Autonomic modulation of arterial pressure and heart rate variability in hypertensive diabetic rats

ABSTRACT

OBJECTIVE: The aim of the present study was to evaluate the autonomic modulation of the cardiovascular system in streptozotocin (STZ)-induced diabetic spontaneously hypertensive rats (SHR), evaluating baroreflex sensitivity and arterial pressure and heart rate variability. METHODS: Male SHR were divided in control (SHR) and diabetic (SHR+DM, 5 days after STZ) groups. Arterial pressure (AP) and baroreflex sensitivity (evaluated by tachycardic and bradycardic responses to changes in AP) were monitored. Autoregressive spectral estimation was performed for systolic AP (SAP) and pulse interval (PI) with oscillatory components quantified as low (LF:0.2-0.6Hz) and high (HF:0.6-3.0Hz) frequency ranges. RESULTS: Mean AP and heart rate in SHR+DM (131±3 mmHg and 276±6 bpm) were lower than in SHR (160±7 mmHg and 330±8 bpm). Baroreflex bradycardia was lower in SHR+DM as compared to SHR (0.55±0.1 vs. 0.97±0.1 bpm/mmHg). Overall SAP variability in the time domain (standard deviation of beat-by-beat time series of SAP) was lower in SHR+DM (3.1±0.2 mmHg) than in SHR (5.7±0.6 mmHg). The standard deviation of the PI was similar between groups. Diabetes reduced the LF of SAP (3.3±0.8 vs. 28.7±7.6 mmHg2 in SHR), while HF of SAP were unchanged. The power of oscillatory components of PI did not differ between groups. CONCLUSIONS: These results show that the association of hypertension and diabetes causes an impairment of the peripheral cardiovascular sympathetic modulation that could be, at least in part, responsible for the reduction in AP levels. Moreover, this study demonstrates that diabetes might actually impair the reduced buffer function of the baroreceptors while reducing blood pressure.

RESUMO

OBJETIVO: O objetivo do presente estudo foi investigar a modulação autonômica do sistema cardiovascular em ratos espontâneamente hipertensos (SHR) e diabéticos por estreptozotocina (STZ), avaliando a sensibilidade do reflexo barorreceptor e a variabilidade da pressão arterial e da freqüência cardíaca. MÉTODOS: Ratos SHR machos foram divididos em grupos controle (SHR) e diabéticos (SHR+DM, 5 dias após STZ). A pressão arterial (PA) e a sensibilidade dos barorreceptores (avaliada pelas respostas taquicárdicas e bradicárdicas a alterações da PA) foram monitoradas. Os sinais de pressão arterial sistólica (PAS) e o intervalo de pulso (IP) foram analisados no domínio do tempo e da freqüência pelo método autoregressivo sendo quantificados os componentes oscilatórios de baixa (BF: 0,2-0,6Hz) e alta (AF:0,6-3,0Hz) freqüência. RESULTADOS: A PA média e a freqüência cardíaca estavam reduzidas no grupo SHR+DM (131±3 mmHg e 276±6 bpm) em relação ao grupo SHR (160±7 mmHg e 330±8 bpm). A bradicardia reflexa a aumentos de PA estava atenuada no grupo SHR+DM quando comparada ao grupo SHR (0,55±0,1 vs 0,97±0,1 bpm/mmHg). A variabilidade da PAS no domínio do tempo (desvio padrão batimento-a-batimento da série temporal da PAS) foi menor no grupo SHR+DM (3,1±0,2 mmHg) quando comparada ao grupo SHR (5,7±0,6 mmHg). O desvio padrão do IP foi semelhante entre os grupos. O diabetes reduziu o componente BF da PAS (3,3±0,8 vs 28,7±7,6 mmHg² no SHR), mas não alterou o componente AF da PAS. Em relação aos componentes oscilatórios do IP não houve diferença entre os grupos. CONCLUSÕES: Estes resultados sugerem que a associação de hipertensão e diabetes causa uma importante diminuição da modulação simpática cardiovascular periférica que poderia, pelo menos em parte, ser responsável pela redução da PA. Além disso, este estudo demonstra que o diabetes pode, de fato, piorar a já reduzida função de tamponamento dos barorreceptores ao mesmo tempo em que reduz a pressão arterial.