Nutrition and Cardiovascular Diseases: Programming and Reprogramming

Abstract The Developmental Origin of Health and Disease (DOHaD) is an area of science dedicated to studying the processes by which insults during critical periods of mammals development leading to physiological changes resultig in diseases throughout life. Studies point to a complex interaction between nutritional status in early life and cardiovascular system homeostasis in which maternal malnutrition during gestation and/or lactation, as well as early weaning, are associated with development of cardiovascular diseases in adulthood. In this context, epigenetic changes, such as DNA methylation, histone acetylation, and change in microRNA expression have been considered molecular bases of cellular plasticity, which can also be gender-dependent. Experimental studies have demonstrated that interventions encompassing the consumption of functional food/bioactive compounds, as well as energetic and nutrients adjustments on the diet, may attenuate or even prevent consequences associated with plasticity of development, improving cardiovascular health. This review aimed to gather and discuss the findings within this context, published over the last ten years.

Envelhecimento e alterações cardíacas, bioquímica, moleculares e funcionais: estudo experimental / Aging and Cardiac, Biochemical, Molecular and functional changes: an experimental study

Fundamentos: O envelhecimento abrange mudanças físicas e psicológicas que reduzem a capacidade de adaptação do idoso à sociedade, sendo o maior fator de risco para doenças cardiovasculares. Objetivo: Investigar alterações do sistema cardiovascular decorrentes do processo de envelhecimento em ratos. Métodos: Parâmetros murinométricos/nutricionais, ecocardiográficos e hemodinâmicos foram determinados em ratos machos com um, cinco e 12 meses de idade. A expressão de proteínas importantes na dinâmica do cálcio intracelular ena sinalização da leptina foram investigadas em homogenato de coração de rato, bem como a atividade das ATPases cardíacas. Os dados foram apresentados como média±erro-padrão e analisados pelo teste one way ANOVA (*p<0,05 vs. 1 mês e #p<0,05 vs. 5 meses). Resultados: Enquanto o índice de massa corporal aumentou (0,46±0,01 g/cm2 ; 0,75±0,01 g/cm2*; 0,78±0,01 g/cm2*), ocoeficiente de eficácia alimentar (0,431±0,013; 0,035±0,003*; 0,003±0,001*#), a velocidade máxima desenvolvida em teste de esforço (3,36±0,34 km/h; 1,38±0,04 km/h*;1,20±0,13 km/h*) e a frequência cardíaca (410,2±5,9 bpm; 375,9±7,6 bpm*;376,6±3,3 bpm*) diminuíram com a idade. Foram observadas hipertrofia do ventrículo esquerdo e disfunção diastólicaem paralelo à redução da expressão do receptor para leptina (2,1±0,4; 1,9±0,2; 0,8±0,2*#) e da atividade da bomba decálcio da família SERCA (1981±77 nmol Pi/mg de proteína/h; 2385±205 nmol Pi/mg de proteína/h; 1148±152 nmol Pi/mg de proteína/h#) no coração.Conclusões: O envelhecimento está associado a risco cardiometabólico, sendo a infrarregulação de receptores para leptina e a redução da atividade da bomba de cálcio no coração provavelmente mecanismos subjacentes à disfunção diastólica do ventrículo esquerdo e a consequente intolerância ao exercício.

Background: Aging involves physical and psychological changes that reduce the elderly’s ability to adapt themselves to society, which is the leading risk factor for cardiovascular diseases. Objective: To investigate changes in the cardiovascular system resulting from the aging process in rats. Methods: Murinometric/nutritional, echocardiographic and hemodynamic parameters were determined in 1, 5 and 12-month aged male rats. The expression of proteins that are critical to intracellular calcium dynamics and leptin signaling, as well as cardiac ATPase activity, was investigated in cardiac homogenates of rats. Data were expressed as mean ± standard error and analyzed by ANOVA one-way test (* p <0.05 vs. one month and #p <0.05 vs. 5 months). Results: Whereas the body mass index increased (0.46±0.01 g/cm2; 0.75±0.01 g/cm2 *,0.78±0.01 g/cm2*), the food efficiency ratio(0.431±0.013; 0.035±0.003*; 0.003±0.001*#), maximum speed during maximal exercise stress testing (3.36±0.34 km/h; 1.38±0.04 km/h*;1.20±0.13 km/h*) and heart rate (410.2±5.9bpm; 375.9±7.6 bpm*; 376.6±3,3 bpm*) decreased with age. Left ventricular hypertrophy and diastolic dysfunction along with reduced leptin receptor expression (2.1±0.4; 1.9±0.2; 0.8±0.2*#) and SERCA-type calcium pump activity (1981±77 nmol Pi/mg protein/h; 2385±205 nmol Pi/mg protein/h; 1148±152 nmol Pi/mg protein/h#) were observed in the hearts.Conclusions: Aging process is related to cardiometabolic risk, with cardiac leptin receptor downregulation and reduced cardiac SERCA2 calcium pump activity presumably being mechanisms underlying the left ventricular diastolic dysfunction and consequent exercise intolerance.

