Evidencias recentes demonstram que o estudo do comportamento mecânico celular é crucial para a compreensão de vários processos fisiológicos como diferenciação, migração e contração. Tanto as forças de tração celular quanto as propriedades mecânicas da matriz extracelular (ECM) contribuem para a regulação biológica da célula, que foi previamente compreendida com base em princípios de bioquímica. É evidente a importância das forças mecânicas na sinalização celular em diferentes processos. Nosso trabalho tem por objetivo principal o estudo das propriedades mecânicas da contração cíclica, executada por células cardíacas isoladas, aderidas em superfície mimetizada (imita o tecido). Motivado pela demanda de novos métodos de investigação dos cardiomiócitos in vitro. Onde a abordagem se concentra no estudo das propriedades mecânicas. Analisamos e quantificamos o sinal de resposta mecânico destas células quando aderidas, objetivando a caracterização da resposta mecânica destas para o desenvolvimento de novas metodologias que visa o uso destas células com modelos in vitro, avaliado possíveis efeitos que se manifestam em órgão com base em parâmetros mecânicos. Nesse trabalho utilizamos como amostras, cardiomiócitos neonatais de ratos em estado basal e com estímulo químico usando isoproterenol. Para tanto, utilizamos a técnica experimental Microscopia de Força e Tração (TFM) modificada para quantificar a contração no tempo, e métodos de análise e distribuição dos sinais, que possibilitam a caracterização do sinal mecânico de contração cíclica entre estado basal e estimulado com isoproterenol. Dentre os resultados relatados nesse trabalho esta a caracterização das regiões atividade contráctil, caracterizada por se distribuirem de forma discreta ao longo da borda da célula, apresentando uma campo de tensão multipolar com anisotropia. Além da sua distribuição e orientação sobre a área de adesão celular. Outro resultado encontrando é a forma e as etapas do ciclo contráctil do sinal de tensão e variação de tensão, mostrando sua semelhança com o modelo de oscilação de Van Der Pol invertido. E por ultimo, relatamos as variação do acréscimo de frequência de batimento cardíaco celular em função da frequência basal, além disso, mostramos as condições de área de adesão celular e frequência basal para o máximo acréscimo de frequência das células cardíacas. Os resultados apresentados nessa Tese possui aplicações em pesquisa básica e clínica.

Recent evidence demonstrates that the study of cellular mechanical behavior is crucial for understanding various physiological processes such as differentiation, migration and contraction. Both the cellular tensile forces and the extracellular matrix (ECM) mechanical properties contribute to the biological regulation of the cell, which was previously understood based on the principles of biochemistry. The importance of mechanical forces in cellular signaling in different processes is evident. Our work has as main objective the study of the mechanical properties of cyclic contraction, performed by isolated cardiac cells, adhered to a mimic surface (mimics the tissue). Motivated by the demand for new methods of investigation of cardiomyocytes in vitro. Where the approach focuses on the study of mechanical properties. We analyzed and quantified the mechanical response signal of these cells when adhered, aiming to characterize the mechanical response of these cells to the development of new methodologies aimed at the use of these cells with in vitro models, evaluating possible effects that manifest on organ based on mechanical parameters. In this work we used as samples, neonatal rats cardiomyocytes in basal state and with chemical stimulation using isoproterenol. For this, we used the modified Force and Traction Microscopy (TFM) technique to quantify the contraction in time, and signal analysis and distribution methods, which allow the characterization of the mechanical signal of cyclic contraction between isoproterenol-stimulated basal state. Among the results reported in this work is the characterization of the contractile activity regions, characterized by their discrete distribution along the cell edge, presenting a multipolar stress field with anisotropy. In addition to its distribution and guidance on the area of adhesion. Another finding finding is the shape and steps of the contractile cycle of the voltage signal and voltage variation, showing their similarity to the inverted Van Der Pol oscillation model. Finally, we report the variation of the increase in the cellular heartbeat frequency as a function of the basal rate. In addition, we show the conditions of cell adhesion area and basal rate for the maximum increase in heart cell frequency. The results presented in this Thesis have applications in basic and clinical research.