Effects of exercise training on stress-induced vascular reactivity alterations: role of nitric oxide and prostanoids

Background: Physical exercise may modify biologic stress responses. Objective: To investigate the impact of exercise training on vascular alterations induced by acute stress, focusing on nitric oxide and cyclooxygenase pathways. Method: Wistar rats were separated into: sedentary, trained (60-min swimming, 5 days/week during 8 weeks, carrying a 5% body-weight load), stressed (2 h-immobilization), and trained/stressed. Response curves for noradrenaline, in the absence and presence of L-NAME or indomethacin, were obtained in intact and denuded aortas (n=7-10). Results: None of the procedures altered the denuded aorta reactivity. Intact aortas from stressed, trained, and trained/stressed rats showed similar reduction in noradrenaline maximal responses (sedentary 3.54±0.15, stressed 2.80±0.10*, trained 2.82±0.11*, trained/stressed 2.97± 0.21*, *P<0.05 relate to sedentary). Endothelium removal and L-NAME abolished this hyporeactivity in all experimental groups, except in trained/stressed rats that showed a partial aorta reactivity recovery in L-NAME presence (L-NAME: sedentary 5.23±0,26#, stressed 5.55±0.38#, trained 5.28±0.30#, trained/stressed 4.42±0.41, #P<0.05 related to trained/stressed). Indomethacin determined a decrease in sensitivity (EC50) in intact aortas of trained rats without abolishing the aortal hyporeactivity in trained, stressed, and trained/stressed rats. Conclusions: Exercise-induced vascular adaptive response involved an increase in endothelial vasodilator prostaglandins and nitric oxide. Stress-induced vascular adaptive response involved an increase in endothelial nitric oxide. Beside the involvement of the endothelial nitric oxide pathway, the vascular response of trained/stressed rats involved an additional mechanism yet to be elucidated. These findings advance on the understanding of the vascular processes after exercise and stress alone and in combination. .

Impacto da exposição pós-natal crônica ao estresse sobre o comportamento ansiogênico de ratos jovens induzidos pela desnutrição in utero / Impact of chronic postnatal exposure to stress on the anxiogenic behavior of young rats induced by undernutrition in utero

Exposure to stress and undernutrition alone are important risk factors in the development of neurobehavioral disorders. However, few studies focus on how chronic postnatal stress affects adaptive behavioral response to undernutrition in utero. OBJECTIVE: to investigate whether chronic postnatal stress exposure constitutes a risk factor in addition to undernutrition in utero to developing neurobehavioral disorders in young rats. METHODS: we evaluated the overall activity in the Open Field, and anxiety in the Elevated Plus Maze of male Wistar rats (35 days) from dams submitted or not to food restriction (50%) throughout pregnancy and exposed or not to restraint stress (single sections 1 h/day, 5 days/week for 2 weeks from weaning). RESULTS: postnatal stress and undernutrition in utero, alone and in combination, did not cause changes to the young rats behavior, except for a decrease of locomotion in the central and middle zone of the Open Field in the offsprings subjected to undernutrition in utero. The postnatal stress, alone and in combination, did not change the activity in Elevated Plus Maze. However, the time spent in the open arms decreased while the time in the closed arms increased in undernourished rats in utero. The anxiety index was decreased by undernutrition in utero. CONCLUSION: the absence of behavioral changes in young rats exposed to undernutrition in utero in association with chronic postnatal stress suggests that the physiological changes that lead to anxiogenic condition induced by undernutrition in utero alone take place mainly during the postnatal development

