedade, existe uma ordem oculta, sendo dinâmicos, deterministas, regidos por equações não lineares e altamente sensíveis às condições iniciais. Essa não linearidade é essencial para a vida pois é ela que mantém a homeostasia do organismo (SELIG et al., 2011). O conceito atual de homeostase, portanto, se refere à uma tendência do organismo de manter uma relativa regularidade nas funções orgânicas regulada pelo SNA via componentes simpático e parassimpático e sob influência dos diferentes sistemas e do meio externo. Partindo dessa premissa, qualquer parâmetro fisiológico que possa ser mapeado ou registrado, como temperatura, pressão arterial (PA), padrão respiratório, pode refletir em maior ou menor grau o comportamento caótico do organismo. Um dos parâmetros mais utilizados na literatura para análise do padrão caótico são as flutuações espontâneas que podem ser observadas na FC, denominadas em conjunto de VFC (SELIG et al., 2011). Os objetivos do presente estudo foram avaliar o desenvolvimento cardíaco fetal em ovinos durante os meses gestacionais, uma vez que, sendo a espécie ovina empregada em estudos experimentais em neonatologia em humanos devido às semelhanças do coração nas duas espécies, a identificação do tamanho cardíaco e cardiopatias congênitas pode contribuir e otimizar pesquisas que visam a aplicação de técnicas cirúrgicas ainda na vida fetal. Objetivou-se discorrer sobre as limitações da técnica de ultrassonografia fetal a campo; avaliar o comportamento da VFC fetal, da frequência cardíaca fetal (FCF) em fetos ovinos da raça Dorper, a atividade do SNA na vida fetal, bem como em cordeiros após o nascimento, uma vez que a atividade do SNA representa um índice prognóstico. Pretendeu-se avaliar as alterações nos parâmetros ecocardiográficos durante o período gestacional em ovelhas, bem como os índices de VFC e parâmetros clínicos maternos no mesmo período referido, já que nessa fase ocorre uma série de modificações fisiológicas o que também 6 permite empregar a espécie em pesquisas translacionais. O conhecimento de parâmetros maternos gestacionais, fetais e neonatais proporciona benefícios à saúde dos animais de produção, bem como pode beneficiar escolhas dentro do próprio sistema otimizando os custos de produção e contribuir para geração de descendentes de alto valor zootécnico. 2. REVISÃO DE LITERATURA 2.1 Adaptações cardiovasculares fisiológicas na gestação A gestação é um período onde ocorrem adaptações no organismo materno necessárias para o crescimento e desenvolvimento embrionário e fetal. As alterações circulatórias durante o período gestacional concentram-se principalmente na elevação do volume sanguíneo, do débito cardíaco (DC) e FC e redução da PA. Também ocorrem alterações do endotélio vascular, do fluxo sanguíneo e fatores de coagulação (HALL et al., 2011; ALMEIDA et al., 2017). As modificações no período gestacional também ocorrem em decorrência da influência hormonal onde progesterona e estrogênio contribuem significativamente para essas modificações. Os efeitos da progesterona acarretam em redução da tonicidade da musculatura lisa em órgãos maternos, incluindo os vasos sanguíneos, aumento de temperatura e de gordura corporal, auxílio na lactação e estimulação do centro respiratório, elevando assim a frequência respiratória e a amplitude respiratória. Por outro lado, os efeitos do estrogênio incluem: retenção de líquido como ação compensatória da retenção de sódio, flexibilidade das articulações, homeostase do cálcio e conjuntamente com a prolactina auxilia na lactação (WALTERS, 1998; SOMA-PILLAY et al., 2016). O volume sanguíneo eleva-se durante a gestação em mulheres em torno de 45-50% acima de valores não gravídicos, sendo estimulado pelo estrogênio e mediado pelo sistema renina-angiotensina-aldosterona (SRAA), o que resulta em retenção de sódio e água. Existe um consenso de que o DC aumenta cerca de 40% durante a gestação em mulheres, porém o tempo decorrido desse aumento e a contribuição relativa da FC e do volume sistólico permanecem controversos, sendo possíveis causas para essa modificação as variações no DC entre os indivíduos e os métodos distintos empregados para as avaliações (HUNTER, ROBSON, 1992). 7 A atividade elevada do SRAA ocorre no início da gestação com aumento progressivo do volume plasmático até 28 à 30 semanas. À medida que a produção de estrogênio aumenta também aumenta a produção de angiotensinogênio. Essa ativação mantém a PA e auxilia na retenção de sódio e água, uma vez que a dilatação arterial sistêmica e renal materna (resultando em perda de sódio e água) poderia promover impactos negativos no sistema cardiovascular (LUMBERS, PRINGLES, 2014). O DC eleva-se em cerca de 50% predominantemente devido ao aumento do volume sistólico numa fase inicial e ao aumento da FC no 3º trimestre em mulheres. Há redução da resistência vascular periférica (RVP) com consequente redução da PA sistólica e diastólica. O valor mínimo de PA é alcançado durante o segundo trimestre (redução de 5-10 mmHg do valor inicial), contudo a redução acentuada da PA acontece entre as seis e oito semanas de gestação (GUIMARÃES et al., 2019). O decréscimo da PA ocorre devido à redução da RVP, que contrabalança o DC, sendo que o declínio da resistência vascular está relacionado com o tônus vascular reduzido pela atividade da progesterona (FUJITANI, BALDISSERI, 2005). O aumento da PA ocorre durante o terceiro trimestre atingindo novamente os valores pré-concepção. No trabalho de parto e no pós-parto imediato atinge-se o pico máximo do DC com aumento de 60-80%. Tal fato deve-se à fatores como: aumento da FC, aumento da pré-carga associada às contrações uterinas, à elevação das catecolaminas circulantes e à descompressão de órgãos abdominais (GUIMARÃES et al., 2019). De acordo com Oppen et al. (1996) na ecocardiografia em modo M pode haver influência na avaliação do DC devido ao aumento progressivo do volume cardíaco e da dimensão diastólica final ao longo da gestação, o que poderia acarretar em superestimação do volume de ejeção. Na ecocardiografia com Doppler a mensuração da área transversa da aorta pode ser uma fonte de erro. Com base na suposição de que o anel aórtico é circular a área valvar é estimada principalmente pela equação π X (diâmetro/2)2. Portanto, pequenas diferenças no diâmetro da aorta têm um grande efeito na área transversal da aorta. A espessura da parede ventricular e a massa da parede ventricular esquerda aumentam 28% à 52% acima dos valores pré-gestacionais, respectivamente, durante toda a gestação. Estudos de ressonância magnética cardíaca quantificaram um aumento de 40% na massa ventricular direita e estudos em 8 camundongos prenhes sugeriram que o remodelamento cardíaco temporário associado à sobrecarga de volume e à hipertrofia ventricular, é acompanhado por aumento da expressão do fator de crescimento endotelial vascular e aumento da angiogênese miocárdica, porém não havendo fibrose miocárdica (SANGHAVI, RUTHERFORD, 2014). Mabie et al. (1992) referiram que o DC aumentou significativamente em relação aos valores não-gestantes em mulheres no primeiro trimestre da gestação e esse aumento manteve-se durante todo o período. O DC elevado foi devido à um aumento na FC e no volume sistólico. Houve aumento da