Cenário Disfuncional dos Principais Componentes Responsáveis pelo Equilíbrio do Trânsito de Cálcio Miocárdico na Insuficiência Cardíaca Induzida por Estenose Aórtica / The Dysfunctional Scenario of the Major Components Responsible for Myocardial Calcium Balance in Heart Failure Induced by Aortic Stenosis

Resumo Fundamento O remodelamento cardíaco patológico se caracteriza por disfunção diastólica e sistólica, levando à insuficiência cardíaca. Neste contexto, o cenário disfuncional do trânsito de cálcio miocárdico (Ca2+) tem sido pouco estudado. Um modelo experimental de estenose aórtica tem sido extensamente utilizado para aprimorar os conhecimentos sobre os principais mecanismos do remodelamento patológico cardíaco. Objetivo Entender o processo disfuncional dos principais componentes responsáveis pelo equilíbrio do cálcio miocárdico e sua influência sobre a função cardíaca na insuficiência cardíaca induzida pela estenose aórtica. Métodos Ratos Wistar de 21 dias de idade foram distribuídos em dois grupos: controle (placebo; n=28) e estenose aórtica (EaO; n=18). A função cardíaca foi analisada com o ecocardiograma, músculo papilar isolado e cardiomiócitos isolados. No ensaio do músculo papilar, SERCA2a e a atividade do canal de Ca2+ do tipo L foram avaliados. O ensaio de cardiomiócitos isolados avaliou o trânsito de cálcio. A expressão proteica da proteínas do trânsito de cálcio foi analisada com o western blot. Os resultados foram estatisticamente significativos quando p <0,05. Resultados Os músculos papilares e cardiomiócitos dos corações no grupo EaO demonstraram falhas mecânicas. Os ratos com EaO apresentaram menor tempo de pico do Ca2+, menor sensibilidade das miofibrilas do Ca2+, prejuízos nos processos de entrada e recaptura de cálcio pelo retículo sarcoplasmático, bem como disfunção no canal de cálcio do tipo L (CCTL). Além disso, os animais com EaO apresentaram maior expressão de SERCA2a, CCTL e trocador de Na+/Ca2+. Conclusão Insuficiência cardíaca sistólica e diastólica devido à estenose aórtica supravalvular acarretou comprometimento da entrada de Ca2+ celular e inibição da recaptura de cálcio pelo retículo sarcoplasmático devido à disfunção no CCTL e SERCA2a, assim como mudanças no trânsito de cálcio e na expressão das principais proteínas responsáveis pela homeostase de Ca2+ celular.

Abstract Background Maladaptive cardiac remodelling is characterized by diastolic and systolic dysfunction, culminating in heart failure. In this context, the dysfunctional scenario of cardiac calcium (Ca2+) handling has been poorly studied. An experimental model of aortic stenosis has been extensively used to improve knowledge about the key mechanisms of cardiac pathologic remodelling. Objective To understand the dysfunctional process of the major components responsible for Ca2+ balance and its influence on cardiac function in heart failure induced by aortic stenosis. Methods Male 21-day-old Wistar rats were distributed into two groups: control (sham; n= 28) and aortic stenosis (AoS; n= 18). Cardiac function was analysed by echocardiogram, isolated papillary muscle, and isolated cardiomyocytes. In the papillary muscle assay, SERCA2a and L-type Ca2+ channel activity was evaluated. The isolated cardiomyocyte assay evaluated Ca2+ handling. Ca2+ handling protein expression was analysed by western blot. Statistical significance was set at p <0.05. Results Papillary muscles and cardiomyocytes from AoS hearts displayed mechanical malfunction. AoS rats presented a slower time to the Ca2+ peak, reduced Ca2+ myofilament sensitivity, impaired sarcoplasmic reticulum Ca2+ influx and reuptake ability, and SERCA2a and L-type calcium channel (LTCC) dysfunction. Moreover, AoS animals presented increased expression of SERCA2a, LTCCs, and the Na+/Ca2+ exchanger. Conclusion Systolic and diastolic heart failure due to supravalvular aortic stenosis was paralleled by impairment of cellular Ca2+ influx and inhibition of sarcoplasmic reticulum Ca2+ reuptake due to LTCC and SERCA2a dysfunction, as well as changes in Ca2+ handling and expression of the major proteins responsible for cellular Ca2+ homeostasis.

Cardiac Remodeling in Obesity-Resistance Model is not Related to Collagen I and III Protein Expression

Abstract Background: As some individuals present resistance to obesity development, experiments have been trying to understand their susceptibility to cardiometabolic diseases. Objetive: To evaluate if the cardiac remodeling was related to collagen protein expression change. Methods: Male Wistar rats were randomized into two experimental groups: control diet (CD, n=15) or high-fat diet (HFD, n=15) for 30 weeks. Rats fed with HFD were ranked based on their adiposity indexes and classified as obese (Ob, n = 8) or obesity-resistant (ROb, n = 6). Rats that failed to present the normal characteristic of the control group while fed with CD were excluded (Control, n = 8). Nutritional profile, comorbidities (dyslipidemia, hypertension, glucose metabolism, hyperleptinemia), cardiac remodeling, and collagen protein expression were evaluated. The groups were compared by One-Way ANOVA, together the Tukey post hoc test, with p<0.05 considered significant. Results: The Ob rats presented an increased adiposity index when compared to C and ROb. Both groups Ob and ROb presented increased low-density lipoprotein (LDL), insulin, homeostatic model assessment of insulin resistance (HOMA- IR) and systolic blood pressure (SBP), and low high-density lipoprotein (HDL) levels when compared to the control group. The levels of triglycerides, non-esterified fatty acid (NEFA), and leptin were lower in ROb as compared to Ob, but higher than the control group. The Ob and ROb groups presented cardiac remodeling, evidenced by echocardiographic and post-mortem analysis. The collagen protein expression did not differ among the groups. Conclusion: The ROb animals present cardiac remodeling that is not related to collagen type I and III protein expression change.

Relação entre resposta imune inata do receptor toll-like-4 (TLR-4) e o processo fisiopatológico da cardiomiopatia da obesidade / Relationship between innate immune response toll-like receptor 4 (TLR-4) and the pathophysiological process of obesity cardiomyopathy

Resumo Fundamento A obesidade é uma condição inflamatória crônica de baixo grau relacionada a distúrbios cardíacos. No entanto, o mecanismo responsável pela inflamação cardíaca relacionada à obesidade não é claro. O receptor do tipo toll 4 (TLR-4) pertence a um receptor da família das transmembranas, responsável pela resposta imune, cuja ativação estimula a produção de citocinas pró-inflamatórias. Objetivo Testar se a ativação do receptor TLR-4 participa do processo de cardiomiopatia da obesidade, devido à produção de citocinas por meio da ativação do NF-ĸB. Métodos Ratos Wistar machos foram randomizados em dois grupos: o grupo controle (C, n = 8 animais) que recebeu dieta padrão/água e o grupo obeso (OB, n = 8 animais) que foi alimentado com dieta rica em açúcar e gordura e água mais 25% de sacarose por 30 semanas. Análise nutricional: peso corporal, índice de adiposidade, alimentos, água e ingestão calórica. Análise de distúrbios relacionados à obesidade: glicose plasmática, ácido úrico e triglicerídeos, HOMA-IR, pressão arterial sistólica, TNF-α no tecido adiposo. A análise cardíaca incluiu: expressão das proteínas TLR-4 e NF-ĸB, níveis de TNF-α e IL-6. Comparação pelo teste t de Student não pareado ou teste de Mann-Whitney com um valor de p <0,05 como estatisticamente significativo. Resultados O grupo OB apresentou obesidade, glicose elevada, triglicerídeos, ácido úrico, HOMA, pressão arterial sistólica e TNF-α no tecido adiposo. O grupo OB apresentou remodelação cardíaca e disfunção diastólica. A expressão de TLR-4 e NF-ĸB e os níveis de citocinas foram maiores em OB. Conclusão Nossos achados concluem que, em uma condição obesogênica, a inflamação derivada da ativação do TLR-4 cardíaco pode ser um mecanismo capaz de levar à remodelação e disfunção cardíaca.