Exposição ao estresse e desnutrição, isoladamente, são importantes fatores de risco no desenvolvimento de transtornos neurocomportamentais. Entretanto, poucos estudos focam como o estresse pós-natal crônico afeta a resposta comportamental adaptativa à desnutrição in utero. OBJETIVO: investigar se a exposição pós-natal crônica ao estresse constitui-se em fator de risco adicional à desnutrição in utero para o desenvolvimento de transtornos neurocomportamentais em ratos jovens. MÉTODOS: avaliou-se a atividade geral, em Campo Aberto, e a ansiedade, no Labirinto em Cruz Elevado, de ratos machos Wistar (35 dias) provenientes de ratas submetidas ou não à restrição alimentar (50%) durante toda a prenhez, e expostos ou não ao estresse de contenção (seções únicas 1 h/dia, 5 dias/semana, durante 2 semanas a partir do desmame). RESULTADOS: o estresse pós-natal e a desnutrição in utero, isoladamente e em associação, não determinaram alterações no comportamento de ratos jovens, exceto pela diminuição da locomoção na zona central e mediana do Campo Aberto em proles submetidas à desnutrição in utero. O estresse pós-natal, isoladamente e em associação, não alterou a atividade no Labirinto em Cruz Elevado. Entretanto, o tempo de permanência nos braços abertos diminuiu enquanto o tempo nos braços fechados aumentou em ratos desnutridos in utero. O índice de ansiedade foi diminuído pela desnutrição in utero. CONCLUSÃO: a ausência de alterações comportamentais em ratos jovens expostos à desnutrição in utero em associação ao estresse pós-natal crônico sugere que as alterações fisiológicas que levam à condição ansiogênica induzida pela desnutrição in utero, isoladamente, têm lugar principalmente durante o desenvolvimento pós-natal

Combination Therapy for the Cardiovascular Effects of Perinatal Lead Exposure in Young and Adult Rats / Alterações cardiovasculares da exposição perinatal ao chumbo em ratos jovens e adultos: papel da terapia combinada

Background: Combination therapy can play a significant role in the amelioration of several toxic effects of lead (Pb) and recovery from associated cardiovascular changes. Objective: To investigate the effects of combination therapy on the cardiovascular effects of perinatal lead exposure in young and adult rats Methods: Female Wistar rats received drinking water with or without 500 ppm of Pb during pregnancy and lactation. Twenty-two- and 70-day-old rat offspring who were or were not exposed to Pb in the perinatal period received meso-dimercaptosuccinic acid (DMSA), L-arginine, or enalapril and a combination of these compounds for 30 additional days. Noradrenaline response curves were plotted for intact and denuded aortas from 23-, 52-, 70-, and 100-day-old rats stratified by perinatal Pb exposure (exposed/unexposed) and treatment received (treated/untreated). Results: Systolic blood pressure was evaluated and shown to be higher in the 23-, 52-, 70-, and 100-day age groups with Pb exposure than in the corresponding control age groups: 117.8 ± 3.9*, 135.2 ± 1.3*, 139.6 ± 1.6*, and 131.7 ± 2.8*, respectively and 107.1 ± 1.8, 118.8 ± 2.1, 126.1 ± 1.1, and 120.5 ± 2.2, respectively (p < 0.05). Increased reactivity to noradrenaline was observed in intact, but not denuded, aortas from 52-, 70-, and 100-day-old exposed rats, and the maximum responses (g of tension) in the respective Pb-exposed and control age groups were as follows: 3.43 ± 0.16*, 4.32 ± 0.18*, and 4.21 ± 0.23*, respectively and 2.38 ± 0.33, 3.37 ± 0.13, and 3.22 ± 0.21, respectively (p < 0.05). Conclusions: All treatments reversed the changes in vascular reactivity to noradrenaline in rats perinatally exposed to Pb. The combination therapy resulted in an earlier restoration of blood pressure in Pb-exposed rats compared with the monotherapies, except for enalapril therapy in young rats. These ...