espessura da parede ventricular embora o tamanho da cavidade permanecesse inalterado. Segundo os autores, essas alterações funcionais e morfológicas regrediram marcadamente 12 semanas após o parto. A produção de óxido nítrico (NO) encontra-se elevada na gestação normal sendo que esse aumento desempenha um papel importante na vasodilatação. A síntese de NO atenua a resistência periférica total e aumenta o DC associado à gestação. A maior produção de eritropoietina leva à estímulo da eritropoiese. Contudo, uma vez que o aumento do volume plasmático é superior ao da massa eritrocitária, ocorre hemodiluição, com consequente anemia fisiológica da gestação (HALL et al., 2011). Também, a relaxina, um hormônio peptídico produzido pelo corpo lúteo e pela placenta, desempenha um papel importante na regulação do metabolismo hemodinâmico durante a gestação. As concentrações séricas de relaxina aumentam após a concepção até um pico no final do primeiro trimestre e reduzem para um valor intermédio ao longo do segundo e terceiro trimestres. A relaxina estimula a formação de endotelina que por sua vez medeia a vasodilatação das artérias renais através da síntese de ON, considerado o mais importante dos fatores de relaxamento derivados do endotélio (HAAS et al., 2017). 2.2 Variabilidade da Frequência Cardíaca A VFC refere-se à flutuações batimento à batimento na FC ou na duração dos intervalos RR. Uma vez que a FC é modulada pelo nó sinoatrial (SA) e o mesmo recebe impulsos nervosos do SNA, incluindo os ramos simpático e parassimpático, a VFC é amplamente utilizada para monitorar eficientemente a 9 atividade do SNA e seus componentes (CARDOSO, GUIMARÃES, SILVA, 2017). A função cardíaca saudável é caracterizada por intervalos de tempo irregulares entre batimentos cardíacos consecutivos. Essa variabilidade é resultado da oscilação rítmica dos componentes que regulam a atividade cardíaca, os quais funcionam para manter a homeostase cardiovascular dentro de um intervalo definido e para orquestrar as respostas aos desafios (LEVY, 1990). A VFC primariamente emerge da atividade originada dos ramos individuais do SNA, que por sua vez é influenciada por mecanismos neuronais, hormonais e outros mecanismos fisiológicos de controle e feedback (SAUL, 1990). O sistema nervoso central (SNC), em particular a formação reticular da medula oblonga (centro de circulação medular), o hipotálamo e as áreas neocorticais e paleocorticais também participam em todos os níveis de regulação cardiovascular (BORREL et al., 2007). Embora uma ampla gama de fatores fisiológicos determinem as funções cardíacas, o SNA é o mais proeminente. É importante ressaltar que quando ambos os estímulos cardíacos, vagais e simpático, são bloqueados farmacologicamente (por exemplo, com atropina e propranolol, o chamado bloqueio duplo) a FC intrínseca é maior que a FC normal em repouso (FRASCH et al., 2009). Esse fato sustenta a ideia de que o coração está sob controle inibitório por influências parassimpáticas. Assim, o equilíbrio autonômico cardíaco em repouso favorece a conservação de energia por meio da dominância parassimpática sobre as influências simpáticas. Além disso, a série temporal de FC é caracterizada pela variabilidade de batimento à batimento em uma ampla faixa, o que também implica em dominância vagal, já que a influência simpática no coração é muito lenta para produzir mudanças batimento à batimento. Há um interesse crescente no estudo da VFC entre pesquisadores de diversas áreas. A baixa VFC está associada ao aumento do risco de mortalidade por todas as causas e tem sido proposta como um marcador para afecções (THAYER, YAMAMOTO, BROSSCHOT, 2010). 2.2.1 Análise da VFC Os dados básicos para o cálculo de todas as mensurações da VFC são a sequência de intervalos de tempo entre os batimentos cardíacos. Essa série 10 temporal de intervalos entre batimentos é utilizada para calcular a variabilidade no tempo do batimento cardíaco (THAYER et al., 2012). - Método no domínio do tempo A análise da VFC no domínio do tempo expressa os resultados em unidade de tempo (milissegundos), sendo os índices obtidos a partir dos intervalos RR normais ou das diferenças entre os mesmos. Cada batimento sinusal é registrado em um intervalo de tempo e a partir de mensurações matemáticas e estatísticas desses batimentos calcula-se os índices de VFC no domínio do tempo (BUTLER, WILHELM, GROSS, 2006). - Método no domínio da frequência A VFC também pode ser estimada por métodos no domínio da frequência que calculam os diferentes componentes de frequência de um sinal de frequência cardíaca através de uma transformação rápida de Fourier (FFT) de uma série temporal RR. O método exibe em um gráfico a contribuição relativa de cada frequência, enquanto a área sob uma determinada faixa é uma medida de sua variabilidade (potência) (PAPAIOANNOU, PNEVMATIKOS, 2019). Segundo Stucke et al. (2015), na análise espectral as características do sinal oscilante como frequência e potência são estimadas. Neste contexto a densidade espectral de potência (DEP) indica em quais frequências o sinal mostra fortes variações, sendo mensurado em potência por unidade de largura de banda. Assim, pode-se calcular a potência do sinal espectral dentro de uma determinada banda de frequência computando a área sob a curva de densidade espectral nessa banda de frequência. Uma forma de estimar a DEP é transformar os dados no domínio da frequência. A transferência do domínio do tempo (dados em função do tempo) para o domínio da frequência é realizada pela aplicação da transformada de Fourier. Na análise da VFC, interessa-se especialmente a potência do sinal dentro de determinadas bandas de frequência pré-definidas (isto é, a área sob a curva de DEP em determinados intervalos). Periodicidades rápidas na faixa de 0,15 a 0,4 hertz (Hz) (alta frequência [HF]) são em grande parte devido à influência do tônus vagal, enquanto que periodicidades de baixa frequência (LF), na região de 0,04 a 0,15 Hz, são produzidas por feedback do barorreflexo, influenciadas pela modulação simpática e parassimpática do coração e periodicidades de frequência muito baixa (VLF, menor que 0,04 Hz) tem sido atribuídas à modulação pela influência 11 da atividade vasomotora. A razão LF/HF foi sugerida para refletir o equilíbrio simpato-vagal (THAYER, YAMAMOTO, BROSSCHOT, 2010). A explicação fisiológica do componente VLF é pouco definida e a existência de um processo fisiológico específico é atribuível à essas mudanças no ciclo cardíaco, fato ainda questionado por pesquisadores (TASK FORCE OF THE EUROPEAN SOCIETY OF CARDIOLOGY AND THE NORTH AMERICAN SOCIETY OF PACING AND ELECTROPHYSIOLOGY, 1996). Outros métodos empregados para avaliar a VFC são os denominados métodos não-lineares como o plot de Poincaré, a análise de flutuação destendenciada, análise de tônus/entropia e a análise de complexidade da FC (ROY, GHATAK, 2013). Considerando a natureza não linear dos sistemas orgânicos, a análise não linear é necessária, pois algumas informações podem ser perdidas se apenas métodos lineares forem aplicados. Essas técnicas têm se mostrado importantes para caracterização de sistemas complexos como complexidade e propriedade de escala fractal da série de batimentos cardíacos. A análise do plot de Poincaré consiste em uma representação visual dos valores de cada par de elementos sucessivos em uma série temporal (tacograma) em um espaço simplificado ou plano cartesiano, caracterizando-se como uma análise geométrica que ajusta uma elipse à forma do plot de Poincaré para calcular índices de VFC (HOSHI et al., 2013). A VFC tem sido empregada como índice prognóstico para as diversas afecções. Nas últimas décadas, pesquisadores visam identificar uma ampla gama de marcadores para detectar o risco de morte súbita cardíaca. Para pacientes com isquemia miocárdica, indicadores como estimulação ventricular programada, potencial tardio, VFC, sensibilidade barorreflexa, dispersão do intervalo QT, alternância da onda T microvoltada e turbulência da FC tem sido propostos, sendo que, entre esses, a VFC mostrou-se ser o marcador mais interessante (SESSA et al., 2018). Também, a VFC em pacientes sépticos demonstrou-se um importante índice prognóstico onde o índice SDNN ≤ 17 ms foi associado à um maior risco de morte (CASTILHO et al., 2017). 