Abstract Background Obesity is a chronic low-grade inflammation condition related to cardiac disorders. However, the mechanism responsible for obesity-related cardiac inflammation is unclear. The toll-like receptor 4 (TLR-4) belongs to a receptor of the transmembrane family responsible for the immune response whose activation stimulates the production of proinflammatory cytokines. Objective To test whether the activation of the TLR-4 receptor participates in the obesity cardiomyopathy process, due to cytokine production through NF-ĸB activation. Methods Male Wistar rats were randomized into two groups: the control group (C, n= 8 animals) that received standard diet/water and the obese group (OB, n= 8 animals) that were fed a high sugar-fat diet and water plus 25% of sucrose for 30 weeks. Nutritional analysis: body weight, adiposity index, food, water, and caloric intake. Obesity-related disorders analysis: plasma glucose, uric acid and triglycerides, HOMA-IR, systolic blood pressure, TNF-α in adipose tissue. Cardiac analysis included: TLR-4 and NF-ĸB protein expression, TNF-α and IL-6 levels. Comparison by unpaired Student's t-test or Mann- Whitney test with a p-value < 0.05 as statistically significant. Results The OB group showed obesity, high glucose, triglycerides, uric acid, HOMA, systolic blood pressure, and TNF-α in adipose tissue. OB group presented cardiac remodeling and diastolic dysfunction. TLR-4 and NF-ĸB expression and cytokine levels were higher in OB. Conclusion Our findings conclude that, in an obesogenic condition, the inflammation derived from cardiac TLR-4 activation can be a mechanism able to lead to remodeling and cardiac dysfunction.

A Redução do Colágeno Tipo I está Associada ao Aumento da Atividade da Metaloproteinase-2 e da Expressão Proteica de Leptina no Miocárdio de Ratos Obesos / Decreased Collagen Type I is Associated with Increased Metalloproteinase-2 Activity and Protein Expression of Leptin in the Myocardium of Obese Rats

Resumo Fundamento A obesidade é um fator de risco para complicações médicas, incluindo o sistema cardiovascular. Há informações limitadas sobre o colágeno no coração obeso. Nosso estudo anterior demonstrou uma redução dos níveis proteicos de colágeno miocárdico tipo I em ratos obesos alimentados com uma dieta com alto teor de gordura durante 34 semanas. No entanto, os mecanismos responsáveis pelos níveis baixos não estão completamente elucidados. Objetivo O objetivo deste estudo foi testar a hipótese de que a redução do colágeno tipo I está associada ao aumento da atividade da metaloproteinase-2 (MMP-2), a qual está ligada à elevação de leptina no miocárdio de ratos obesos. Métodos Ratos Wistar machos com 30 dias de idade foram randomizados em dois grupos: controle (dieta padrão) e obeso (dieta com alto teor de gordura), e alimentados durante 34 semanas. Foram avaliados as características gerais dos animais e os perfis metabólicos e endócrinos. Foram avaliados as expressões proteicas miocárdicas de colágeno tipo I, leptina e inibidores teciduais de metaloproteinases (TIMP), bem como a atividade da MMP-2. O teste de correlação de Pearson foi aplicado para determinar as associações entre variáveis. O nível de significância foi de 5%. Resultados Os animais obesos apresentaram índice de adiposidade mais elevado em comparação ao controle. Foram observadas comorbidades como intolerância à glicose, hiperinsulinemia, resistência à insulina, hiperleptinemia e hipertensão nos ratos obesos. A obesidade reduziu o colágeno tipo I, TIMP-1 e TIMP-2, e aumentou a leptina e a MMP-2 no miocárdio. Houve uma correlação negativa entre o colágeno tipo I e a MMP-2 e uma correlação positiva entre a leptina e a MMP-2. Conclusão Foi confirmada a hipótese de que a redução do colágeno tipo I está associada ao aumento da atividade da MMP-2 e da expressão de leptina no miocárdio de ratos obesos. (Arq Bras Cardiol. 2020; 115(1):61-70)

Abstract Background Obesity is a risk factor for medical complications, including the cardiovascular system. There is limited information on collagen in the heart in obesity. Our previous study showed decreased protein levels of myocardial collagen type I in obese rats fed a high-fat diet for 34 weeks. However, the mechanisms responsible for low levels are not fully elucidated. Objective The purpose of this study was to test the hypothesis that the reduction in collagen type I is associated with increased metalloproteinase-2 (MMP-2) activity, which is linked to elevated leptin in the myocardium of obese rats. Methods Thirty-day-old male Wistar rats were randomized into two groups, control (standard diet) and obese (high-fat diet), and fed for 34 weeks. The general animal characteristics and metabolic and endocrine profiles were evaluated. Myocardial protein expressions of collagen I, leptin, tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMP), and MMP-2 activity were assessed. Pearson correlation was employed to determine the associations between variables. The level of significance was 5%. Results The obese animals had increased adiposity index compared to control. Comorbidities such as glucose intolerance, hyperinsulinemia, insulin resistance, hyperleptinemia, and hypertension were observed in obese rats. Obesity reduced collagen I, TIMP-1, and TIMP-2, and it increased leptin and MMP-2 in the myocardium. There was a negative correlation between collagen I and MMP-2 and a positive correlation between leptin and MMP-2. Conclusion The hypothesis was confirmed; the reduction in collagen type I is associated with increased MMP-2 activity and leptin expression in the myocardium of obese rats. (Arq Bras Cardiol. 2020; 115(1):61-70)

Fasting/Refeeding Cycles Prevent Myocardial Dysfunction and Morphology Damage in the Spontaneously Hypertensive Rats / Ciclos de Jejum/Realimentação Previnem Disfunção Miocárdica e Danos Morfológicos em Ratos Espontaneamente Hipertensos

Abstract Background: Caloric restriction is known to impair the cardiac function and morphology in hypertrophied hearts of spontaneously hypertensive rats (SHR); however, the influence of fasting/refeeding (RF) is unknown. Objective: To investigate the fasting/refeeding approach on myocardial remodeling and function. In addition, the current study was designed to bring information regarding the mechanisms underlying the participation of Ca2+ handling and b-adrenergic system. Methods: Sixty-day-old male SHR rats were submitted to food ad libitum (C), 50% food restriction (R50) or RF cycles for 90 days. Cardiac remodeling was assessed by ultrastructure analysis and isolated papillary muscle function. The level of significance considered was 5% (a = 0.05). Results: The RF rats presented lower cardiac atrophy than R50 in relation to C rats. The C rats increased weight gain, R50 maintained their initial body weight and RF rats increased and decreased weight during RF. The RF did not cause functional impairment because the isotonic and isometric parameters showed similar behavior to those of C. The isotonic and isometric cardiac parameters were significantly elevated in RF rats compared to R50 rats. In addition, the R50 rats had cardiac damage in relation to C for isotonic and isometric variables. While the R50 rats showed focal changes in many muscle fibers, the RF rats displayed mild alterations, such as loss or disorganization of myofibrils. Conclusion: Fasting/refeeding promotes cardiac beneficial effects and attenuates myocardial injury caused by caloric restriction in SHR rats, contributing to reduce the cardiovascular risk profile and morphological injuries. Furthermore, RF promotes mild improvement in Ca2+ handling and b-adrenergic system.