Introdução: A terapia combinada parece desempenhar papel significativo em reduzir os efeitos cardiovasculares deletérios da exposição ao chumbo (Pb). Objetivo: Para investigar esta possibilidade, ratas Wistar receberam Pb (500 ppm na água de beber) ou água durante a prenhez e a lactação. Ratos com 22 e 70 dias, expostos perinatalmente ao Pb ou não, receberam DMSA, L- arginina, enalapril e a combinação destes por 30 dias adicionais. Métodos: Curvas concentração-efeito à noradrenalina foram obtidas em aortas intactas e desnudas, de ratos com 23, 52, 70 e 100 dias expostos ou não ao Pb, tratados ou não. Resultados: A pressão arterial sistólica caudal (mmHg) foi avaliada e mostrou-se aumentada em ratos expostos ao Pb [23, 52, 70 e 100 dias, respectivamente: controle 107,1±1,8, 118,8±2,1, 126,1±1,1, 120,5±2,2; Pb 117,8±3,9*, 135,2±1,3*, 139,6±1,6* e 131,7± 2,8*]. Observou-se aumento de reatividade à noradrenalina em aorta intacta, mas não desnudada, de ratos com 52, 70 e 100 dias expostos ao Pb [resposta máxima (g de tensão) 52 dias: Pb 3,43±0,16*, controle 2,38±0,33; 70 dias: Pb 4,32±0,18*, controle 3,37±0,13; 100 dias: Pb 4,21±0,23*, controle 3,22±0,21]. (*) p < 0,05 em relação ao respectivo controle. Conclusões: Todos os tratamentos restauraram as alterações de reatividade à noradrenalina em aortas de ratos expostos perinatalmente ao Pb. Exceto pelo enalapril em ratos jovens, a terapia combinada restaurou mais precocemente a pressão arterial de ratos expostos ao Pb em relação aos tratamentos isolados. Estes resultados representam uma nova abordagem no desenvolvimento de protocolos terapêuticos no tratamento da hipertensão induzida pela exposição ao Pb. .

Estresse Isolado ou Associado ao Etanol Libera Prostanóides em Aorta de Ratos via ?2-Adrenoceptores / Stress Alone or associated with Ethanol Induces Prostanoid Release in Rat Aorta via ?2-Adrenoceptor

Fundamento: Estresse e etanol são ambos, independentemente, importantes fatores de risco cardiovascular. Objetivo: avaliar o risco cardiovascular do consumo de etanol e exposição ao estresse, isolados e em associação, em ratos machos adultos. Métodos: Os ratos foram separados em quatro grupos: controle, etanol (20% na água de beber durante seis semanas), estresse (imobilização 1h dia/5 dias por semana/ 6 semanas) e estresse/etanol. As curvas de concentração-resposta à noradrenalina - na ausência e na presença de ioimbina, L-NAME ou indometacina - ou fenilefrina foram determinadas em aortas torácicas com e sem endotélio. EC50 e resposta máxima (n = 8-12) foram comparadas através de ANOVA de dois fatores (two-way) / método de Bonferroni. Resultados: Estresse ou estresse em associação com o consumo de etanol aumentaram as respostas máximas de noradrenalina em aortas intactas. Essa hiper-reatividade foi eliminada pela remoção do endotélio, ou pela presença da indometacina ou ioimbina, mas não foi alterada pela presença de L-NAME. Enquanto isso, o consumo de etanol não alterou a reatividade à noradrenalina. As respostas da fenilefrina em aortas com e sem endotélio também permaneceram inalteradas independentemente do protocolo. Conclusão: O estresse crônico aumentou as respostas aórticas dos ratos à noradrenalina. Esse efeito é dependente do endotélio vascular e envolve a liberação de prostanóides vasoconstritores através da estimulação de α-2 adrenoceptores endoteliais. Além disso, o consumo crônico de etanol pareceu não influenciar as respostas de noradrenalina em aorta de rato, nem modificar o aumento de tais respostas observadas em consequência da exposição ao estresse. .

