RESUMO
Abstract Background: Diabetes mellitus (DM) is one of the major risk factors for cardiovascular disease, leading to endothelial dysfunction and angiogenesis impairment . MiR-126 and miR-210 support angiogenic response in endothelial cells. Objective: The present study sought to explore the effect of garlic and voluntary exercise, alone or together, on miR-126 and miR-210 expressions and cardiac angiogenesis in rats with type 1 diabetes. Methods: Male Wistar rats were divided into five groups (n = 7): Control, Diabetes, Diabetes+Garlic, Diabetes+Exercise, and Diabetes+Garlic+Exercise. Diabetes was induced in the animals by streptozotocin (ip, 50 mg/kg). The rats were then fed raw fresh garlic homogenate (250 mg/kg) or were subjected to voluntary exercise, or to combined garlic and voluntary exercise for 6 weeks. MiR-126 and miR-210 expressions in the myocardium were determined by real time PCR, and the serum lipid profile was measured by enzymatic kits. Angiogenesis was evaluated by immunostaining for PECAM-1/ CD31 in the myocardium. Results: Diabetes reduced both cardiac miR-126 expression and angiogenesis (p < 0.05). On the other hand, there was a miR-210 expression increase in the myocardium of diabetic animals (p < 0.001). However, those effects reversed either with garlic or voluntary exercise (p < 0.01). Moreover, treating diabetic rats with garlic and voluntary exercise combined had an additional effect on the expressions of miR-126 and miR-210 (p < 0.001). Furthermore, both voluntary exercise and garlic significantly improved serum lipid profiles (p < 0.001). Conclusion: The induction of diabetes decreased angiogenesis in the myocardium, whereas our treatment using long-term voluntary exercise and garlic improved myocardial angiogenesis. These changes were possibly owing to the enhancement of myocardial miR-126 and miR-210 expressions.
Resumo Fundamento: O diabetes mellitus (DM) é um dos principais fatores de risco para doenças cardiovasculares, levando à disfunção endotelial e inibição da angiogênese. O miRNA-126 e o miRNA-210 promovem a resposta angiogênica em células endoteliais. Objetivo: O presente estudo buscou explorar o efeito do alho e de exercícios físicos voluntários, isoladamente ou em conjunto, nas expressões do miRNA-126 e do miR-210 e na angiogênese cardíaca em ratos com diabetes tipo 1. Métodos: Ratos Wistar machos foram divididos em cinco grupos (n = 7): Controle, Diabetes, Diabetes+Alho, Diabetes+Exercícios e Diabetes+Alho+Exercícios. Introduziu-se diabetes nos animais por estreptozotocina (ip, 50 mg/kg). Os ratos foram então alimentados com homogenato de alho fresco cru (250 mg/kg), ou foram submetidos a exercícios voluntários, ou a uma combinação de alho e exercícios voluntários, durante 6 semanas. As expressões do miRNA-126 e do miRNA-210 no miocárdio foram determinadas por PCR em tempo real, e o perfil lipídico sérico foi medido por kits enzimáticos. A angiogênese foi avaliada por imunocoloração por PECAM-1/CD31 no miocárdio Resultados: O diabetes reduziu a expressão do miRNA-126 cardíaco e da angiogênese (p < 0,05). Por outro lado, houve um aumento da expressão do miRNA-210 no miocárdio dos animais diabéticos (p < 0,001). No entanto, tais efeitos foram revertidos com alho ou exercícios voluntários (p < 0,01). Além disso, o tratamento de ratos diabéticos conjuntamente com alho e exercícios voluntários teve um efeito adicional sobre as expressões do miRNA-126 e do miRNA-210 (p < 0,001). Além disso, tanto os exercícios voluntários quanto o alho melhoraram significativamente os perfis lipídicos séricos (p < 0,001). Conclusões: A indução de diabetes diminuiu a angiogênese no miocárdio, enquanto nosso tratamento com exercícios voluntários de longa duração e alho melhorou a angiogênese miocárdica. Estas alterações devem-se, possivelmente, ao aumento das expressões do miRNA-126 e do miRNA no miocárdio.