Resumo Fundamento: A restrição calórica compromete a função e a morfologia cardíacas em corações hipertrofiados de ratos espontaneamente hipertensos (SHR). No entanto, a influência de ciclo de jejum/Realimentação é desconhecida. Objetivo: Investigar o efeito de ciclos de jejum/realimentação sobre a remodelação e função miocárdica. Além disso, o presente estudo foi desenhado para avaliar os mecanismos subjacentes à participação do trânsito de cálcio (Ca+2) e sistema beta-adrenérgico. Métodos: Neste estudo, SHR machos de 60 dias de idade foram submetidos a alimento ad libitum (grupo C), 50% de restrição alimentar (grupo R50) ou ciclos de RF (grupo RF) por 90 dias. A remodelação cardíaca foi avaliada por meio da análise ultraestrutural e função do músculo papilar isolado. Adotou-se o nível de significância de 5% (a = 0,05). Resultados: Os ratos do grupo RF apresentaram menor atrofia cardíaca do que os do grupo R50 em relação aos do grupo C. Os ratos do grupo C aumentaram peso corporal, os ratos do grupo R50 mantiveram seu peso corporal inicial e os ratos do grupo RF aumentaram e reduziram seu peso durante o ciclo RF. O ciclo RF não causou comprometimento funcional, pois os parâmetros isotônicos e isométricos apresentaram comportamento similar aos dos ratos do grupo C. Os parâmetros cardíacos isotônicos e isométricos mostraram-se significativamente elevados nos ratos do grupo RF em comparação aos dos ratos do grupo R50. Além disso, os ratos do grupo R50 apresentaram dano cardíaco em comparação aos ratos do grupo C quanto às variáveis isotônicas e isométricas. Os ratos do grupo R50 apresentaram alterações focais em muitas fibras musculares, enquanto os ratos do grupo RF apresentaram leves alterações, como perda ou desorganização de miofibrilas. Conclusão: Ciclos de Jejum/Realimentação promovem efeitos benéficos cardíacos e atenuam o dano miocárdico causado por restrição calórica em SHR, contribuindo para reduzir o risco cardiovascular e os danos morfológicos. Além disso, o ciclo de jejum/realimentação promove leve melhora do trânsito do Ca2+ e do sistema beta-adrenérgico.

The influence of obesity by a diet high in saturated fats and carbohydrates balance in the manifestation of systemic complications and comorbidities

BACKGROUND: The aim of this study is to test the hypothesis that obesity induced by a diet rich in saturated fats and balanced in carbohydrates is associated with the development of systemic complications and comorbidities. METHODS: Thirty-seven 60-day-old male Wistar rats were randomized into two groups: control (C,n= 18, standard diet) and obese (OB, n= 19, high-saturated fat diet), for 33 weeks. Nutritional profile: food and caloric intake, feed efficiency, body weight, and adiposity index. Complications: in plasma were analyzed dyslipidemia, insulin resistance (HOMA-IR), glucose intolerance, hyperleptinemia, hyperinsulinemia, plasmatic C-reactive protein (CRP), interleukin-6(IL-6), and tumor necrosis factor-alpha (TNF-α); in the myocardial and epididymal adipose tissue were assessed IL-6and TNF-α. Comorbidities: diabetes mellitus and systemic blood pressure (SBP). Student'sttest, ANOVA, and Bonferroni P< 0.05.RESULTS:The final body weight, feed efficiency, and adiposity index were higher in OB group than in control; although food intake was lower in OB group, caloric intake was similar in both groups. Specific parameters, such as LDL, cholesterol, triglycerides, HOMA-IR, CRP, TNF-αin epididymal adipose tissue, and IL-6 in the myocardium, were higher in obese rats than in controls. SBP, baseline glucose, and glucose after 2 h of overload were significantly increased in OB group; however, the severity was not enough to classify the animals as diabetic and hypertensive. CONCLUSION: Obesity induced by a diet high in saturated fatty acids with balanced carbohydrates for 33 weeks in Wistar rats was effective in triggering complications but unable to develop comorbidities.

Cardiac, Metabolic and Molecular Profiles of Sedentary Rats in the Initial Moment of Obesity / Perfis Cardíaco, Metabólico e Molecular de Ratos Sedentários no Momento Inicial da Obesidade

Abstract Background: Different types of high-fat and/or high-energy diets have been used to induce obesity in rodents. However, few studies have reported on the effects observed at the initial stage of obesity induced by high-fat feeding on cardiac functional and structural remodelling. Objective: To characterize the initial moment of obesity and investigate both metabolic and cardiac parameters. In addition, the role of Ca2+ handling in short-term exposure to obesity was verified. Methods: Thirty-day-old male Wistar rats were randomized into two groups (n = 19 each): control (C; standard diet) and high-fat diet (HF, unsaturated high-fat diet). The initial moment of obesity was defined by weekly measurement of body weight (BW) complemented by adiposity index (AI). Cardiac remodelling was assessed by morphological, histological, echocardiographic and papillary muscle analysis. Ca2+ handling proteins were determined by Western Blot. Results: The initial moment of obesity occurred at the 3rd week. Compared with C rats, the HF rats had higher final BW (4%), body fat (20%), AI (14.5%), insulin levels (39.7%), leptin (62.4%) and low-density lipoprotein cholesterol (15.5%) but did not exhibit alterations in systolic blood pressure. Echocardiographic evaluation did not show alterations in cardiac parameters. In the HF group, muscles were observed to increase their +dT/dt (C: 52.6 ± 9.0 g/mm2/s and HF: 68.0 ± 17.0 g/mm2/s; p < 0.05). In addition, there was no changes in the cardiac expression of Ca2+ handling proteins. Conclusion: The initial moment of obesity promotes alterations to hormonal and lipid profiles without cardiac damage or changes in Ca2+ handling.

Resumo Fundamentos: Diferentes tipos de dietas hiperlipídicas e/ou hipercalóricas têm sido usados para induzir obesidade em roedores. No entanto, poucos estudos relataram os efeitos da obesidade induzida por dieta hiperlipídica em sua fase inicial sobre a remodelação cardíaca funcional e estrutural. Objetivo: Caracterizar o momento inicial da obesidade e investigar parâmetros metabólicos e cardíacos. Além disso, analisar o papel do trânsito de Ca+2 em curtos períodos de exposição à obesidade. Métodos: Ratos Wistar com idade de 30 dias foram distribuídos aleatoriamente em dois grupos (n = 19 em cada grupo): controle (C, dieta padrão) e dieta hiperlipídica (HL, dieta rica em gordura insaturada). O momento inicial da obesidade foi definido por medidas semanais do peso corporal, complementadas pelo índice de adiposidade (IA). A remodelação cardíaca foi avaliada por análise morfológica, histológica, ecocardiográfica e funcional dos músculos papilares. Proteínas envolvidas no trânsito de Ca2+ foram determinadas por Western Blot. Resultados: O momento inicial da obesidade ocorreu na terceira semana. Em comparação aos ratos C, os animais HL apresentaram maior peso corporal final (4%), gordura corporal (20%), IA (14,5%), níveis de insulina (39,7%), leptina (62,4%) e lipoproteína de baixa densidade (15,5%), mas não apresentaram alterações na pressão sistólica. A avaliação ecocardiográfica não mostrou alterações nos parâmetros cardíacos. No grupo HL, observou-se um aumento no +dT/dt (C: 52,6 ± 9,0 g/mm2/s e HL: 68,0 ± 17,0 g/mm2/s; p < 0,05) muscular. Além disso, não houve alterações na expressão cardíaca de proteínas envolvidas no trânsito de Ca2+. Conclusão: O momento inicial da obesidade promove alterações nos perfis hormonais e lipídicos sem causar danos cardíacos ou mudanças no trânsito de Ca2+.