2.2.2 VFC e gestação No final da gestação as crescentes demandas do feto em desenvolvimento representam uma demanda adicional para o metabolismo materno. Quando 12 ovelhas imaturas estão no período gestacional as mesmas direcionam preferencialmente os nutrientes ao seu próprio metabolismo em detrimento do desenvolvimento placentário e fetal. A restrição nutricional em ovelhas promove hipertrofia biventricular e aumento no tamanho hepático nesses fetos, onde o aumento do tamanho hepático ocorre devido à elevação da atividade metabólica do fígado imperativo para o desenvolvimento, uma vez que, as necessidades de glicose do feto ovino em crescimento são atendidas em grande parte através da captação placentária de glicose materna e as concentrações de glicose no sangue materno e fetal são altamente correlacionadas (SANSOM et al., 2000). A hipertrofia biventricular é sugestiva de pós-carga ventricular elevada em fetos com restrição nutricional, o que também ocorre em fetos humanos. Os componentes que contribuem para o aumento da pós-carga ventricular são a impedância aórtica ou da artéria pulmonar, resistência vascular periférica e viscosidade sanguínea. Modelos anteriores utilizando fetos ovinos resultaram em hipertrofia ventricular esquerda sem aumento do coração direito. Assim, esse modelo de privação precoce de nutrientes fetais nas ovelhas também pode servir como um modelo relevante para estudar a etiologia e as consequências da hipertrofia ventricular fetal humana. Adicionalmente, as exigências metabólicas elevadas na mãe podem afetar o bem-estar fetal e o resultado da gestação (VONNAHME et al., 2003). Em humanos a relação SNA e VFC é descrita como resultado de alterações inflamatórias, imunológicas, hormonais bem como hemodinâmicas. Além das modificações metabólicas intrínsecas, a variabilidade interna pode aumentar devido à outras variáveis, como peso materno e dieta. A frequência respiratória (FR) tem grande influência sobre a VFC. Durante a gestação a FR eleva-se na fase inicial. No entanto, alguns autores referem redução da VFC durante a gestação, porém esse fato não pode ser explicado apenas por alterações respiratórias (STEIN et al., 1998). No início da gestação em mulheres (< 7 semanas) as diferenças nos índices espectrais de VFC tendem a ser inferiores em relação ao final da gestação. Alguns autores referem não existirem diferenças significativas no início da gestação quando comparadas com mulheres não-gestantes, exceto para a banda de baixa frequência (LF) e para o índice SDNN, enquanto outros referem que apenas em mulheres obesas as diferenças entre o início e final da gestação 13 são significativos com um aumento da relação de baixa e alta frequência (LF/HF) e uma redução do índice SDNN que, neste caso, não está associada à alterações nos níveis de insulina e glicose no sangue, mas possivelmente relacionada com o aumento de leptina (TEJERA et al., 2007). Farche et al. (2017) realizaram um estudo visando comparar a resposta da modulação autonômica da FC de gestantes e mulheres não gestantes antes e após a manobra de acentuação da arritmia sinusal respiratória. As gestantes incluídas no estudo foram posicionadas em decúbito lateral esquerdo, onde segundo os autores, devido às circunstâncias anatômicas uterinas e cardíacas, essa caracteriza-se como melhor posicionamento para evitar a compressão de grandes vasos, além de minimizar os aspectos gravitacionais que atuam sobre o abdome materno. A FC foi compilada por um cardiofrequencímetro (Polar®). De acordo com os resultados do estudo as pacientes gestantes apresentaram maior modulação simpática quando comparadas às mulheres não gestantes (gestantes: LF = 68,9±28,1; controles: LF = 49,3±11,7). Após a manobra respiratória, o índice RMSSD aumentou no grupo gestantes (pré-manobra: 34,5±5,7; pós-manobra: 38,9±5,8), indicando aumento da atuação parassimpática após a aplicação da manobra. Os autores concluíram que o padrão de respiração lenta e profunda aumenta a modulação vagal. Carpenter et al. (2015) referem que mudanças ocorrem na VFC durante a gestação e parecem refletir uma redução substancial no tônus parassimpático e um aumento na atividade simpática até o final do primeiro trimestre em mulheres. Outrora, segundo os autores, Kuo et al. (1997), encontraram maior tônus parassimpático e redução do tônus simpático em três posições maternas diferentes (em particular a posição supina). Um aumento na atividade simpática durante os estágios iniciais da gestação pode ter efeitos positivos, uma vez que aumenta a capacidade das mulheres grávidas para se adaptarem às alterações hemodinâmicas e, assim, reduzir o risco de hipotensão ortostática. Contrastando com os achados de Carpenter et al. (2015), Alam et al. (2018), em seu estudo visando avaliar o comportamento da VFC em mulheres no período gestacional, encontraram maior dominância parassimpática no primeiro trimestre e redução gradativa da atividade vagal tanto no segundo trimestre quanto no terceiro trimestre, e menor atividade simpática no primeiro trimestre, a qual, inversamente à atividade parassimpática, aumentou gradativamente no 14 segundo e terceiro trimestre da gestação, sendo que esses resultados foram ilustrados pelos índices de VFC tanto no domínio do tempo quanto da frequência (HF e LF em unidades normalizadas). Stone et al. (2017) encontraram uma associação significativa da posição materna com a frequência cardíaca fetal (FCF) onde os índices de VFC SDNN e RMSSD foram reduzidos nas posições semi-inclinada e supina, concluindo que no final da gestação saudável a posição materna afeta a FCF e a VFC. Os autores acreditam que esses efeitos são devido à adaptações fetais às posições que podem produzir um leve estresse hipóxico. Stacey et al. (2011) referem que a posição de sono materna supina é associada à maior risco de morte fetal. A hipóxia é um risco para a viabilidade fetal sendo um fator comum nos distúrbios da gestação. A oxigenação fetal depende do suprimento de oxigênio placentário e uma redução na atividade cardíaca fetal é uma possibilidade de reduzir o consumo de oxigênio. A resposta primária à hipóxia fetal é, portanto, uma redução na FC. Os movimentos fetais estão associados à um aumento