Background: Stress and ethanol are both, independently, important cardiovascular risk factors. Objective: To evaluate the cardiovascular risk of ethanol consumption and stress exposure, isolated and in association, in male adult rats. Methods: Rats were separated into 4 groups: Control, ethanol (20% in drinking water for 6 weeks), stress (immobilization 1h day/5 days a week for 6 weeks) and stress/ethanol. Concentration-responses curves to noradrenaline - in the absence and presence of yohimbine, L-NAME or indomethacin - or to phenylephrine were determined in thoracic aortas with and without endothelium. EC50 and maximum response (n=8-12) were compared using two-way ANOVA/Bonferroni method. Results: Either stress or stress in association with ethanol consumption increased the noradrenaline maximum responses in intact aortas. This hyper-reactivity was eliminated by endothelium removal or by the presence of either indomethacin or yohimbine, but was not altered by the presence of L-NAME. Meanwhile, ethanol consumption did not alter the reactivity to noradrenaline. The phenylephrine responses in aortas both with and without endothelium also remained unaffected regardless of protocol. Conclusion: Chronic stress increased rat aortic responses to noradrenaline. This effect is dependent upon the vascular endothelium and involves the release of vasoconstrictor prostanoids via stimulation of endothelial alpha-2 adrenoceptors. Moreover, chronic ethanol consumption appeared to neither influence noradrenaline responses in rat thoracic aorta, nor did it modify the increase of such responses observed as a consequence of stress exposure. .

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.

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.

Alterações vasculares em ratos obesos por dieta rica em gordura: papel da Via L-arginina/NO Endotelial / Vascular alterations in high-fat diet-obese rats: role of Endothelial L-arginine/NO Pathway / Alteraciones vasculares en ratones obesos por dieta rica en grasa: papel de la vía L-arginina/NO endotelial

FUNDAMENTO: Mecanismos subjacentes a anormalidades vasculares na obesidade ainda não estão completamente esclarecidos. OBJETIVO: Foi avaliada a via do óxido nítrico/L-arginina na resposta vascular de ratos obesos por dieta rica em gordura, enfocando as células endoteliais e do músculo liso. MÉTODOS: Ratos com 30 dias de vida foram divididos em 2 grupos: controle (C) e obeso (OB, ratos sob dieta rica em gordura por 30 semanas). Após 30 semanas, foram registrados o peso corporal, índice de adiposidade, pressão arterial e perfis metabólicos e endócrinos dos animais. Foram obtidas curvas para noradrelanina na ausência e presença de inibidor de óxido nítrico sintase (L-NAME, 3x10-4M) em aorta torácica intacta e com desnudamento em ratos C e OB. RESULTADOS: As medidas de peso corporal, índice de adiposidade, leptina e insulina aumentaram nos ratos OB, enquanto a pressão arterial permaneceu inalterada. A obesidade também produziu tolerância à glicose e resistência à insulina. A reatividade à noradrenalina da aorta intacta foi similar em ratos C e OB. A presença de L-NAME produziu um aumento similar nas respostas máximas, mas um desvio maior à esquerda das respostas nas aortas intactas dos ratos C em relação aos ratos OB [EC50 (x10-7M): C = 1,84 (0,83-4,07), O = 2,49 (1,41-4,38); presença de L-NAME C = 0,02 (0,01-0,04)*, O = 0,21 (0,11-0,40)*†,*p < 0,05 vs controle respectivo,†p < 0,05 vs controle mais L-NAME, n = 6-7]. Nenhum dos protocolos alterou a reatividade à noradrenalina de aortas com desnudamento. CONCLUSÃO: A obesidade induzida por dieta rica em gordura promove alterações metabólicas e vasculares. A alteração vascular envolveu uma melhora da via endotelial L-arginina/NO provavelmente relacionada à hiperinsulinemia e hiperleptinemia induzidas por dieta. A maior resistência aos efeitos do L-NAME na aorta de ratos obesos diz respeito a menor vulnerabilidade de indivíduos obesos na presença de patologias associadas que causam danos à atividade do sistema NO.