Effects of Growth Hormone on Cardiac Remodeling During Resistance Training in Rats / Efeitos do Hormônio do Crescimento na Remodelação Cardíaca Durante Treinamento Resistido em Ratos

Abstract Background: Although the beneficial effects of resistance training (RT) on the cardiovascular system are well established, few studies have investigated the effects of the chronic growth hormone (GH) administration on cardiac remodeling during an RT program. Objective: To evaluate the effects of GH on the morphological features of cardiac remodeling and Ca2+ transport gene expression in rats submitted to RT. Methods: Male Wistar rats were divided into 4 groups (n = 7 per group): control (CT), GH, RT and RT with GH (RTGH). The dose of GH was 0.2 IU/kg every other day for 30 days. The RT model used was the vertical jump in water (4 sets of 10 jumps, 3 bouts/wk) for 30 consecutive days. After the experimental period, the following variables were analyzed: final body weight (FBW), left ventricular weight (LVW), LVW/FBW ratio, cardiomyocyte cross-sectional area (CSA), collagen fraction, creatine kinase muscle-brain fraction (CK-MB) and gene expressions of SERCA2a, phospholamban (PLB) and ryanodine (RyR). Results: There was no significant (p > 0.05) difference among groups for FBW, LVW, LVW/FBW ratio, cardiomyocyte CSA, and SERCA2a, PLB and RyR gene expressions. The RT group showed a significant (p < 0.05) increase in collagen fraction compared to the other groups. Additionally, the trained groups (RT and RTGH) had greater CK-MB levels compared to the untrained groups (CT and GH). Conclusion: GH may attenuate the negative effects of RT on cardiac remodeling by counteracting the increased collagen synthesis, without affecting the gene expression that regulates cardiac Ca2+ transport.

Resumo Fundamento: Apesar de os efeitos benéficos do treinamento resistido (TR) sobre o sistema cardiovascular estarem bem estabelecidos, poucos estudos têm investigado os efeitos crônicos da administração de hormônio do crescimento (GH) sobre a remodelação cardíaca durante um programa de TR. Objetivo: avaliar os efeitos do GH sobre a remodelação cardíaca em suas características morfológicas e na expressão dos genes do trânsito de Ca2+ em ratos submetidos ao TR. Métodos: Ratos Wistar machos foram divididos em 4 grupos (n = 7 por grupo): controle (CT), GH, TR e TR com GH (TRGH). A dose de GH foi de 0,2 UI/kg, a cada dois dias, por 30 dias. O modelo de TR utilizado foi o salto vertical em água (4 séries de 10 saltos, 3 vezes/semana) durante 30 dias consecutivos. Após o período experimental, as seguintes variáveis foram analisadas: peso corporal final (PCF), peso do ventrículo esquerdo (PVE), razão PVE/PCF, área seccional de cardiomiócitos (ASC), fração de colágeno, creatina quinase fração músculo-cérebro (CK-MB) e expressão gênica de SERCA2a, fosfolambam (PLB) e rianodina (RyR). Resultados: Não houve diferença significativa (p > 0,05) entre os grupos para PCF, PVE, razão PVE/PCF, ASC, e expressão gênica de SERCA2a, PLB e RyR. O grupo TR mostrou um significativo aumento (p < 0,05) da fração de colágeno em comparação aos outros. Além disso, os grupos treinados (TR e TRGH) apresentaram maiores níveis de CK-MB em comparação aos não treinados (CT e GH). Conclusão: Esses resultados indicam que o GH pode atenuar os efeitos negativos do TR na remodelação cardíaca por contrabalançar o aumento da síntese de colágeno, sem afetar a expressão de genes que regulam o trânsito de Ca2+ cardíaco.

Obesity Resistance Promotes Mild Contractile Dysfunction Associated with Intracellular Ca2+ Handling / Resistência à Obesidade Promove Disfunção Contrátil Leve Associada com Trânsito Ca2+ Intracelular

Abstract Background: Diet-induced obesity is frequently used to demonstrate cardiac dysfunction. However, some rats, like humans, are susceptible to developing an obesity phenotype, whereas others are resistant to that. Objective: To evaluate the association between obesity resistance and cardiac function, and the impact of obesity resistance on calcium handling. Methods: Thirty-day-old male Wistar rats were distributed into two groups, each with 54 animals: control (C; standard diet) and obese (four palatable high-fat diets) for 15 weeks. After the experimental protocol, rats consuming the high-fat diets were classified according to the adiposity index and subdivided into obesity-prone (OP) and obesity-resistant (OR). Nutritional profile, comorbidities, and cardiac remodeling were evaluated. Cardiac function was assessed by papillary muscle evaluation at baseline and after inotropic maneuvers. Results: The high-fat diets promoted increase in body fat and adiposity index in OP rats compared with C and OR rats. Glucose, lipid, and blood pressure profiles remained unchanged in OR rats. In addition, the total heart weight and the weight of the left and right ventricles in OR rats were lower than those in OP rats, but similar to those in C rats. Baseline cardiac muscle data were similar in all rats, but myocardial responsiveness to a post-rest contraction stimulus was compromised in OP and OR rats compared with C rats. Conclusion: Obesity resistance promoted specific changes in the contraction phase without changes in the relaxation phase. This mild abnormality may be related to intracellular Ca2+ handling.

Resumo Fundamento: A obesidade induzida por dieta é frequentemente utilizada para demonstração de disfunção cardíaca. No entanto, alguns ratos, como humanos, são suscetíveis ao desenvolvimento de um fenótipo de obesidade, enquanto outros são resistentes. Objetivo: Avaliar a relação entre resistência à obesidade e função cardíaca e o impacto da resistência à obesidade no trânsito de cálcio. Métodos: Ratos Wistar machos com trinta dias de idade foram distribuídos em dois grupos com 54 animais cada: controle (C; dieta padrão) e obesos (quatro dietas palatáveis hiperlipídicas) por 15 semanas. Após o protocolo experimental, os ratos alimentados por dietas hiperlipídicas foram classificados de acordo com o índice de adiposidade e subdivididos em propensos à obesidade (PO) e resistentes à obesidade (RO). Foram avaliados o perfil nutricional, comorbidades e remodelação cardíaca. A função cardíaca foi avaliada pelo estudo do músculo papilar isolado em condições basais e após manobras inotrópicas. Resultados: As dietas hiperlipídicas promoveram aumento na gordura corporal e no índice de adiposidade em ratos PO comparados com ratos C e RO. Os perfis de glicose, lipídios e pressão arterial permaneceram inalterados em ratos RO. Além disso, os ratos RO apresentaram peso total do coração e dos ventrículos direito e esquerdo mais baixos do que ratos PO, mas semelhantes aos ratos C. Os músculos cardíacos de todos os ratos apresentaram dados semelhantes na condição basal, mas a resposta miocárdica a um estímulo de contração pós-pausa estava comprometida em ratos PO e RO em comparação aos ratos C. Conclusão: A resistência à obesidade promoveu alterações específicas na fase de contração, sem alterar a fase de relaxamento. Esta anormalidade leve pode estar relacionada com o trânsito intracelular de Ca+2.

Disfunção cardíaca induzida por obesidade genética e dietética: modulação pelo trânsito de cálcio / Cardiac dysfunction induced by genetic and dietetic obesity: modulation by calcium handling

Introdução: A obesidade é considerada importante problema de saúde pública e fator de risco para o desenvolvimento de doenças cardiovasculares. Estudos apontam que o trânsito de cálcio (Ca+2) intracelular e extracelular, mecanismo essencial no acoplamento excitação-contração-relaxamento cardíaco, está envolvido nesse processo patológico. Enquanto o influxo de Ca+2 promove aumento da concentração de Ca+2 livre no citosol na fase de contração, a recaptura e a extrusão do Ca+2 são importantes para a diminuição do Ca+2 intracelular durante o relaxamento. Objetivo: Identificar, baseado na literatura científica, a modulação da disfunção cardíaca pelo trânsito de cálcio em modelos de obesidade genética e dietética. Métodos: A busca de artigos em bases de dados eletrônicas foi realizada com palavras-chaves e seus correspondentes em inglês. Resultados: Inicialmente os artigos que apresentassem uma das palavras-chaves no título foram selecionados. Após processo de triagem, foram identificados 23 artigos para leitura na íntegra. Foram selecionados ao debate na seção "Discussão" apenas 18 artigos, visto que apresentaram conteúdo satisfatório sobre o tema abordado. Conclusão: A literatura mostra que a obesidade, genética ou dietética, promove disfunções cardíacas moduladas por diversas alterações no trânsito de Ca+2 intracelular e em suas proteínas regulatórias.

