Moderate Continuous Aerobic Exercise Training Improves Cardiomyocyte Contractility in Β1 Adrenergic Receptor Knockout Mice / Treinamento Aeróbico Contínuo de Intensidade Moderada Melhora a Contratilidade do Cardiomiócito em Camundongos com Nocaute para o Receptor B1-Adrenérgico

Abstract Background: The lack of cardiac β1-adrenergic receptors (β1-AR) negatively affects the regulation of both cardiac inotropy and lusitropy, leading, in the long term, to heart failure (HF). Moderate-intensity aerobic exercise (MCAE) is recommended as an adjunctive therapy for patients with HF. Objective: We tested the effects of MCAE on the contractile properties of left ventricular (LV) myocytes from β1 adrenergic receptor knockout (β1ARKO) mice. Methods: Four- to five-month-old male wild type (WT) and β1ARKO mice were divided into groups: WT control (WTc) and trained (WTt); and β1ARKO control (β1ARKOc) and trained (β1ARKOt). Animals from trained groups were submitted to a MCAE regimen (60 min/day; 60% of maximal speed, 5 days/week) on a treadmill, for 8 weeks. P ≤ 0.05 was considered significant in all comparisons. Results: The β1ARKO and exercised mice exhibited a higher (p < 0.05) running capacity than WT and sedentary ones, respectively. The β1ARKO mice showed higher body (BW), heart (HW) and left ventricle (LVW) weights, as well as the HW/BW and LVW/BW than WT mice. However, the MCAE did not affect these parameters. Left ventricular myocytes from β1ARKO mice showed increased (p < 0.05) amplitude and velocities of contraction and relaxation than those from WT. In addition, MCAE increased (p < 0.05) amplitude and velocities of contraction and relaxation in β1ARKO mice. Conclusion: MCAE improves myocyte contractility in the left ventricle of β1ARKO mice. This is evidence to support the therapeutic value of this type of exercise training in the treatment of heart diseases involving β1-AR desensitization or reduction.

Resumo Fundamento: A falta de receptores β1-adrenérgicos (β1-AR) cardíacos afeta negativamente a regulação de inotropismo e lusitropismo cardíacos, levando, no longo prazo, a insuficiência cardíaca (IC). Recomenda-se exercício aeróbico contínuo de intensidade moderada (EACM) como adjuvante no tratamento de pacientes com IC. Objetivo: Testar os efeitos do EACM nas propriedades contráteis de miócitos do ventrículo esquerdo (VE) de camundongos com nocaute para o receptor β1-adrenérgico (β1ARKO). Método: Camundongos machos com 4 a 5 meses de idade, wild-type (WT) e β1ARKO foram divididos em grupos: WT controle (WTc) e treinado (WTt); e β1ARKO controle (β1ARKOc) e treinado (β1ARKOt). Os grupos treinados foram submetidos a regime de EACM (60 min/dia; 60% da velocidade máxima, 5 dias/semana) em esteira rolante, por 8 semanas. Adotou-se P ≤ 0,05 como nível de significância em todas as comparações. Resultados: Os animais β1ARKO (β1ARKOc + β1ARKOt) correram uma distância maior do que os animais WT (WTc + WTt) (p < 0,05). Os camundongos β1ARKO apresentaram maiores pesos corporal (PC), do coração (PCo) e do ventrículo esquerdo (PVE), assim como PCo/PC e PVE/PC do que os camundongos WT. Entretanto, o EACM não afetou tais parâmetros. Os miócitos do VE de camundongos β1ARKO apresentaram maiores (p < 0,05) amplitude e velocidades de contração e relaxamento do que os dos camundongos WT. Além disso, o EACM aumentou (p < 0,05) a amplitude e as velocidades de contração e relaxamento nos camundongos β1ARKO. Conclusão: O EACM melhora a contratilidade do miócito do VE de camundongos β1ARKO. Tal achado confirma o valor terapêutico desse tipo de treinamento físico para o tratamento de doenças cardíacas envolvendo dessensibilização ou redução de β1-AR.

Níveis distintos de Hsp72 no miocárdio de ratas em resposta aos exercícios voluntário e forçado / Different levels of Hsp72 in female rat myocardium in response to voluntary exercise and forced exercise / Niveles distintos de Hsp72 en el miocardio de ratas en respuesta a los ejercicios voluntario y forzado