Assuntos
Animais , Masculino , Condicionamento Físico Animal/fisiologia , Neovascularização Fisiológica/fisiologia , Vasos Coronários/fisiopatologia , MicroRNAs/análise , Diabetes Mellitus Tipo 1/fisiopatologia , Alho/química , Triglicerídeos/sangue , Imuno-Histoquímica , Distribuição Aleatória , Colesterol/sangue , Reprodutibilidade dos Testes , Resultado do Tratamento , Ratos Wistar , Molécula-1 de Adesão Celular Endotelial a Plaquetas/análise , MicroRNAs/fisiologia , Diabetes Mellitus Experimental/fisiopatologia , Diabetes Mellitus Tipo 1/terapia , Reação em Cadeia da Polimerase em Tempo Real , Coração/fisiopatologiaRESUMO
Abstract Background: Crocin is reported to have a wide range of biological activities such as cardiovascular protection. Recent epidemiologic studies have shown that exercise reduces cardiovascular morbidity and mortality in the general population. Objective: The aim of this study was to evaluate the effect of crocin and voluntary exercise on miR-126 and miR-210 expression levels and angiogenesis in the heart tissue. Methods: Animals were divided into 4 groups: control, exercise, crocin, and exercise-crocin. Animals received oral administration of crocin (50 mg/kg) or performed voluntary exercise alone or together for 8 weeks. Akt, ERK1/2 protein levels, miR-126 and miR-210 expression were measured in the heart tissue. Immunohistochemical method was used to detect CD31 in the heart tissue. Results: Akt and ERK1/2 levels of the heart tissue were higher in crocin treated group and voluntary exercise trained group after 8 weeks. Combination of crocin and exercise also significantly enhanced Akt and ERK1/2 levels in the heart tissue. MiR-126, miR-210 expression and CD31 in the heart increased in both crocin and voluntary exercise groups compared with control group. In addition, combination of exercise and crocin amplified their effect on miR-126 and miR-210 expression, and angiogenesis. Conclusion: Crocin and voluntary exercise improve heart angiogenesis possibly through enhancement of miR-126 and miR-210 expression. Voluntary exercise and diet supplementation with crocin could have beneficial effects in prevention of cardiovascular disease.
Resumo Fundamentos: A crocina tem uma vasta gama de atividades biológicas, tais como a proteção cardiovascular. Estudos epidemiológicos recentes demonstraram que o exercício reduz a morbidade e a mortalidade cardiovasculares na população em geral. Objetivo: O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da crocina e do exercício voluntário nos níveis de expressão miR-126 e miR-210 e na angiogênese no tecido cardíaco. Métodos: Os animais foram divididos em 4 grupos: controle, exercício, crocina e exercício-crocina. Os animais receberam a administração oral de crocina (50 mg/kg) ou realizaram exercício voluntário sozinhos ou em conjunto durante 8 semanas. Os níveis de proteína Akt, ERK1/2, e a expressão de miR-126 e miR-210 foram medidos no tecido cardíaco. O método imunohistoquímico foi utilizado para detectar CD31 no tecido cardíaco. Resultados: Os níveis de Akt e ERK1/2 do tecido cardíaco foram maiores no grupo tratado com crocina e no grupo de exercício voluntário após 8 semanas. A combinação de crocina e exercício também aumentou significativamente os níveis de Akt e ERK1/2 no tecido cardíaco. A expressão de MiR-126, miR-210 e CD31 no coração aumentou tanto em no grupo de crocina como no grupo de exercício voluntário em comparação com o grupo de controle. Além disso, a combinação de exercício e crocina amplificou seu efeito na expressão de miR-126 e miR-210 e angiogênese. Conclusão: A Crocina e o exercício voluntário melhoram a angiogênese cardíaca possivelmente através do aumento da expressão de miR-126 e miR-210. O exercício voluntário e a suplementação dietética com crocina podem ter efeitos benéficos na prevenção de doenças cardiovasculares.