Introduction: Obesity is considered an important public that presents increasing prevalence on a global scene. Obese individuals have greater susceptibility to the development of cardiac disease. Studies show that calcium (Ca2+) handling, essential mechanism in the process contraction-relaxation of the cardiac muscle, is associated with cardiac dysfunction in obesity models. While Ca2+ influx promotes elevation of free Ca2 + concentration in the cytosol in the contraction period, the recapture and extrusion Ca2 + are important to Ca2+ reduction during the relaxation. Objective: To identify, based on scientific literature, modulation of cardiac function by calcium handling impairments in models of genetic and dietetic obesity. Methods: The search for articles in electronic databases was performed with key words. Results: Initially studies that showed in title one of the key words were selected for analysis. 23 articles were obtained for reading in full. Then, 18 relevant articles were identified on cardiac dysfunction in obesity, both genetic and dietary and participation of the intracellular calcium handling. Conclusion: The literature presents that both genetic and dietetic obesity promotes cardiac dysfunction modulated by various changes in traffic intracellular Ca2+ and its regulators protein.

High-fat Diet Promotes Cardiac Remodeling in an Experimental Model of Obesity / Dieta Hiperlipídica Promove Remodelação Cardíaca em Modelo Experimental de Obesidade

AbstractBackground:Although nutritional, metabolic and cardiovascular abnormalities are commonly seen in experimental studies of obesity, it is uncertain whether these effects result from the treatment or from body adiposity.Objective:To evaluate the influence of treatment and body composition on metabolic and cardiovascular aspects in rats receiving high saturated fat diet.Methods:Sixteen Wistar rats were used, distributed into two groups, the control (C) group, treated with isocaloric diet (2.93 kcal/g) and an obese (OB) group, treated with high-fat diet (3.64 kcal/g). The study period was 20 weeks. Analyses of nutritional behavior, body composition, glycemia, cholesterolemia, lipemia, systolic arterial pressure, echocardiography, and cardiac histology were performed.Results:High-fat diet associates with manifestations of obesity, accompanied by changes in glycemia, cardiomyocyte hypertrophy, and myocardial interstitial fibrosis. After adjusting for adiposity, the metabolic effects were normalized, whereas differences in morphometric changes between groups were maintained.Conclusion:It was concluded that adiposity body composition has a stronger association with metabolic disturbances in obese rodents, whereas the high-fat dietary intervention is found to be more related to cardiac morphological changes in experimental models of diet-induced obesity.

Fundamento:Embora anormalidades nutricionais, metabólicas e cardiovasculares sejam comuns a diversos experimentos de obesidade, ainda não está esclarecido se tais efeitos são resultantes do tratamento ou da adiposidade corporal.Objetivo:Analisar a influência do tratamento e da composição corporal sobre aspectos metabólicos e cardiovasculares de ratos submetidos a dieta hiperlipídica.Métodos:Foram utilizados 16 ratos Wistar, distribuídos em dois grupos, Controle (C), tratado com dieta normocalórica (2,93 kcal/g), e Obeso (OB), que recebeu dieta hiperlipídica (3,64 kcal/g). O período de estudo foi de 20 semanas. Posteriormente, foram realizadas análises do comportamento nutricional e murinométrico, glicemia, colesterolemia, lipidemia, pressão arterial sistólica, ecocardiograma e aspectos histológicos do coração.Resultados:A dieta hiperlipídica associa-se com manifestações de obesidade, acompanhada de alterações da glicemia, hipertrofia cardiomiocitária e fibrose intersticial do miocárdio. Quando ajustados aos valores de adiposidade, os efeitos metabólicos foram normalizados, enquanto que as alterações morfométricas mantiveram-se diferentes entre os grupos C e OB.Conclusão:Conclui-se que a adiposidade está mais associada com anormalidades metabólicas em obesos. A intervenção hiperlipídica mostra-se mais relacionada com modificações morfológicas do coração em experimentos de obesidade induzida por dieta.

Myocardial contractility impairment with racemic bupivacaine, non-racemic bupivacaine and ropivacaine. A comparative study

PURPOSE: To study racemic bupivacaine, non-racemic bupivacaine and ropivacaine on myocardial contractility. METHODS: Isolated Wistar papillary muscles were submitted to 50 and 100 mM racemic bupivacaine (B50 and B100), non-racemic bupivacaine (NR50 and NR100) and ropivacaine (R50 and R100) intoxication. Isometric contraction data were obtained in basal condition (0.2 Hz), after increasing the frequency of stimulation to 1.0 Hz and after 5, 10 and 15 min of local anesthetic intoxication. Data were analyzed as relative changes of variation. RESULTS: Developed tension was higher with R100 than B100 at D1 (4.3 ± 41.1 vs -57.9 ± 48.1). Resting tension was altered with B50 (-10.6 ± 23.8 vs -4.7 ± 5.0) and R50 (-14.0 ± 20.5 vs -0.5 ± 7.1) between D1 and D3. Maximum rate of tension development was lower with B100 (-56.6 ± 38.0) than R50 (-6.3 ± 37.9) and R100 (-1.9 ± 37.2) in D1. B50, B100 and NR100 modified the maximum rate of tension decline from D1 through D2. Time to peak tension was changed with NR50 between D1 and D2. CONCLUSIONS: Racemic bupivacaine depressed myocardial contractile force more than non-racemic bupivacaine and ropivacaine. Non-racemic and racemic bupivacaine caused myocardial relaxation impairment more than ropivacaine. .

Multivariate Analysis for Animal Selection in Experimental Research / Análise Multivariada na Seleção de Animais em Pesquisas Experimentais

Background: Several researchers seek methods for the selection of homogeneous groups of animals in experimental studies, a fact justified because homogeneity is an indispensable prerequisite for casualization of treatments. The lack of robust methods that comply with statistical and biological principles is the reason why researchers use empirical or subjective methods, influencing their results. Objective: To develop a multivariate statistical model for the selection of a homogeneous group of animals for experimental research and to elaborate a computational package to use it. Methods: The set of echocardiographic data of 115 male Wistar rats with supravalvular aortic stenosis (AoS) was used as an example of model development. Initially, the data were standardized, and became dimensionless. Then, the variance matrix of the set was submitted to principal components analysis (PCA), aiming at reducing the parametric space and at retaining the relevant variability. That technique established a new Cartesian system into which the animals were allocated, and finally the confidence region (ellipsoid) was built for the profile of the animals’ homogeneous responses. The animals located inside the ellipsoid were considered as belonging to the homogeneous batch; those outside the ellipsoid were considered spurious. Results: The PCA established eight descriptive axes that represented the accumulated variance of the data set in 88.71%. The allocation of the animals in the new system and the construction of the confidence region revealed six spurious animals as compared to the homogeneous batch of 109 animals. Conclusion: The biometric criterion presented proved to be effective, because it considers the animal as a whole, analyzing jointly all parameters measured, in addition to having a small discard rate. .

