Suplementação de Vitamina D Induz Remodelação Cardíaca em Ratos: Associação com a Proteína de Interação com a Tiorredoxina e a Tiorredoxina / Vitamin D Supplementation Induces Cardiac Remodeling in Rats: Association with Thioredoxin-Interacting Protein and Thioredoxin

Resumo Fundamento: A vitamina D (VD) tem um importante papel na função cardíaca. No entanto, a vitamina exerce uma curva "dose-resposta" bifásica na fisiopatologia cardiovascular e pode causar efeitos deletérios, mesmo em doses não tóxicas. A VD exerce suas funções celulares ligando-se ao seu receptor. Ainda, a expressão da proteína de interação com a tiorredoxina (TXNIP) é positivamente regulada pela VD. A TXNIP modula diferentes visa de sinalização celular que podem ser importantes para a remodelação cardíaca. Objetivos: Avaliar se a suplementação com VD leva à remodelação cardíaca, e se a TXNIP e a tiorredoxina (Trx) estão associadas com esse processo. Métodos: Duzentos e cinquenta ratos Wistar machos foram alocados em três grupos: controle (C, n=21), sem suplementação com VD; VD3 (n = 22) e VD10 (n=21), suplementados com 3,000 e 10,000 UI de VD/ kg de ração, respectivamente, por dois meses. Os grupos foram comparados por análise de variância (ANOVA) com um fator e teste post hoc de Holm-Sidak (variáveis com distribuição normal), ou pelo teste de Kruskal-Wallis e análise post-hoc de Dunn. O nível de significância para todos os testes foi de 5%. Resultados: A expressão de TXNIP foi mais alta e a atividade do Trx foi mais baixa no grupo VD10. Os animais que receberam suplementação com VD apresentaram aumento de hidroperóxido lipídico e diminuição de superóxido dismutase e glutationa peroxidase. A proteína Bcl-2 foi mais baixa no grupo VD10. Observou-se uma diminuição na β-oxidação de ácidos graxos, no ciclo do ácido tricarboxílico, na cadeia transportadora de elétrons, e um aumento na via glicolítica. Conclusão: A suplementação com VD levou à remodelação cardíaca e esse processo pode ser modulado por TXNIP e Trx, e consequentemente por estresse oxidativo.

Abstract Background: Vitamin D (VD) has been shown to play an important role in cardiac function. However, this vitamin exerts a biphasic "dose response" curve in cardiovascular pathophysiology and may cause deleterious effects, even in non-toxic doses. VD exerts its cellular functions by binding to VD receptor. Additionally, it was identified that the thioredoxin-interacting protein (TXNIP) expression is positively regulated by VD. TXNIP modulate different cell signaling pathways that may be important for cardiac remodeling. Objective: To evaluate whether VD supplementation lead to cardiac remodeling and if TXNIP and thioredoxin (Trx) proteins are associated with the process. Methods: A total of 250 Male Wistar rats were allocated into three groups: control (C, n=21), with no VD supplementation; VD3 (n = 22) and VD10 (n=21), supplemented with 3,000 and 10,000 IU of VD/ kg of chow respectively, for two months. The groups were compared by one-way analysis of variance (ANOVA) and Holm-Sidak post hoc analysis, (variables with normal distribution), or by Kruskal-Wallis test and Dunn's test post hoc analysis. The significance level for all tests was 5%. Results: TXNIP protein expression was higher and Trx activity was lower in VD10. The animals supplemented with VD showed increased lipid hydroperoxide and decreased superoxide dismutase and glutathione peroxidase. The protein Bcl-2 was lower in VD10. There was a decrease in fatty acid β-oxidation, tricarboxylic acid cycle and electron transport chain with shift to increase in glycolytic pathway. Conclusion: VD supplementation led to cardiac remodeling and this process may be modulated by TXNIP and Trx proteins and consequently oxidative stress.

Association between Functional Variables and Heart Failure after Myocardial Infarction in Rats / Associação entre Variáveis Funcionais e Insuficiência Cardíaca após o Infarto do Miocárdio em Ratos