transitório na FC e os aumentos da FC episódica são indicativos de bem-estar fetal. A ausência de acelerações episódicas na FC sugere redução da atividade em fetos comprometidos, sendo que a VFC nesses casos pode ilustrar comprometimento da viabilidade fetal (JONCKHEERE et al., 2017). Trenk et al. (2015) em seu estudo visando avaliar o comportamento da VFC em bovinos no período gestacional e a VFC fetal observaram que a FC em vacas pluríparas reduziu nove semanas antes do parto enquanto a FC não se alterou durante esse período em novilhas primíparas. Em contraste com a FC, os índices SDNN e RMSSD não apresentaram alterações significativas nas últimas 14 semanas de gestação, porém o SDNN foi superior nas vacas em relação as novilhas, sugerindo maior tônus simpático e/ou tônus vagal inferior nas vacas. Os autores ainda referiram que os resultados em bovinos estão de acordo com estudos em equinos, que mostraram um aumento contínuo da FC materna, mas nenhuma alteração na VFC entre o dia 270 da gestação e o parto. Na análise da FCF, em seus estudos, a FC reduziu a partir da 14a semana antes do parto até a semana do nascimento. A idade gestacional é, portanto, um importante fator determinante da FC no feto bovino, e, segundo os autores, o aumento da VFC fetal com a gestação contínua pode ser interpretado como um sinal de regulação cada vez mais complexa da atividade cardíaca. Assim como 15 em equinos e em humanos, as mudanças na VFC fetal observadas no final da gestação em vacas indicaram maturação da ação reguladora do SNA. O comportamento da VFC nos fetos bovinos no estudo em comparação com fetos equinos (NAGEL et al., 2016b), provavelmente, reflete o início precoce da maturação do SNA do feto em bovinos em comparação com os equinos. A VFC não reflete apenas a maturação do SNA mas também é o resultado de uma resposta simpato-adrenal ao estresse. Em humanos, a redução da VFC é considerada um sinal de comprometimento fetal. O sinal que inicia o processo que leva ao nascimento é um aumento na liberação de cortisol do córtex adrenal fetal. Isso se assemelha ao estresse fetal e pode ser causado por um menor suprimento de nutrientes e oxigênio para o feto. Em equinos, a função placentária é subdesenvolvida em éguas primíparas quando comparadas à pluríparas, e diferenças compatíveis são prováveis em bovinos (NAGEL et al., 2011). Embora a maturação do SNA fetal seja semelhante em novilhas e vacas, a ativação simpato-adrenal concomitante pode resultar em uma redução ou nenhuma alteração na VFC (TRENK et al., 2015). 2.2.3 Emoções e VFC Um conjunto central de estruturas neurais fornece à um organismo a capacidade de integrar sinais internos e externos regulando de forma adaptativa a cognição, percepção, ação e fisiologia. Esse sistema funciona tanto para avaliar continuamente o ambiente quanto para avaliar sinais de ameaça e segurança, como preparar o organismo para uma ação apropriada. Além disso, monitora a correspondência entre o ambiente externo e os processos homeostáticos internos do organismo, a fim de gerar estados de impulso motivacionais e ajustes fisiológicos adaptativos (BERNTSON et al., 2008). Neste âmbito há integração das atividades nos sistemas perceptivo, motor e de memória sendo um sistema extremamente complexo. No entanto, ainda é possível avaliar medidas fisiológicas que possam servir como índices do grau em que esse sistema fornece uma regulação flexível e adaptativa de seus sistemas componentes, sendo a VFC considerada uma medida para fornecer exatamente tais índices (MULKEY et al., 2018). A motivação vem de estudos de sistemas dinâmicos complexos - sistemas nos quais múltiplos processos influenciam os demais. Quando os processos se 16 restringem mutuamente, o sistema como um todo tende a oscilar espontaneamente dentro de uma faixa de estados. Os vários processos são equilibrados em seu controle de todo o sistema e, assim, o sistema pode responder de maneira flexível à uma variedade de informações. No entanto, esses sistemas também podem se tornar desequilibrados e um processo particular pode vir a dominar o comportamento do sistema como um todo, tornando-o insensível ao intervalo normal de respostas. No contexto da regulação fisiológica e regulação do coração especificamente, um sistema equilibrado é saudável porque o sistema pode responder às demandas físicas e ambientais (THAYER, YAMAMOTO, BROSSCHOT, 2010). Uma função primária do sistema cardiovascular é manter a PA e fornecer fluxo sanguíneo adequado para cérebro e outros órgãos vitais. Em resposta às demandas ambientais, a PA e a distribuição do fluxo sanguíneo são sincronizadas por um sistema que inclui o barorreflexo arterial. Os barorreceptores localizam-se principalmente no arco aórtico e seio carotídeo e o coração responde às mudanças na pressão sanguínea via receptores de estiramento (GRASSI, 1998). Esses barorreceptores enviam sinais aferentes para o cérebro que ajustam reflexivamente os estímulos eferentes para regular as mudanças na pressão sanguínea. Quando a pressão sanguínea eleva-se há aumento do estiramento e consequentemente redução reflexa na FC, na contratilidade cardíaca e na resistência vascular via ativação parassimpática e inibição simpática. Da mesma forma, redução na pressão sanguínea promove redução do estiramento de barorreceptores, aumento do reflexo na FC, na contratilidade cardíaca e na resistência vascular via inibição parassimpática e ativação simpática (CRUZ-ALEIXO et al., 2016). Os efeitos distintos do SNA sobre o nó SA devem-se aos efeitos diferenciais dos neurotransmissores para os sistemas nervosos simpático (norepinefrina) e parassimpático (acetilcolina). Os efeitos simpáticos são lentos, na escala de tempo de segundos, enquanto os efeitos parassimpáticos são rápidos, na escala de tempo de milissegundos. Portanto, as influências parassimpáticas são as únicas capazes de produzir mudanças rápidas na FC (BUTLER, WILHELM, GROSS, 2006). Foi demonstrado que a redução da VFC está associada à uma série de fatores de risco para mortalidade e morbidade cardiovascular incluindo 17 estresse psicossocial. Indivíduos com maior capacidade de regulação da emoção apresentaram altos níveis de VFC em repouso (EIPPERT et al., 2007). A capacidade de regular a emoção está intimamente relacionada à capacidade de moldar de forma flexível os processos cerebrais perceptuais e afetivos em resposta à contextos variáveis. As emoções representam a percepção individual de interações ambientais relevantes incluindo não apenas desafios e ameaças, mas também a capacidade de resposta aos mesmos. Uma resposta emocional adequada representa uma seleção de uma resposta integrada ótima a partir de um amplo repertório comportamental, de tal forma que o comportamento e o uso de energia sejam compatíveis com os requisitos situacionais (ÅHS et al., 2009). Indivíduos com alta VFC em repouso comparados àqueles com baixa VFC produzem respostas emocionais apropriadas ao contexto. Além disso, indivíduos com baixa VFC em repouso apresentam recuperação tardia de fatores estressores psicológicos, bem como respostas cardiovasculares, endócrinas e imunológicas inferiores, quando comparados àqueles com níveis mais elevados de VFC em repouso. Assim, indivíduos com níveis altos de VFC no repouso parecem