BACKGROUND: Mechanisms underlying vascular abnormalities in obesity remain to be completely clarified. OBJECTIVE: L-arginine/nitric oxide pathway was evaluated on vascular response of high-fat diet-obese rats, focusing on endothelial and smooth muscle cells. METHODS: 30-day-old rats were divided in two groups: control (C) and obese (OB, high-fat diet for 30 weeks). After 30 weeks, body weight, adiposity index, blood pressure, and metabolic and endocrine profiles of the animals were recorded. Curves to noradrenaline were obtained in absence and presence of nitric oxide synthase inhibitor (L-NAME, 3x10-4M) on intact and denuded thoracic aorta from C and OB rats. RESULTS: Body weight, adiposity index, leptin and insulin levels were increased in OB, while blood pressure was unchanged. Obesity also produced glucose tolerance and insulin resistance. Reactivity to noradrenaline of intact aorta was similar in C and OB rats. L-NAME presence produced a similar increase in maximal responses, but a higher leftward shift of noradrenaline responses in intact aorta from C than in OB rats [EC50 (x10-7M): C = 1.84 (0.83-4.07), O = 2.49 (1.41-4.38); L-NAME presence C = 0.02 (0.01-0.04)*, O = 0.21 (0.11-0.40)*†,*p < 0.05 vs respective control, †p < 0.05 vs control plus L-NAME, n = 6-7]. None of the protocols altered the reactivity to noradrenaline of denuded aortas. CONCLUSION: High-fat diet-induced obesity promotes metabolic and vascular alterations. The vascular alteration involved an endothelial L-arginine/NO pathway improvement was probably correlated to diet-induced hyperinsulinemia and hyperleptinemia. The greater resistance to L-NAME effects in aorta of obese rats raises concerns about the lower cardiovascular vulnerability of obese individuals in the presence of associated pathologies that impair NO-system activity.

FUNDAMENTO: Los mecanismos subyacentes a las anormalidades vasculares en la obesidad todavía no están completamente aclarados. OBJETIVO: Se evaluó la vía del óxido nítrico/L-arginina en la respuesta vascular de ratones obesos por dieta rica en grasa, concentrándonos en las células endoteliales y en el músculo liso. MÉTODOS: Ratones con 30 días de vida que fueron divididos en 2 grupos: control (C) y obeso (OB, ratones bajo dieta rica en grasa durante 30 semanas). Después de 30 semanas, fueron registrados el peso corporal, el índice de adiposidad, la presión arterial y los perfiles metabólicos y endocrinos de los animales. Fueron obtenidas las curvas para noradrelanina en ausencia y en presencia del inhibidor de óxido nítrico sintasa (L-NAME, 3x10-4M), en la aorta torácica intacta y con denudación de los ratones C y OB. RESULTADOS: Las medidas de peso corporal, índice de adiposidad, leptina e insulina aumentaron en los ratones OB, mientras que la presión arterial permaneció inalterada. La obesidad también produjo una tolerancia a la glucosa y una resistencia a la insulina. La reactividad a la noradrenalina de la aorta intacta fue similar en los ratones C y OB. La presencia de L-NAME generó un aumento similar en las respuestas máximas, pero una desviación mayor a la izquierda de las respuestas en las aortas intactas de los ratones C con relación a los ratones OB [EC50 (x10-7M): C = 1,84 (0,83-4,07), O = 2,49 (1,41-4,38); presencia de L-NAME C = 0,02 (0,01-0,04)*, O = 0,21 (0,11-0,40)*†,*p < 0,05 vs control respectivo, †p < 0,05 vs control más L-NAME, n = 6-7]. Ninguno de los protocolos alteró la reactividad a la noradrenalina de las aortas con denudación. CONCLUSIÓN: La obesidad inducida por dieta rica en grasa genera alteraciones metabólicas y vasculares. La alteración vascular conllevó a una mejoría de la vía endotelial L-arginina/NO tal vez relacionada con la hiperinsulinemia e hiperleptinemia inducidas por dieta. La mayor resistencia a los efectos del L-NAME en la aorta de ratones obesos, se refiere a una menor vulnerabilidad de individuos obesos en presencia de patologías asociadas que causan daños a la actividad del sistema NO.