Fundamento: Muitos pesquisadores buscam métodos para a seleção de grupos homogêneos de animais em pesquisas experimentais, fato que se justifica por ser a homogeneidade pré-requisito indispensável à casualização de tratamentos. A ausência de métodos robustos, que atendam a princípios estatísticos e biológicos, faz com que os pesquisadores utilizem métodos empíricos ou subjetivos, influenciando seus resultados. Objetivo: Desenvolver modelo estatístico multivariado para a seleção de grupo homogêneo de animais para pesquisas experimentais e elaborar pacote computacional que o operacionalize. Métodos: O conjunto de dados ecocardiográficos de 115 ratos Wistar, machos, com estenose aórtica (EAo) supravalvular foi utilizado para exemplificar o desenvolvimento do modelo. Inicialmente, os dados foram padronizados, tornando-se adimensionais. Em sequência, submeteu-se a matriz de variabilidade do conjunto à análise de componentes principais (ACP) buscando-se reduzir o espaço paramétrico e conservar a variabilidade relevante. Essa técnica estabeleceu um novo sistema cartesiano em que os animais foram alocados e, finalmente, construiu-se a região de confiança (elipsoide) para o perfil de respostas homogêneas dos animais. Os que se situaram no interior do elipsoide foram considerados pertencentes ao grupo homogêneo; caso contrário, espúrios ao grupo. Resultados: A ACP estabeleceu oito eixos descritores que representaram a variabilidade acumulada dos dados em 88,71%. A alocação dos animais no novo sistema e a construção da região de confiança revelou a presença de seis espúrios ao lote homogêneo formado por 109 animais. Conclusão: O critério biométrico proposto mostra-se eficiente, pois considera o animal como um todo, analisando conjuntamente todos os parâmetros mensurados, além de apresentar pequena frequência de descartes. .

Obesity Preserves Myocardial Function During Blockade of the Glycolytic Pathway / A Obesidade Preserva a Função do Miocárdio Durante o Bloqueio da Via Glicolítica

Background: Obesity is defined by excessive accumulation of body fat relative to lean tissue. Studies during the last few years indicate that cardiac function in obese animals may be preserved, increased or diminished. Objective: Study the energy balance of the myocardium with the hypothesis that the increase in fatty acid oxidation and reduced glucose leads to cardiac dysfunction in obesity. Methods: 30-day-old male Wistar rats were fed standard and hypercaloric diet for 30 weeks. Cardiac function and morphology were assessed. In this paper was viewed the general characteristics and comorbities associated to obesity. The structure cardiac was determined by weights of the heart and left ventricle (LV). Myocardial function was evaluated by studying isolated papillary muscles from the LV, under the baseline condition and after inotropic and lusitropic maneuvers: myocardial stiffness; postrest contraction; increase in extracellular Ca2+ concentration; change in heart rate and inhibitor of glycolytic pathway. Results: Compared with control group, the obese rats had increased body fat and co-morbities associated with obesity. Functional assessment after blocking iodoacetate shows no difference in the linear regression of DT, however, the RT showed a statistically significant difference in behavior between the control and the obese group, most notable being the slope in group C. Conclusion: The energy imbalance on obesity did not cause cardiac dysfunction. On the contrary, the prioritization of fatty acids utilization provides protection to cardiac muscle during the inhibition of glycolysis, suggesting that this pathway is fewer used by obese cardiac muscle. .

Fundamento: A obesidade é definida por um acúmulo excessivo do tecido adiposo em relação a massa magra tecidual. Estudos realizados nos últimos anos sugerem que a função cardíaca em animais obesos pode se encontrar preservada, aumentada ou reduzida. Objetivo: Estudar o balanço energético do miocárdio com a hipótese de que o aumento na oxidação de ácidos graxos e redução de glicose levam à disfunção cardíaca na obesidade. Métodos: Ratos Wistar machos com 30 dias de idade foram alimentados com uma dieta padrão ou hipercalórica durante 30 semanas. A função e morfologia cardíacas foram analisadas. Neste trabalho foram estudadas as características gerais e comorbidades associadas com a obesidade. A estrutura cardíaca foi determinada pelo peso do coração e do ventrículo esquerdo (VE). A função do miocárdio foi avaliada pela análise de músculos papilares isolados do VE, na condição basal e depois de manobras inotrópicas e lusitrópicas: rigidez do miocárdio, contração pós-pausa, aumento da concentração extracelular de Ca2+, mudança na frequência de estímulos e inibição da via glicolítica. Resultados: Os ratos obesos tiveram um aumento de tecido adiposo e comorbidades associadas à obesidade em relação aos ratos do grupo controle. A análise funcional após o bloqueio pelo iodoacetato não mostrou diferença na regressão linear da tensão desenvolvida (TD), entretanto, a tensão de repouso (TR) apresentou uma diferença estatística significativa entre o grupo controle e o grupo obeso, mais notadamente na inclinação da curva no grupo C. Conclusão: O desequilíbrio energético na obesidade não promoveu ...

Obesity does not Lead to Imbalance Between Myocardial Phospholamban Phosphorylation and Dephosphorylation / Obesidade não Acarreta Desequilíbrio entre Fosforilação e Desfosforilação da Fosfolambam Miocárdica

Background: The activation of the beta-adrenergic system promotes G protein stimulation that, via cyclic adenosine monophosphate (cAMP), alters the structure of protein kinase A (PKA) and leads to phospholamban (PLB) phosphorylation. This protein participates in the system that controls intracellular calcium in muscle cells, and it is the primary regulator of sarcoplasmic reticulum calcium pump activity. In obesity, the beta-adrenergic system is activated by the influence of increased leptin, therefore, resulting in higher myocardial phospholamban phosphorylation via cAMP-PKA. Objective: To investigate the involvement of proteins which regulate the degree of PLB phosphorylation due to beta-adrenergic activation in obesity. In the present study, we hypothesized that there is an imbalance between phospholamban phosphorylation and dephosphorylation, with prevalence of protein phosphorylation. Methods: Male Wistar rats were randomly distributed into two groups: control (n = 14), fed with normocaloric diet; and obese (n = 13), fed with a cycle of four unsaturated high-fat diets. Obesity was determined by the adiposity index, and protein expressions of phosphatase 1 (PP-1), PKA, PLB, phosphorylated phospholamban at serine16 (PPLB-Ser16) were assessed by Western blot. Results: Obesity caused glucose intolerance, hyperinsulinemia, hypertriglyceridemia, hyperleptinemia and did not alter the protein expression of PKA, PP-1, PLB, PPLB-Ser16. Conclusion: Obesity does not promote an imbalance between myocardial PLB phosphorylation and dephosphorylation via beta-adrenergic system. .

Fundamento: A ativação do sistema beta-adrenérgico promove a estimulação da proteína G, que, via adenosina monofosfato cíclico (AMPc), altera a estrutura da proteina quinase A (PKA) e acarreta a fosforilação da fosfolambam (PLB). Essa proteína participa do sistema envolvido no controle de cálcio intracelular, em células musculares, sendo a principal reguladora da atividade da bomba de cálcio do retículo sarcoplasmático. Na obesidade ocorre ativação do sistema beta-adrenérgico por influência do aumento da leptina, acarretando, consequentemente, maior fosforilação da fosfolambam miocárdica, via AMPc-PKA. Objetivo: Investigar, na obesidade, o envolvimento das proteínas que regulam o grau de fosforilação do PLB decorrente da ativação beta-adrenérgica. A hipótese do estudo é que há desequilíbrio entre a fosforilação e a desfosforilação da fosfolambam, com predomínio da fosforilação da proteína. Métodos: Ratos Wistar machos foram randomizados e distribuídos em dois grupos: controle (n = 14), alimentado com dieta normocalórica, e obeso (n = 13), com um ciclo de quatro dietas hiperlipídicas insaturadas. A obesidade foi determinada pelo índice de adiposidade, e as expressões proteicas de fosfatase 1 (PP-1), PKA, PLB, fosfolambam fosforilado na serina 16 (pPLB-ser16) foram realizadas por Western Blot. Resultados: A obesidade acarretou intolerância à glicose, hiperinsulinemia, hipertrigliceridemia, hiperleptinemia e não alterou a expressão proteica de PKA, PP-1, PLB, pPLB-ser16. Conclusão: A obesidade não promove desequilíbrio entre a fosforilação e a desfosforilação, via beta-adrenérgica, do PLB miocárdico. .