Background: Heart failure prediction after acute myocardial infarction may have important clinical implications. Objective: To analyze the functional echocardiographic variables associated with heart failure in an infarction model in rats. Methods: The animals were divided into two groups: control and infarction. Subsequently, the infarcted animals were divided into groups: with and without heart failure. The predictive values were assessed by logistic regression. The cutoff values predictive of heart failure were determined using ROC curves. Results: Six months after surgery, 88 infarcted animals and 43 control animals were included in the study. Myocardial infarction increased left cavity diameters and the mass and wall thickness of the left ventricle. Additionally, myocardial infarction resulted in systolic and diastolic dysfunction, characterized by lower area variation fraction values, posterior wall shortening velocity, E-wave deceleration time, associated with higher values of E / A ratio and isovolumic relaxation time adjusted by heart rate. Among the infarcted animals, 54 (61%) developed heart failure. Rats with heart failure have higher left cavity mass index and diameter, associated with worsening of functional variables. The area variation fraction, the E/A ratio, E-wave deceleration time and isovolumic relaxation time adjusted by heart rate were functional variables predictors of heart failure. The cutoff values of functional variables associated with heart failure were: area variation fraction < 31.18%; E / A > 3.077; E-wave deceleration time < 42.11 and isovolumic relaxation time adjusted by heart rate < 69.08. Conclusion: In rats followed for 6 months after myocardial infarction, the area variation fraction, E/A ratio, E-wave deceleration time and isovolumic relaxation time adjusted by heart rate are predictors of heart failure onset.

Fundamento: A predição de insuficiência cardíaca após o infarto agudo do miocárdio pode ter importantes implicações clínicas. Objetivo: Analisar as variáveis funcionais ecocardiográficas associadas com insuficiência cardíaca no modelo do infarto em ratos. Métodos: Os animais foram divididos em dois grupos: infarto e controle. Após, os animais infartados foram divididos em grupos com e sem insuficiência cardíaca. Os valores preditivos foram avaliados por regressão logística. Os valores de corte preditivos de insuficiência cardíaca foram determinados por meio de curvas ROC. Resultados: Após 6 meses da cirurgia, 88 animais com infarto e 43 animais controle foram incluídos no estudo. O infarto aumentou os diâmetros das cavidades esquerdas, a massa e a espessura da parede do ventrículo esquerdo. Adicionalmente, o infarto resultou em disfunção sistólica e diastólica, caracterizada por menores valores da fração de variação de área, velocidade de encurtamento da parede posterior, tempo de desaceleração da onda E, associada com maiores valores da relação E/A e tempo de relaxamento isovolumétrico ajustado pela frequência cardíaca. Dentre os animais infartados, 54 (61%) desenvolveram insuficiência cardíaca. Ratos com insuficiência cardíaca apresentaram maiores índices de massa e diâmetros das cavidades esquerdas, associadas com piora das variáveis funcionais. A fração de variação de área, relação E/A, tempo de desaceleração da onda E e tempo de relaxamento isovolumétrico ajustado pela frequência cardíaca foram variáveis funcionais preditoras de insuficiência cardíaca. Os valores de corte das variáveis funcionais associados com insuficiência cardíaca foram: fração de variação de área < 31,18%; E/A > 3,077; tempo de desaceleração da onda E < 42,11 e tempo de relaxamento isovolumétrico ajustado pela frequência cardíaca < 69,08. Conclusão: Em ratos acompanhados por 6 meses após o infarto, a fração de variação de área, relação E/A, tempo de desaceleração da onda E e tempo de relaxamento isovolumétrico ajustado pela frequência cardíaca são preditores do aparecimento de insuficiência cardíaca.

Periostin as a modulator of chronic cardiac remodeling after myocardial infarction

OBJECTIVE: After acute myocardial infarction, during the cardiac repair phase, periostin is released into the infarct and activates signaling pathways that are essential for the reparative process. However, the role of periostin in chronic cardiac remodeling after myocardial infarction remains to be elucidated. Therefore, the objective of this study was to investigate the relationship between tissue periostin and cardiac variables in the chronic cardiac remodeling induced by myocardial infarction. METHODS: Male Wistar rats were assigned to 2 groups: a simulated surgery group (SHAM; n = 8) and a myocardial infarction group (myocardial infarction; n = 13). After 3 months, morphological, functional and biochemical analyses were performed. The data are expressed as means±SD or medians (including the lower and upper quartiles). RESULTS: Myocardial infarctions induced increased left ventricular diastolic and systolic areas associated with a decreased fractional area change and a posterior wall shortening velocity. With regard to the extracellular matrix variables, the myocardial infarction group presented with higher values of periostin and types I and III collagen and higher interstitial collagen volume fractions and myocardial hydroxyproline concentrations. In addition, periostin was positively correlated with type III collagen levels (r = 0.673, p = 0.029) and diastolic (r = 0.678, p = 0.036) and systolic (r = 0.795, p = 0.006) left ventricular areas. Considering the relationship between periostin and the cardiac function variables, periostin was inversely correlated with both the fractional area change (r = -0.783, p = 0.008) and the posterior wall shortening velocity (r = -0.767, p = 0.012). CONCLUSIONS: Periostin might be a modulator of deleterious cardiac remodeling in the chronic phase after myocardial infarction in rats. .