produzir respostas mais eficazes e apropriadas ao contexto estressor incluindo recuperação apropriada após o término do período de estresse (WEBER et al., 2010). A VFC tem sido determinada como parâmetro de estresse fisiológico em equinos. Cavalos respondem ao estresse com redução da VFC, mas também com aumento da liberação de cortisol. Embora os mecanismos que conduzam ao desencadeamento do parto não sejam totalmente conhecidos, uma mudança na biossíntese dos esteróides supra-renais fetais e de progestágenos para cortisol ocorre antes do parto e o cortisol passa para a circulação materna. Em outras espécies, como bovinos e ovinos, um aumento nas concentrações de cortisol é o sinal pelo qual o feto inicia o parto e o cortisol exógeno induz o parto de maneira confiável. Portanto, também em cavalos, o estresse, independentemente da causa subjacente, pode colocar em risco a prenhez, aumentando a liberação de cortisol. A FC e a VFC podem ser determinadas de forma contínua e, portanto, é um bom parâmetro para detectar situações de estresse em éguas gestantes (NAGEL et al., 2010). 18 Janczarek et al. (2018) realizaram um estudo visando examinar a excitabilidade emocional e o comportamento de equinos em resposta à diferentes movimentos aplicados à regiões corporais empregando-se a VFC. Segundo os autores, é intuitivo que acariciar a pele de um cavalo em repouso, adaptado à manipulação, não aumenta sua excitabilidade emocional ou altera seu comportamento. Entretanto, de acordo com os resultados obtidos em seus estudos, isso é verídico apenas para o comportamento do cavalo, enquanto a maioria dos parâmetros da função cardíaca reflete uma reação significativa ao toque onde a FC e a relação LF/HF permaneceram elevadas durante a manipulação das distintas regiões corporais dos animais, enquanto o índice RMSSD reduziu, o que representa um predomínio do componente simpático do SNA durante a manipulação dos equinos. 19 3. HIPÓTESES 1) Hipótese nula: o período gestacional não acarreta em modificações na atividade do SNA em ovelhas, não havendo oscilações nos índices de VFC materna. Hipótese alternativa: o período gestacional acarreta em modificações na atividade do SNA em ovelhas sendo essas ilustradas pelos índices de VFC. 2) Hipótese nula: a avaliação cardíaca ultrassonográfica em fetos ovinos não representa um método que pode ser empregado para pesquisas em fetos humanos, uma vez que não há semelhanças entre as espécies no desenvolvimento cardíaco fetal. Hipótese alternativa: a avaliação cardíaca ultrassonográfica em fetos ovinos representa um método que pode ser empregado para pesquisas em fetos humanos, havendo semelhanças entre as espécies. 3) Hipótese nula: a técnica de ultrassonografia fetal permite acessar o tamanho cardíaco fetal não havendo limitações a campo que possam comprometer a análise. Hipótese alternativa: a técnica de ultrassonografia fetal permite acessar o tamanho cardíaco fetal porém limitações a campo devem ser consideradas para a análise. 4) Hipótese nula: não há modificações na atividade do SNA no período fetal em ovinos da raça Dorper não podendo a VFC ser empregada nessa espécie como fator prognóstico para ilustrar o comprometimento da higidez fetal. Hipótese alternativa: a atividade do SNA pode ser ilustrada pelos índices de VFC em fetos ovinos da raça Dorper sendo a VFC um método que pode contribuir para demonstrar o comprometimento da saúde fetal. 5) Hipótese nula: os parâmetros clínicos, o exame ecodopplercardiográfico e a VFC não são eficazes para ilustrar as modificações hemodinâmicas que ocorrem na gestação na espécie ovina, não podendo os mesmos serem empregados para auxiliar no acompanhamento materno durante a gestação em ovelhas. Hipótese alternativa: os parâmetros clínicos, o exame ecodopplercardiográfico e a VFC podem ilustrar as modificações hemodinâmicas 20 que ocorrem na gestação também na espécie ovina, onde as ovelhas podem ser assistidas durante o período gestacional, o que pode contribuir para otimizar o manejo da fêmea prenhe e reduzir prejuízos econômicos no setor do agronegócio. 4. OBJETIVOS a. OBJETIVOS GERAIS Descrever o comportamento da VFC e as alterações nos parâmetros ecocardiográficos que ocorrem durante o período pré-natal e pós-natal em animais da espécie ovina. b. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 1 - Avaliar o desenvolvimento cardíaco fetal em ovinos durante os meses gestacionais, uma vez que, devido às semelhanças do coração nas duas espécies, ovinos podem ser empregados em estudos experimentais em neonatologia humana para diagnóstico e intervenção precoce de cardiopatias congênitas, onde as mesmas representam o maior custo hospitalar por doenças congênitas em países de primeiro mundo. 2 - Discorrer sobre as limitações da técnica de ultrassonografia fetal a campo. 3 - Avaliar o comportamento da VFC fetal, da FCF em fetos ovinos da raça Dorper, a atividade do SNA na vida fetal e seu emprego como fator prognóstico, bem como em cordeiros após o nascimento, o que pode contribuir para otimizar os custos com animais de produção reduzindo perdas, uma vez que a atividade do SNA pode ser considerada um índice prognóstico. 4 - Avaliar as alterações nos parâmetros ecocardiográficos durante o período gestacional em ovelhas, bem como os índices de VFC e parâmetros clínicos maternos no mesmo período referido, uma vez que nessa fase ocorre uma série de modificações fisiológicas, o que também permite empregar a espécie em pesquisas translacionais, já que o coração ovino assemelha-se ao humano, podendo contribuir para pesquisas no que se refere em desenvolvimento de cardiopatias na gestação em mulheres e acompanhar a evolução da gestação em ovelhas reduzindo os riscos à saúde materna e perdas nesse período. 21 CAPÍTULO II TRABALHOS CIENTÍFICOS 22 Seção 1 Artigo submetido para a revista Animal Reproduction Science ECHOCARDIOGRAPHIC EVALUATION IN DORPER OVINE FETUSES: 1 APPLICATIONS AND LIMITATIONS 2 Cruz-Aleixo, A.S.1; Lima, M.C.F.2; Albuquerque, A.L.H.3; Teixeira, R.T.4; Paula, 3 R.A.5; Grandi, M.C.6; Ferreira, D.O.L.7; Tsunemi, M.H.8; Chiacchio, S.B.9; Lourenço, 4 M.L.G10 5 1São Paulo State University (Unesp), School of Veterinary Medicine and Animal Science, Botucatu, São 6 Paulo, Brazil; email: amanda.cruz21@hotmail.com 7 2São Paulo State University (Unesp), School of Veterinary Medicine and Animal Science, Botucatu, São 8 Paulo, Brazil; email: mayracfl@hotmail.com 9 3São Paulo State University (Unesp), School of Veterinary Medicine and Animal Science, Botucatu, São 10 Paulo, Brazil; email: luisahdealbuquerque@gmail.com 11 4São Paulo State University (Unesp), School of Veterinary Medicine and Animal Science, Botucatu, São 12 Paulo, Brazil; email: rapha_teixeira@hotmail.com 13 5São Paulo State University (Unesp), School of Veterinary Medicine and Animal Science, Botucatu, São 14 Paulo, Brazil; email: medvetrenata@hotmail.com 15 6Diplomate in Veterinary Medicine, Lençóis Paulista, São Paulo, Brazil; email: grandi_vet@yahoo.com.br 16 7Secretary Agriculture of the State of São Paulo, Coordination of Integral Technical Assistance, Office of 17 Development of Bauru, Brazil; email: ferreiradol@gmail.com 18 8São Paulo State University (Unesp), Institute of Biosciences, Botucatu, São