Influencia do tempo de exposicao a obesidade induzida por dieta hiperlipidica sobre os colagenos tipo I e III miocardico / Influence of Term of Exposure to High-Fat Diet-Induced Obesity on Myocardial Collagen Type I and III

FUNDAMENTO: A obesidade é um fator de risco para muitas complicações médicas; a pesquisa médica demonstrou que as alterações hemodinâmicas, morfológicas e funcionais estão correlacionadas com a duração e gravidade da obesidade. OBJETIVO: O presente estudo determinou a influência do tempo de exposição à obesidade induzida por dieta com alto teor de gordura no colágenos tipo I e III miocárdico. MÉTODOS: Ratos machos com trinta dias de idade, da raça Wistar, foram distribuídos aleatoriamente em dois grupos: um grupo de controle (C) alimentado com ração padrão e um grupo de ratos obesos (Ob) alternadamente alimentados com uma de quatro dietas palatáveis ricas em gordura. Cada dieta foi mudada diariamente, e os ratos foram mantidos em suas respectivas dietas por 15 (C15 e Ob15) e 30 (C30 e Ob30) semanas consecutivas. A obesidade foi determinada pelo índice de adiposidade. RESULTADOS: O grupo Ob15 foi similar ao grupo C15 em relação à expressão de colágeno miocárdico tipo I; contudo, a expressão no grupo Ob30 foi menor do que no grupo C30. O tempo de exposição à obesidade foi associado com uma redução de colágeno do tipo I no grupo Ob30, quando comparado com o Ob15. A obesidade não afetou a expressão do colágeno tipo III. CONCLUSÃO: Este estudo mostrou que o tempo de exposição à obesidade por 30 semanas induzida por uma dieta rica em gordura insaturada causou uma redução na expressão do colágeno miocárdico tipo I em ratos obesos. No entanto, nenhum efeito foi observado em relação à expressão do colágeno miocárdico tipo III .

BACKGROUND: Obesity is a risk factor for many medical complications; medical research has shown that hemodynamic, morphological and functional abnormalities are correlated with the duration and severity of obesity. OBJECTIVE: Present study determined the influence of term of exposure to high-fat diet-induced obesity on myocardial collagen type I and III. METHODS: Thirty-day-old male Wistar rats were randomly distributed into two groups: a control (C) group fed a standard rat chow and an obese (Ob) group alternately fed one of four palatable high-fat diets. Each diet was changed daily, and the rats were maintained on their respective diets for 15 (C15 and Ob15) and 30 (C30 and Ob30) consecutive weeks. Obesity was determined by adiposity index. RESULTS: The Ob15 group was similar to the C15 group regarding the expression of myocardial collagen type I; however, expression in the Ob30 group was less than C30 group. The time of exposure to obesity was associated with a reduction in collagen type I in Ob30 when compared with Ob15. Obesity did not affect collagen type III expression. CONCLUSION: This study showed that the time of exposure to obesity for 30 weeks induced by unsaturated high-fat diet caused a reduction in myocardial collagen type I expression in the obese rats. However, no effect was seen on myocardial collagen type III expression. .

Effects of chronic stress and high-fat diet on metabolic and nutritional parameters in Wistar rats / Efeitos do estresse crônico e da dieta rica em gordura sobre os parâmetros metabólicos e nutricionais em ratos Wistar

OBJECTIVE: The aim of this study was assess the role of chronic stress on the metabolic and nutritional profile of rats exposed to a high-fat diet. MATERIALS AND METHODS: Thirty-day-old male Wistar rats (70-100 g) were distributed into four groups: normal-diet (NC), chronic stress (St), high-fat diet (HD), and chronic stress/high-fat diet (HD/St). Stress consisted at immobilization during 15 weeks, 5 times per week, 1h per day; and exposure to the high-fat diet lasted 15 weeks. Nutritional and metabolic parameters were assessed. The level of significance was 5%. RESULTS: The HD group had final body weight, total fat, as well as insulin and leptin increased, and they were insulin resistant. The St and HD/St had arterial hypertension and increased levels of corticosterone. Stress blocked the effects of the high-fat diet. CONCLUSION: Chronic stress prevented the appearance of obesity. Our results help to clarify the mechanisms involved in metabolic and nutritional dysfunction, and contribute to clinical cases linked to stress and high-fat diet.

OBJETIVO: Avaliar o papel do estresse crônico sobre parâmetros metabólicos e nutricionais de ratos expostos à dieta rica em gordura. MATERIAIS E MÉTODOS: Ratos Wistar machos (30 dias de idade/70-100 g) foram distribuídos em quatro grupos: dieta-normal (NC), estresse crônico (St), dieta rica em gordura (HD) e estresse crônico/dieta rica em gordura (HD/St). O estresse consistiu em imobilização durante 15 semanas, 5 vezes por semana 1h por dia e a dieta rica em gordura foi oferecida por 15 semanas. Parâmetros nutricionais e metabólicos foram avaliados. O nível de significância foi de 5%. RESULTADOS: HD tiveram peso corpóreo, gordura total e níveis de insulina e leptina aumentados e foram resistentes à insulina. Os grupos St e HD/St manifestaram hipertensão e níveis séricos de corticosterona elevados. O estresse bloqueou os efeitos da dieta. CONCLUSÃO: O estresse impediu o surgimento dela. Nossos resultados ajudam compreender os mecanismos envolvidos na disfunção metabólica e nutricional e contribuem para casos clínicos de estresse e dietas ricas em gorduras.

Influência de prolongados períodos de obesidade sobre a expressão gênica miocárdica / Influence of long-term obesity on myocardial gene expression

FUNDAMENTO: Vários autores mostraram que a deterioração da função cardíaca associa-se com o grau e a duração da obesidade. Os padrões de expressão gênica após longos períodos de obesidade precisam ser estabelecidos. OBJETIVO: Este estudo testou a hipótese de que a exposição prolongada à obesidade leva à redução nos níveis de RNAm de proteínas envolvidas na homeostase do Ca2+ miocárdico. Além disso, este estudo avaliou se uma diminuição no hormônio tireoidiano causava redução na expressão de RNAm. MÉTODOS: Ratos Wistar machos de 30 dias de idade foram distribuídos em dois grupos: controle (C) e obeso (Ob). O grupo C recebeu uma dieta padrão e o grupo Ob recebeu dietas hiperlipídicas por 15, 30 e 45 semanas. A obesidade foi definida pelo índice de adiposidade. A expressão gênica foi avaliada por PCR em tempo real quantitativa. RESULTADOS: O índice de adiposidade foi maior no grupo Ob do que no C em todas as etapas. Enquanto a obesidade nas semanas 15 e 45 determinou uma redução no RNAm de Ca2+-ATPase do retículo sarcoplasmático (SERCA2a), trocador Na+/Ca2+ (NCX) e calsequestrina (CSQ), observou-se aumento da expressão do RNAm de canal de Ca2+ do tipo L, receptor de rianodina, SERCA2a, fosfolamban (PLB), NCX e CSQ após a semana 30, em comparação ao grupo C. Não houve associação significativa entre os níveis de T3 e a expressão de RNAm. CONCLUSÕES: Nossos dados indicam que a obesidade por curtos ou longos períodos de tempo pode promover alteração na expressão gênica de proteínas reguladoras da homeostase do Ca2+ sem influência do hormônio tireoidiano.