Assuntos
Animais , Masculino , Ratos , Condicionamento Físico Animal , Carotenoides/farmacologia , Neovascularização Fisiológica/fisiologia , MicroRNAs/metabolismo , Diabetes Mellitus Experimental/metabolismo , Miocárdio/metabolismo , Fatores de Tempo , Imuno-Histoquímica , Ratos Wistar , Sistema de Sinalização das MAP QuinasesRESUMO
Abstract Background: Impaired angiogenesis in cardiac tissue is a major complication of diabetes. Protein kinase B (AKT) and extracellular signal regulated kinase (ERK) signaling pathways play important role during capillary-like network formation in angiogenesis process. Objectives: To determine the effects of testosterone and voluntary exercise on levels of vascularity, phosphorylated Akt (P- AKT) and phosphorylated ERK (P-ERK) in heart tissue of diabetic and castrated diabetic rats. Methods: Type I diabetes was induced by i.p injection of 50 mg/kg of streptozotocin in animals. After 42 days of treatment with testosterone (2mg/kg/day) or voluntary exercise alone or in combination, heart tissue samples were collected and used for histological evaluation and determination of P-AKT and P-ERK levels by ELISA method. Results: Our results showed that either testosterone or exercise increased capillarity, P-AKT, and P-ERK levels in the heart of diabetic rats. Treatment of diabetic rats with testosterone and exercise had a synergistic effect on capillarity, P-AKT, and P-ERK levels in heart. Furthermore, in the castrated diabetes group, capillarity, P-AKT, and P-ERK levels significantly decreased in the heart, whereas either testosterone treatment or exercise training reversed these effects. Also, simultaneous treatment of castrated diabetic rats with testosterone and exercise had an additive effect on P-AKT and P-ERK levels. Conclusion: Our findings suggest that testosterone and exercise alone or together can increase angiogenesis in the heart of diabetic and castrated diabetic rats. The proangiogenesis effects of testosterone and exercise are associated with the enhanced activation of AKT and ERK1/2 in heart tissue.
Resumo Fundamento: Angiogênese prejudicada em tecido cardíaco é uma das principais complicações das diabetes. As vias de sinalização da proteína-quinase B (AKT) e a quinase regulada por sinal extracelular (ERK) exercem um importante papel durante a formação de uma rede similar à capilar no processo de angiogênese. Objetivos: Determinar os efeitos da testosterona e exercícios voluntários sobre os níveis de vascularidade, AKT fosforilada (P- AKT) e ERK fosforilada (P-ERK) sobre o tecido cardíaco de ratos diabéticos e castrados diabéticos. Métodos: A diabetes tipo 1 foi induzida através de injeção intraperitoneal de 50 mg/kg de estreptozotocina em animais. Após 42 dias de tratamento com testosterona (2mg/kg/dia) ou exercícios voluntários, individualmente ou em conjunto, as amostras de tecidos cardíacos foram coletadas e usadas para avaliação histológica e determinação de níveis de P-AKT e P-ERK através do método ELISA. Resultados: Os nossos resultados mostraram que a testosterona ou os exercícios aumentaram a capilaridade, os níveis de P-AKT, e P-ERK nos corações de ratos diabéticos. O tratamento de ratos diabéticos com testosterona e exercícios obteve um efeito sinérgico sobre a capilaridade, níveis de P-AKT, e P-ERK no coração. Além disto, na capilaridade do grupo diabético castrado, os níveis de P-AKT e P-ERK diminuíram significativamente no coração, ao passo que o tratamento com testosterona ou o treinamento com exercícios reverteu tais efeitos. O tratamento simultâneo de ratos diabéticos castrados com testosterona e exercícios obteve um efeito aditivo sobre os níveis de P-AKT e P-ERK. Conclusão: Nossas descobertas sugerem que a testosterona e exercícios, em conjunto ou individualmente, podem aumentar a angiogênese nos corações de ratos diabéticos e castrados diabéticos. Os efeitos favoráveis à angiogênese da testosterona e dos exercícios estão associados à ativação reforçada de AKT e ERK1/2 no tecido cardíaco.