Variações interindividuais na farmacocinética clínica de cardiotônicos / Interindividual changes in cardiotonic clinical pharmacokinetics

A insuficiência cardíaca (IC) é uma síndrome clínica complexa cujo tratamento farmacológico consiste no uso de fármacos inibidores da ECA, BRA, betabloqueadores, diuréticos e antagonistas da aldosterona. Dentre os fármacos com atividade inotrópica, para uso na IC em fase crônica, o fármaco de eleição é a digoxina; já na IC descompensada são utilizados a dobutamina e a milrinona. A farmacocinética é a ciência que estuda a absorção, distribuição, biotransformação e excreção de fármacos; quando inserida na prática clínica, apresenta como hipótese fundamental a relação que existe entre os efeitos farmacológicos do fármaco e sua concentração no sangue ou no plasma. O estabelecimento de esquemas terapêuticos racionais de fármacos é feito apartir de seus parâmetros farmacocinéticos como biodisponibilidade, volume de distribuição, clearance e tempo de meia-vida, que podem ser modificados por inúmeros fatores. Neste estudo revisou-se a farmacocinética da digoxina, dobutamina e milrinona,avaliando-se as alterações de seus parâmetros farmacocinéticos em função de fatores como idade, sexo, presença de IC e interações medicamentosas. Este conhecimento aplicado aos diferentes grupos de indivíduos contribuirá para a racionalização da terapia, aproximando-se de um esquema terapêutico individualizado.

Heart failure (HF) is a complex clinical syndrome whose pharmacological treatment includes the useof ACE inhibitors, ARBs, beta blockers, diuretics and aldosterone antagonists. Among drugs with inotropic activity, the drug of choice for use in chronic phase HF is digoxin, while dobutamine and milrinone are used for decompensated HF. Pharmacokinetics is the science studying the absorption, distribution,biotransformation and excretion of drugs. When inserted into clinical practice, its fundamental hypothesis is the relationship between the pharmacological effects of a drug and its concentration in the blood or plasma. The establishment of rational drug regimens is achieved through their pharmacokinetic parameters, such asbioavailability, distribution volume, clearance rate and half-life, which can be modified by count less factors. This study reviews the pharmacokinetics of digoxin, dobutamine and milrinone, assessing changes in their pharmacokinetic parameters that depend on factors such as age, gender, presence of HF and drug interactions. Applied to different groups of individuals, this knowledge will contribute to the rationalization of treatment, moving towards individualized regimens.

Farmacoepidemiologia e uso indevido de anti-hipertensivos no estado do Rio de Janeiro / Pharmacoepidemiology and antihypertensive drugs misuse at Rio de Janeiro state

Fundamentos: A Farmacoepidemiologia possibilita que se conheça e se entenda melhor a relação risco benefício do uso dos medicamentos em pacientes. Objetivo: Avaliar o uso de medicamentos por pessoa sem idade produtiva na área metropolitana do estado do Rio de Janeiro. Métodos: Estudo transversal realizado com voluntários domiciliados na região metropolitana do estado do Rio de Janeiro, em 2011. Os dados foram coletados utilizando-se questionário estruturado. Resultados: Anti-inflamatórios não esteroidais (40%), medicamentos usados em doenças cardiovasculares (23%) e anticoncepcionais orais (9%) foram as classes farmacológicas mais usadas pelos 235 entrevistados. Os anti-hipertensivos mais usados foram: inibidores da enzima conversora da angiotensina/bloqueadores do receptor de angiotensina (A, 29-33%), diuréticos (D,28%) e betabloqueadores (B, 21-35%), em 186 indivíduos na faixa etária de 20-60 anos. Conclusões: O controle farmacológico da hipertensão indicado para o grupo estudado abrange monoterapia com A ou B. O uso inadequado de nitrovasodilatadores(N), B e D devem ser evitados, especialmente em terapias combinadas, pois B e D favorecem a intolerância à glicose e hipertrigliceridemia. Mulheres hipertensas em idade reprodutiva devem evitar o uso de A e interações medicamentosas com contraceptivos orais. Assim, o uso de anti-hipertensivos não está plenamente de acordo com o consenso atual.

Background: Pharmacoepidemiology makes possible the better knowing and understanding of patients drugs use risk-benefit ratio. Objective: Our study aims to evaluate the use of drugs by people in productive ages that live in metropolitan area of Rio de Janeiro state. Data collection included as tructured questionnaire applied after an informed consent document signature. Results: Non steroidal antiinflammatories (40%),drugs used in cardiovascular diseases (23%) and oral contraceptives (9%) were the most used pharmacological classes by 235 respondents. Angiotensin converting enzyme inhibitors/angiotensin receptor blockers(A, 29-33%), diuretics (D, 28%) and -blockers (B, 21-35%) were the most antihypertensives used by 186 individuals aged from 20 to 60 years. Conclusions: The hypertension pharmacological management indicated for the studied group covers Aor B monotherapy. It is inappropriate to use N; B must be avoided, such as D, especially in combination therapy because B and D promote glucose intolerance and hypertrigly ceridemia. Hypertensive females in reproductive ages must avoid A and drug interaction with oral contraceptives. So the use of antihypertensive drugs is not entirely in agreement to current consensus.