Paulo, Brazil; email: 19 m.tsunemi@unesp.br 20 9São Paulo State University (Unesp), School of Veterinary Medicine and Animal Science, Botucatu, São 21 Paulo, Brazil; email: sb.chiacchio@unesp.br 22 10São Paulo State University (Unesp), School of Veterinary Medicine and Animal Science, Botucatu, São 23 Paulo, Brazil; email: *Corresponding author: maria-lucia.lourenco@unesp.br 24 mailto:amanda.cruz21@hotmail.com mailto:mayracfl@hotmail.com mailto:luisahdealbuquerque@gmail.com mailto:rapha_teixeira@hotmail.com file:///C:/Users/Amanda%20Sarita/Downloads/grandi_vet@yahoo.com.br file:///C:/Users/Amanda%20Sarita/Documents/Doutorado%20Amanda/Doutorado%202018/ARTIGOS%20PROJETO/Materno-%20Small%20Ruminant/ferreiradol@gmail.com mailto:m.tsunemi@unesp.br file:///C:/Users/Amanda%20Sarita/Downloads/sb.chiacchio@unesp.br mailto:maria-lucia.lourenco@unesp.br 23 Abstract 25 In this study we aim to show the application of ultrasound evaluation of the fetal heart in 26 the ovine species, as well as its limitations in the field. Ten Dorper sheep, without any 27 sedation, were evaluated starting from the second month of pregnancy through 28 transabdominal ultrasound with an ultrasound device equipped with a convex transducer. 29 Images of the fetal heart were obtained through maternal abdominal ultrasound by 30 identifying the position of the fetus and conducting the following measurements: length 31 and diameter of the heart, dimensions of the right and left ventricles, and dimensions of the 32 right and left atriums. The measurements could only be conducted with acceptable 33 precision staring from the third month of pregnancy. There was a significant difference 34 only for left ventricle diameter, which was higher on the fifth month of pregnancy. The 35 echocardiographic evaluation of the fetus enables monitoring the heart development 36 identifying fetal viability early, assessing inadequate events that could put the pregnancy 37 at risk, especially for production animals. For the experimental design of research 38 employing production animals, it is important to consider, among other factors, the 39 limitations of the evaluation on the field, such as restraining the animals, the stress caused 40 by handling and environmental conditions, temperature, luminosity, facilities available e 41 qualifications of the team. 42 Keywords: heart, development, pregnancy, sheep, ultrasound, fetal monitoring 43 1. Introduction 44 Ultrasound monitoring of the fetal heart is extremely important to detect congenital 45 anomalies [11, 22]. Transabdominal and rectal ultrasonography are used to detect twins, 46 document foetal position, estimate foetal size, evaluate placental integrity and foetal fluid 47 clarity, and gain a general impression of foetal well-being [13]. 48 24 In humans and animals, fetal heart rate pattern, level of activity, and degree of muscle 49 tone are sensitive to hypoxaemia and acidaemia. Techniques such as cardiotocography, 50 ultrasonography and maternal perception of fetal movement can identify fetuses that are 51 either suboptimally oxygenated or acidaemic because of placental dysfunction [25]. In 52 human medicine, biometric alterations in the structure of the heart are assessed using fetal 53 size parameters when there are suspicions of congenital cardiopathies or growth alterations 54 in the heart unrelated to cardiac diseases [10,12], and fetal echocardiography has become 55 the standard prenatal diagnostic test for fetuses with suspicions of heart anomalies [21]. 56 During pregnancy, the heart of the fetus undergoes several modifications until the 57 formation of the blood vessels, when it becomes the central organ responsible for pumping 58 the blood to the organism through rhythmic contractions [20]. 59 Detecting pregnancy early in sheep is of utmost importance for identifying animals 60 that are sterile or unsuitable for reproduction for slaughter. However, it is difficult to 61 differentiate between failures to return to estrus due to the occurrence of seasonal anestrus 62 at the end of the reproductive period [8]. The diagnosis of pregnancy in sheep involves an 63 economic component for the producers and, when done early, is useful to adequate the 64 nutritional handling of the animals and reduce the risk of toxemia during pregnancy [1, 4, 65 7]. 66 This study aimed at, after the diagnosis of pregnancy, assessing the cardiac 67 development in ovine fetuses during pregnancy considering that the species is often used 68 in experimental studies in human neonatology due to the similarities of the hearts of both 69 species. Identifying the size of the heart and possible congenital cardiopathies may 70 contribute towards further research about surgical techniques at the fetal stage. The study 71 also aimed at discussing the technical limitations of the ultrasound technique in the field. 72 25 2. Methods 73 Animals 74 Ten Dorper sheep (Ovis aries) were evaluated starting from the second month of 75 pregnancy. The sheep were selected and submitted to general clinical examination. Sheep 76 that presented alterations in clinical conditions or body score were excluded. All sheep in 77 the study were properly vaccinated and dewormed. The average age of the females was 78 4.4±1.35 years (minimum two years and maximum seven years). 79 The ewes were kept in a semi-finishing system, receiving feed twice a day. The 80 composition of the mixture was 65% ground corn, 10% wheat bran, 20% soybean meal and 81 5% CN (core) for sheep. The basic composition of the CN consisted of: calcium (minimum) 82 120.0 g / kg; calcium (maximum) 220 g / kg; phosphorus (minimum) 18.00 g / kg; sodium 83 (minimum) 78.00 g / kg; magnesium (minimum) 7700.00 mg / kg; potassium (minimum) 84 10.00 g / kg; iron (minimum) 250.00 mg / kg; zinc (minimum) 1875.00 mg / kg; manganese 85 (minimum) 650.00 mg / kg; iodine (minimum) 30 mg / kg; selenium (minimum) 8.00 mg 86 / kg; cobalt (minimum) 20.00 mg / kg; monesine 600.00 mg / kg. 87 The study was conducted according to the animal welfare guidelines and approved by 88 the Ethics Committee on Animal Use of the School of Veterinary Medicine and Animal 89 Science at the São Paulo State University, Botucatu, São Paulo, Brazil, under protocol 90 CEUA-0174/2016, and authorized by the owner, who consented to the experimental plan 91 and the procedures conducted. 92 The study was conducted on a property located at the city of Botucatu, SP, Brazil, on 93 the Rubiao Junior district, latitude S-22.902107 and longitude W-48.516534, from July 94 2017 to December 2017. 20 non-pregnant sheep assessed by ultrasound prior to the study 95 and submitted them to the estrus-inducing protocol for fixed-time artificial insemination 96 (FTAI). 