BACKGROUND: Several authors have shown that deterioration of cardiac function is associated with the degree and duration of obesity. It is necessary to establish the gene expression patterns after prolonged periods of obesity. OBJECTIVE: This study tested the hypothesis that increased duration of exposure to obesity leads to a reduction in the mRNA levels of proteins involved in regulation of myocardial Ca2+ homeostasis. In addition, this study verified whether the decrease in mRNA expression was caused by a reduction in thyroid hormone. METHODS: Thirty-day-old male Wistar rats were distributed in two groups: control (C) and obese (Ob). The C group was fed a standard diet and the Ob was fed with high-fat diets for 15, 30 and 45 weeks. Obesity was defined by adiposity index. The gene expression was assessed by quantitative real-time PCR. RESULTS: The adiposity index was higher in the Ob compared to the C after all periods. While obesity at 15 and 45 weeks resulted in a reduction in mRNA of sarcoplasmic reticulum Ca2+- ATPase (SERCA2a), Na+/Ca2+ exchanger (NCX), and calsequestrin (CSQ), L-type Ca2+ channels, ryanodine receptor, SERCA2a, phospholamban (PLB), NCX, and CSQ expression were increased compared to the C after 30 weeks. There was no significant association between T3 levels and mRNA expression. CONCLUSIONS: Our data indicate that obesity over the short and long periods of time may promote alteration in gene expression of Ca2+ homeostasis regulatory proteins without influence by thyroid hormone.

Tolerância ao esforço em ratos com estenose aórtica e disfunção ventricular diastólica e/ou sistólica / Exercise tolerance in rats with aortic stenosis and ventricular diastolic and/or systolic dysfunction

FUNDAMENTO: A Tolerância ao Esforço Físico (TEF) é uma medida de condicionamento cardiorrespiratório. A capacidade aeróbica é reduzida na Insuficiência Cardíaca (IC), embora não haja dados disponíveis sobre esse parâmetro em animais com disfunção ventricular e sem sinais de IC. OBJETIVO: Avaliar a TEF em ratos com disfunção ventricular diastólica isolada ou associada com disfunção sistólica induzida pela Estenose da Aorta ascendente (EAo). MÉTODOS: Ratos Wistar machos jovens (20-30 dias de idade) foram divididos em Grupo Controle (GC, n = 11) e Grupo EAo (n = 12). Os animais foram avaliados em 6 e 18 semanas após a cirurgia para EAo. O teste ergométrico foi feito até a exaustão e foram avaliadas a velocidade da esteira e a concentração de lactato [LAC] no limiar de lactato, velocidade da esteira e [LAC] na exaustão, e tempo total do teste. RESULTADOS: Dados ecocardiográficos revelaram remodelação do átrio esquerdo e hipertrofia concêntrica ventricular esquerda em 6 e 18 semanas. A fração de encurtamento endocárdico mostrou-se maior no grupo EAo do que no GC em 6 e 18 semanas. A fração de encurtamento da parede média mostrou-se maior no grupo EAo do que no GC em 6 semanas. O índice cardíaco mostrou-se semelhante no GC e no grupo EAo em 6 e 18 semanas, tendo diminuído entre 6-18 semanas em ambos os grupos. A razão entre a onda E a onda A foi maior no GC do que no grupo EAo em ambos os períodos e não se alterou em ambos os grupos entre a semana 6 e a semana 18. Os parâmetros do teste de esforço na esteira foram semelhantes nos dois grupos tanto na semana 6 quanto na semana 18. CONCLUSÃO: Embora a EAo promova a disfunção diastólica isolada ou associada à disfunção sistólica, em 6 ou 18 semanas, ela não é suficiente para alterar a tolerância ao esforço físico.

BACKGROUND: Physical stress tolerance (ST) is a measurement of cardiorespiratory fitness. Aerobic capacity is reduced in heart failure (HF) although there is no data available on this parameter in animals with ventricular dysfunction and no signs of HF. OBJECTIVE: Evaluate ST in rats with ventricular diastolic dysfunction isolated or associated with systolic dysfunction induced by ascending aortic stenosis (AoS). METHODS: Young male Wistar rats (20-30 days old), divided in: control group (CG, n=11) and AoSG group, (n=12). Animals were assessed at 6 and 18 weeks after AoS surgery. Treadmill exercise test was until exhaustion and evaluated treadmill speed and lactate concentration [LAC] at lactate threshold, treadmill speed and [LAC] at exhaustion, and total testing time. RESULTS: Echocardiography data revealed remodeling of the left atrium and left ventricular concentric hypertrophy at 6 and 18 weeks. Endocardial fractional shortening was greater in AoSG than CG at 6 and 18 weeks. Midwall fractional shortening was greater in AoSG than in CG only 6 week. Cardiac index was similar in CG and AoSG at 6 and 18 weeks and decreased between from 6 to 18 weeks in both groups. The E wave to A wave ratio was greater in CG than in AoSG at both periods and did not change in both groups between week 6 and 18. Treadmill stress testing parameters were similar in both groups at 6 or 18 weeks. CONCLUSION: Although AoS promotes isolated diastolic dysfunction or associated with systolic dysfunction at 6 or 18 weeks, it is not sufficient to modify physical stress tolerance.

Estresse crônico melhora a função miocárdica sem alterar a atividade do canal-L para Ca+2 em ratos / Chronic stress improves the myocardial function without altering L-type Ca+2 channel activity in rats

FUNDAMENTO: O estresse crônico está associado à remodelação cardíaca; entretanto, os mecanismos permanecem a ser descobertos. OBJETIVO: A proposta deste estudo foi testar a hipótese de que o estresse crônico promove disfunção cardíaca associada a depressão da atividade do canal-L para Ca2+. M MÉTODOS: Ratos Wistar machos com 30 dias de idade (70 - 100 g) foram distribuídos dentro de dois grupos: controle (C) e estresse crônico (St). O estresse consistiu na imobilização durante 15 semanas, cinco vezes por semana, 1 h por dia. A função cardíaca foi avaliada pela performance do ventrículo esquerdo por meio do ecocardiograma e pelo músculo papilar ventricular isolado. A função do músculo papilar foi avaliada em condição basal e com manobras inotrópicas, como: pós-pausa e elevação na concentração extracelular de Ca2+, na presença ou ausência de um bloqueador específico de canal-L para Ca2+. RESULTADOS: O estresse ficou caracterizado por hipertrofia das glândulas adrenais, aumento nos níveis de corticosterona circulante e por hipertensão arterial. Ainda, o estresse crônico gerou hipertrofia ventricular esquerda. O estresse crônico foi capaz de melhorar a resposta no músculo papilar para manobras inotrópicas positivas. A melhora de função não esteve associada com o canal-L para Ca2+. CONCLUSÃO: O estresse produziu hipertrofia cardíaca; entretanto, nos estudos de músculo papilar isolado, as manobras inotrópicas positivas potencializaram a função cardíaca em ratos estressados, sem o envolvimento do canal-L para Ca2+. Assim os mecanismos responsáveis permanecem incertos para alterações no influxo de Ca2+.

BACKGROUND: Chronic stress is associated with cardiac remodeling; however the mechanisms have yet to be clarified. OBJECTIVE: The purpose of this study was test the hypothesis that chronic stress promotes cardiac dysfunction associated to L-type calcium Ca2+ channel activity depression. METHODS: Thirty-day-old male Wistar rats (70 - 100 g) were distributed into two groups: control (C) and chronic stress (St). The stress was consistently maintained at immobilization during 15 weeks, 5 times per week, 1h per day. The cardiac function was evaluated by left ventricular performance through echocardiography and by ventricular isolated papillary muscle. The myocardial papillary muscle activity was assessed at baseline conditions and with inotropic maneuvers such as: post-rest contraction and increases in extracellular Ca2+ concentration, in presence or absence of specific blockers L-type calcium channels. RESULTS: The stress was characterized for adrenal glands hypertrophy, increase of systemic corticosterone level and arterial hypertension. The chronic stress provided left ventricular hypertrophy. The left ventricular and baseline myocardial function did not change with chronic stress. However, it improved the response of the papillary muscle in relation to positive inotropic stimulation. This function improvement was not associated with the L-type Ca2+ channel. CONCLUSION: Chronic stress produced cardiac hypertrophy; however, in the study of papillary muscle, the positive inotropic maneuvers potentiated cardiac function in stressed rats, without involvement of L-type Ca2+ channel. Thus, the responsible mechanisms remain unclear with respect to Ca2+ influx alterations.