FUNDAMENTO: O exercício físico promove estresse hemodinâmico. OBJETIVO: Testar se programas de treinamento com corridas voluntária e forçada induzem níveis distintos de expressão de Hsp72 no miocárdio de ratas Wistar. MÉTODOS: Ratas Wistar foram alocadas em três grupos (n = 6, cada): treinadas com corrida voluntária (TCV), treinadas com corrida forçada (TCF) e grupo controle (C). Os animais do TCV tiveram livre acesso à roda de corrida voluntária, enquanto os do TCF foram submetidos à corrida forçada em esteira (18 m/min, 0 por cento inclinação, 60 m/min, 5 dias/sem) durante oito semanas. Fragmentos dos ventrículos esquerdo (VE) e direito (VD) foram coletados para análise dos níveis de Hsp72. RESULTADOS: As ratas do grupo TCV correram, em média, 4,87 km, e as do TCF, 4,88 km por semana. Os animais dos grupos TCV e TCF ganharam menos peso (p < 0,05) que os do grupo C (81,67 ± 11,95 g vs 81,17 ± 10,18 g vs 111,50 ± 2,26 g, respectivamente). O peso relativo do coração não foi diferente (p > 0,05) entre os grupos TCV, TCF e C (4,54 ± 0,79 mg/g vs 4,94 ± 0,89 mg/g vs 4,34 ± 0,87 mg/g, respectivamente). Ratas treinadas com corrida forçada apresentaram níveis de Hsp72 maiores (p < 0,05) que as que correram voluntariamente, no VE (287,45 ± 35,86 por cento vs 135,59 ± 5,10 por cento, respectivamente) e no VD (241,31 ± 25,83 por cento vs 137,91 ± 45,20 por cento, respectivamente). CONCLUSÃO: Os programas de treinamento com corrida voluntária e forçada induziram níveis distintos de expressão de Hsp72 no miocárdio de ratas Wistar.

BACKGROUND: Physical exercise induces hemodynamic stress. OBJECTIVE: To evaluate if voluntary running and forced running induced different levels of stress protein (Hsp72) in the myocardium of female Wistar rats. METHODS: Female rats were randomly assigned to the following groups: forced treadmill running group (FR; n= 6), voluntary running group (VR; n=6) and control group (C; n=6). VR group animals had free access to running wheels, and those from FR group underwent a running program on a treadmill (18 m/min, 60 min/day, 5 days/wk) for 8 weeks. Left ventricle (LV) and right ventricle (RV) fragments were collected at sacrifice, and the relative immunoblot contents of stress protein (Hsp72) were determined. RESULTS: VR animals ran on average 4.87 km/wk, and FR rats ran 4.88 km/wk. Animals from VR and FR groups had less body weight gain (p<0.05) than those from C group (81.67 ± 11.95g vs 81.17 ± 10.18g vs 111.50 ± 2.26g, respectively). Heart weight/body weight ratio was not significantly different (p>0.05) among VR, FR and C groups (4.54 ± 0.79 mg/g vs 4.94 ± 0.89 mg/g vs 4.34 ± 0.87 mg/g, respectively). FR group animals had levels of Hsp72 (p<0.05) higher than those from VR, both in LV (287.45 ± 35.86 percent vs 135.59 ± 5.10 percent, respectively) and RV (241.31 ± 25.83 percent vs 137.91 ± 45.20 percent, respectively). CONCLUSION: Voluntary running and forced running induced different levels of Hsp72 in the myocardium of female Wistar rats.

FUNDAMENTO: El ejercicio físico promueve estrés hemodinámico. OBJETIVO: Probar si programas de entrenamiento con carreras voluntaria y forzada inducen niveles distintos de expresión de Hsp72 en el miocardio de ratas hembra Wistar. MÉTODOS: Ratas hembra Wistar fueron distribuidas en tres grupos (n = 6, cada uno): entrenadas con carrera voluntaria (ECV), entrenadas con carrera forzada (ECF) y grupo control (C). Los animales del ECV tuvieron libre acceso a la rueda de carrera voluntaria, mientras que los del ECF fueron sometidos a carrera forzada en cinta sin fin (18 m/min, 0 por ciento inclinación, 60 m/min, 5 días/sem) durante ocho semanas. Fragmentos de los ventrículos izquierdo (VI) y derecho (VD) se recolectaron para análisis de los niveles de Hsp72. RESULTADOS: Las ratas del grupo ECV corrieron, en promedio 4,87 km, y las del ECF, 4,88 km por semana. Los animales de los grupos ECV y ECF ganaron menos peso (p<0,05) que los del grupo C (81,67 ± 11,95 g vs. 81,17 ± 10,18 g vs. 111,50 ± 2,26 g, respectivamente). El peso relativo del corazón no fue diferente (p>0,05) entre los grupos ECV, ECF y C (4,54 ± 0,79 mg/g vs. 4,94 ± 0,89 mg/g vs. 4,34 ± 0,87 mg/g, respectivamente). Las ratas entrenadas con carrera presentaron niveles de Hsp72 mayores (p<0,05) que las que corrieron voluntariamente, en el VI (287,45 ± 35,86 por ciento vs. 135,59 ± 5,10 por ciento, respectivamente) y en el VD (241,31 ± 25,83 por ciento vs. 137,91 ± 45,20 por ciento, respectivamente). CONCLUSIÓN: Los programas de entrenamiento con carreras voluntaria y forzada inducen niveles distintos de expresión de Hsp72 en el miocardio de ratas Wistar.