97 26 FTAI protocol 98 The protocol consisted on the implantation of a progesterone device (0.33g 99 progesterone, CIDR®) at day 0 (D0). The device was removed after 12 days (D12) and 100 400 UI of equine chorionic gonadotropin (eCG). The sheep were inseminated 52 to 56 101 hours after the removal of the progesterone device (CIDR®). The rate of pregnancy after 102 FTAI was 70% (14 sheep with confirmed pregnancies) and the rate of successful births for 103 these sheep was 100%. Ten of these sheep were selected for the study, as proposed initially 104 in the experimental design, which recommended the insemination of more animals than 105 strictly needed in order to avoid possible failures in the protocol and avoid compromising 106 the number of animals in the study. Of the 20 inseminated ewes, 14 had a positive 107 pregnancy rate, and 10 animals were randomly chosen from the 14 that had a positive 108 pregnancy rate. 109 Table 1 shows the reproductive data for prolificity and sex distribution of the lambs 110 born from each sheep included in the study, as well as the age of the mother. 111 Fetal ultrasound evaluation 112 The first data from the fetuses was collected starting at 42 days after the FTAI protocol, 113 since it is recommended that animals are not to be handled for a period of at least 28 days 114 after the protocol to avoid losing embryos due to excessive handling. For the ultrasound 115 evaluation of the fetuses, the study employed a portable ultrasound device My LabTM30 116 Vet Gold (Esaote®-Esaote Healthcare do Brasil, São Paulo-SP, Brazil) equipped with a 117 convex transducer and frequency of 5.0 MHz. Imaging exams were always performed by 118 the same operator (ASCA). 119 To acquire the images, the abdominal region of the mother was properly epilated and 120 cleaned. The transabdominal method was made with the sheep in stationary position 121 through physical restraints (manual), with the operator positioned laterally to the animal. 122 27 The transducer placed at the region of the right caudal abdominal quadrant, near the 123 inguinal region (figures 1 and 2), initially to identify the fetus, but due to the movement of 124 the fetus the transducer was repositioned to identify the cardiac region. Therefore, the 125 transducer was positioned to obtain longitudinal sections of the fetus and subtle rotational 126 adjustments were made until images similar to those obtained through conventional 127 echocardiography were obtained. 128 For each fetus, after identifying the cardiac chambers, the cardiac parameters were 129 measured, if possible, using bidimensional fetal echocardiography through transabdominal 130 ultrasound of the pregnant sheep. The parameters measured were length and diameter of 131 the heart, dimensions of the right and left ventricles, and dimensions of the right and left 132 atriums (figures 3, 4, 5 and 6). When the fetuses were twins, the measurements were taken 133 only from one fetus and the measurements were not conducted when the position of the 134 fetus was unsuitable for measurements. 135 The cardiac chambers were measured at their highest diameter, at the end of diastole. 136 The atrial measurements were taken from the atrial walls and the ventricular measurements 137 from the segments where the mitral and tricuspid valves close, excluding the 138 interventricular septum. Measurements were taken preferentially with the fetus in a 139 longitudinal position, with the spine of the fetus parallel to the maternal spine. 140 Measurements were not taken with the fetuses in transversal or oblique positions. 141 Statistical analysis 142 The results are shown as means, standard deviations, minimum and maximum values, 143 interquartile ranges. The normality test employed to analyze the parameters was the 144 Kolmogorov-Smirnov test; comparison between the proposed moments was conducted 145 employing Friedmann’s test. The significance level considered for the study was 5%. 146 28 3. Results 147 Of the ten females assessed in the study, eight were pregnant with a single fetus and two 148 were pregnant with twins. Table 2 shows the echocardiographic parameters of the fetus 149 obtained in this study, with the measurements being feasible starting from the third month 150 of pregnancy due to the size of the heart. 151 These results show that the largest dimensions for each echocardiographic variable 152 happened at the five month of pregnancy. The measured parameters do not present 153 statistically significant differences between each moment, except for the diameter of the 154 left ventricle (LV). Despite the absence of significant difference between the evaluated 155 periods, we observed that the LV diameter and the cardiac length, as well as the dimensions 156 of the atrial and ventricular chambers, accompanied the fetal development. 157 4. Discussion 158 The fetal evaluations started at the second month of pregnancy in this study, but at that 159 time it was not possible to measure the cardiac chambers due to the small size of the heart 160 and a worsened visualization caused by overlaps and artifacts when acquiring the images, 161 including the maternal adipose tissue, excessive fetal movement and the maternal 162 gastrointestinal tract, which is something that also happen in humans, who suffer 163 interference from high maternal body mass scores and the depth of the fetus [9, 24]. 164 Starting at the third month of pregnancy, it was possible to assess the fetal heart, but the 165 quality of the images was higher in the last month of pregnancy, which is in line with the 166 cardiac evaluation in human fetuses. In humans, the beats of the fetal heart can be viewed 167 by bidimensional echocardiography starting at the sixth week of pregnancy [3], but an 168 adequate structural analysis is only possible starting at the 16th week. During this period, 169 the fetal heart is still very small and a complete study is often not possible [9]. 170 29 This study observed artifacts when acquiring the images, caused mostly by the maternal 171 adipose tissue layer, tissue overlap on twin fetuses and acoustic shadows created by the 172 contents of the maternal gastrointestinal tract since the stomachs of ruminants interfere in 173 the evaluation when they are full and the sheep included in the study were not fasting before 174 the fetal evaluation. In humans, fetal evaluation presents better windows to acquire the 175 images, but artifacts causing shadows in the cardiac region also happen, mostly due to 176 maternal obesity. The ideal window to observe the fetal heart in humans goes from the 18th 177 to the 24th week of pregnancy, when the fetus is covered in a large volume of amniotic 178 liquid [14, 26]. During the third trimester, the spine of the fetus is often anterior and the 179 ribs are more calcified, creating shadows in the cardiac area and causing difficulties 180 towards an adequate assessment of the fetal heart at this stage [2]. 181 In this study, the echocardiographic evaluation of the fetus during the second month of 182 pregnancy observed that the dimensions of the heart were relatively small, but as the 183 pregnancy progressed, we noted that, despite the larger measurements of the heart, there 184 were still artifacts. We believe that this may be explained by the movement of the fetus, 185 which was exacerbated by maternal agitation due to handling. In addition, the breed 186 selected may have contributed due to the abundant layer of adipose tissue. 187 We also consider important to note the technical limitations that happen when 188 conducting imaging examination on the field. Both the experimental design and the 189 behavior of the animal should be considered when acquiring ultrasound images. The 190 animals included in the study were restless during handling, which translated into more 191 fetal moment as the restlessness of the mothers increased, which represented a limiting 192 factor to acquiring the images. In addition, some images were acquired closer to the 193 inguinal region, which caused discomfort to the mothers and resulted in excessive 194 movement of the pelvic limbs in this context. 195 30 Vincze et al. (2019) [25] conducted a study to evaluate equine fetal parameters using 196 transabdominal ultrasonography by compiling six factors: fetal heart rate, fetal aortic 197 diameter, maximal fetal fluid depth, uteroplacental contact, uteroplacental thickness, and 198 fetal activity. The authors concluded that equine fetal tests do not reach the high accuracy 199 of human surveillance tests but are promising tools for later development on large patient 200 groups. 201 The Technical Bulletin for cardiac ultrasound examinations in human fetuses issued by 202 the AIUM (American Institute of Ultrasound in Medicine) (2013) recommends that fetal 203 echocardiographic examinations should be conducted between the 18th and 22nd weeks of 204 pregnancy. This is when the quality of the images is ideal, resulting in more precise 205 diagnoses, but even at 18 weeks the fetal heart is a small structure [6] and even at later 206 stages of the pregnancy, the echocardiographic evaluation may be compromised by an 207 attenuation caused by the cranium, ribs, spine or limbs of the fetus, or by the reduction in 208 the levels of amniotic liquid as the pregnancy progresses [14]. 209 In our study, as is the case in humans, the dimensions of the RV and LV were very 210 similar and within a centimeter, which highlights the similarities between the hearts of both 211 species and justifies the use of ovines as experimental models for cardiovascular research. 212 In humans, the cardiac cavities triple or quadruple their size from the 17th week until the 213 end of the pregnancy, revealing a linear growth pattern regarding age and diameter [27]. 214 The ratio of the dimensions of the LV and the RV was around one and remained constant 215 throughout the pregnancy. The measurements of the ventricles are similar, but we have to 216 consider that the geometries of the right and left ventricles are different, as are the 217 morphologies of the trabeculae and ventricular exits [18]. 218 Translational studies are developed to better reproduce human physiological conditions 219 and the main advantage of animal trials is that the controls may be selected according to 220 31 their adequation rather than to what is permissible in a patient [23]. The experimental 221 environment is an important factor, particularly in sheep, which are animals that do not 222 adapt favorably to handling and alter their behavior. Different imaging techniques should 223 be considered according to the situation; in this study, with the sheep kept stationary, we 224 chose the transabdominal technique in lieu of the transrectal technique, but dorsal decubitus 225 may represent an alternative to make acquiring the images, since containing the animal is 226 easier in this position. 227 The transrectal examination is more efficient than the transabdominal method until the 228 35th day of pregnancy. Between the 35th and 70th days of pregnancy, both methods appear 229 to be equally efficient. During the second half of the pregnancy, the transabdominal 230 technique allows better accuracy due to the position of the intrapelvic uterus, located above 231 the bladder and the horns deviate in a ventrolateral direction. In the final third of the 232 pregnancy, due to the development of the fetal membranes and the accumulation of fluids, 233 the uterus deviates in a cranioventral direction inside the abdomen [17]. Therefore, we 234 chose the transabdominal technique for this study also due to the changes in the position 235 of the uterus that happen as the pregnancy progresses. 236 Other factors to be considered for fetal cardiac evaluation of the ovine field are the 237 operator's experience, since the ideal is that the tests be performed in a short time to avoid 238 animal stress; the number of fetuses and the breed are also relevant in this context, since, 239 in the Dorper breed, the evident adipose tissue promotes artifacts in the acquisition of the 240 image and the animals of the present study were in a corporal score of 4.5, being overweight 241 due to overfeeding. Reef et al. (1996) [16] refer that time is also a critical point in evaluation 242 of equine fetuses by ultrasound technique, because horses usually get bored within a few 243 minutes and are not very co-operative without sedation. The use of sedatives should be 244 minimized or avoided in pregnant animals. The faster the examination the more time can 245 32 be saved for the diagnosis. According to the authors, in equine hospitals, several 246 transducers are available with trained personnel, but under field conditions this is hardly 247 achievable, evidencing that the ultrasound evaluation in the field has its restrictions. 248 In the present study we evaluate only fetal cardiac measurements. We did not employ 249 the Doppler method for HR assessment which could have contributed in the assessment of 250 fetal viability. However, qualitative analysis allows the identification of cardiac chambers, 251 and heart valves may assist in the suspicion of congenital heart disease when cardiac size 252 does not follow development or when cardiac chambers and valves are identified with 253 inadequate positioning. The ultrasound method is widely used for pregnancy diagnosis in 254 the agricultural sector. Since it is already used in reproductive practices, extending analysis 255 for fetal heart evaluation, even through qualitative analysis, can optimize pregnancy 256 management, where detection of cardiac structural abnormalities or reduced movement of 257 heart chambers may allow intervention in pregnancy, reducing losses and / or costs with 258 unviable animal. 259 Curran and Ginther (1995) [5] conducted a study to evaluate fetal HR in horses by 260 comparing M (unidimensional) B (two-dimensional) mode using a chronometer in the 261 latter. The authors reported that there was a significant increase in fetal HR in the first two 262 months of pregnancy and a significant reduction from the third gestational month for both 263 techniques. There were also differences between the techniques where, according to the 264 authors, the lowest fetal HR values for the chronometer technique (Mode B) during the 265 first three months of pregnancy were due to the difficulty associated with the continuous 266 maintenance of the transducer in the fetal heart by adequate time and the difficulty of 267 counting HR fast enough to accompany the fetal heart. Thus, transabdominal ultrasound 268 was effective to demonstrate fetal HR behavior, but there are also limitations in this area, 269 as mentioned by the above authors. 270 33 Therefore, fetal evaluation is important to identify potential risks to the fetuses and 271 allow them to benefit from early interventions, avoiding adverse effects that could 272 potentially lead to death, particularly in high-risk pregnancies. According to Nomura et