RESUMEN
BACKGROUND: Physical exercise has been considered an important non-pharmacological therapy for the prevention and treatment of cardiovascular diseases. However, its effects on minor cardiac remodeling are not clear. OBJECTIVE: To evaluate the influence of aerobic exercise on the functional capacity, cardiac structure, left ventricular (LV) function, and gene expression of NADPH oxidase subunits in rats with small-sized myocardial infarction (MI). METHODS: Three months after MI induction, Wistar rats were divided into three groups: Sham; sedentary MI (MI-SED); and aerobic exercised MI (MI-AE). The rats exercised on a treadmill three times a week for 12 weeks. An echocardiogram was performed before and after training. The infarction size was evaluated by histology, and gene expression was assessed by RT-PCR. The significance level for statistical analysis was set at 5%. RESULTS: Rats with MI lower than 30% of the LV total area were included in the study. Functional capacity was higher in MI-AE than in Sham and MI-SED rats. The infarction size did not differ between groups. Infarcted rats had increased LV diastolic and systolic diameter, left atrial diameter, and LV mass, with systolic dysfunction. Relative wall thickness was lower in MI-SED than in the MI-AE and Sham groups. Gene expression of the NADPH oxidase subunits NOX2, NOX4, p22phox, and p47phox did not differ between groups. CONCLUSION: Small-sized MI changes cardiac structure and LV systolic function. Late aerobic exercise is able to improve functional capacity and cardiac remodeling by preserving the left ventricular geometry. NADPH oxidase subunits gene expression is not involved in cardiac remodeling or modulated by aerobic exercise in rats with small-sized MI.
FUNDAMENTO: O exercício físico tem sido considerado uma importante terapia não farmacológica para a prevenção e tratamento das doenças cardiovasculares. No entanto, seus efeitos na remodelação cardíaca leve não são claros. OBJETIVO: Avaliar a influência do exercício aeróbico sobre a capacidade funcional, estrutura cardíaca, função ventricular esquerda (VE) e expressão gênica das subunidades da NADPH oxidase em ratos com infarto do miocárdio pequeno (IM). MÉTODOS: Três meses após a indução do IM, ratos Wistar foram divididos em três grupos: Sham; IM sedentário (IM-SED); e IM exercício aeróbico (IM-EA). Os ratos se exercitaram em uma esteira três vezes por semana durante 12 semanas. Um ecocardiograma foi realizado antes e após o treinamento. O tamanho do infarto foi avaliado por histologia e a expressão gênica por RT-PCR. O nível de significância para análise estatística foi estabelecido em 5%. RESULTADOS: Ratos com IM menor que 30% da área total do VE foram incluídos no estudo. A capacidade funcional foi maior no IM-EA do que nos ratos Sham e IM-SED. O tamanho do infarto não diferiu entre os grupos. Ratos infartados apresentaram aumento do diâmetro diastólico e sistólico do VE, diâmetro do átrio esquerdo e massa do VE, com disfunção sistólica. A espessura relativa da parede foi menor no grupo IM-SED do que nos grupos IM-EA e Sham. A expressão gênica das subunidades NADPH oxidase NOX2, NOX4, p22phox e p47phox não diferiu entre os grupos. CONCLUSÃO: Infarto do miocárdio pequeno altera a estrutura cardíaca e a função sistólica do VE. O exercício aeróbico tardio pode melhorar a capacidade funcional e a remodelação cardíaca por meio da preservação da geometria ventricular esquerda. A expressão gênica das subunidades da NADPH oxidase não está envolvida na remodelação cardíaca, nem é modulada pelo exercício aeróbico em ratos com infarto do miocárdio pequeno.
Asunto(s)
Infarto del Miocardio , Remodelación Ventricular , Animales , Ejercicio Físico , Corazón , Infarto del Miocardio/terapia , Ratas , Ratas WistarRESUMEN
Resumo Fundamento: O exercício físico tem sido considerado uma importante terapia não farmacológica para a prevenção e tratamento das doenças cardiovasculares. No entanto, seus efeitos na remodelação cardíaca leve não são claros. Objetivo: Avaliar a influência do exercício aeróbico sobre a capacidade funcional, estrutura cardíaca, função ventricular esquerda (VE) e expressão gênica das subunidades da NADPH oxidase em ratos com infarto do miocárdio pequeno (IM). Métodos: Três meses após a indução do IM, ratos Wistar foram divididos em três grupos: Sham; IM sedentário (IM-SED); e IM exercício aeróbico (IM-EA). Os ratos se exercitaram em uma esteira três vezes por semana durante 12 semanas. Um ecocardiograma foi realizado antes e após o treinamento. O tamanho do infarto foi avaliado por histologia e a expressão gênica por RT-PCR. O nível de significância para análise estatística foi estabelecido em 5%. Resultados: Ratos com IM menor que 30% da área total do VE foram incluídos no estudo. A capacidade funcional foi maior no IM-EA do que nos ratos Sham e IM-SED. O tamanho do infarto não diferiu entre os grupos. Ratos infartados apresentaram aumento do diâmetro diastólico e sistólico do VE, diâmetro do átrio esquerdo e massa do VE, com disfunção sistólica. A espessura relativa da parede foi menor no grupo IM-SED do que nos grupos IM-EA e Sham. A expressão gênica das subunidades NADPH oxidase NOX2, NOX4, p22phox e p47phox não diferiu entre os grupos. Conclusão: Infarto do miocárdio pequeno altera a estrutura cardíaca e a função sistólica do VE. O exercício aeróbico tardio pode melhorar a capacidade funcional e a remodelação cardíaca por meio da preservação da geometria ventricular esquerda. A expressão gênica das subunidades da NADPH oxidase não está envolvida na remodelação cardíaca, nem é modulada pelo exercício aeróbico em ratos com infarto do miocárdio pequeno.
Abstract Background: Physical exercise has been considered an important non-pharmacological therapy for the prevention and treatment of cardiovascular diseases. However, its effects on minor cardiac remodeling are not clear. Objective: To evaluate the influence of aerobic exercise on the functional capacity, cardiac structure, left ventricular (LV) function, and gene expression of NADPH oxidase subunits in rats with small-sized myocardial infarction (MI). Methods: Three months after MI induction, Wistar rats were divided into three groups: Sham; sedentary MI (MI-SED); and aerobic exercised MI (MI-AE). The rats exercised on a treadmill three times a week for 12 weeks. An echocardiogram was performed before and after training. The infarction size was evaluated by histology, and gene expression was assessed by RT-PCR. The significance level for statistical analysis was set at 5%. Results: Rats with MI lower than 30% of the LV total area were included in the study. Functional capacity was higher in MI-AE than in Sham and MI-SED rats. The infarction size did not differ between groups. Infarcted rats had increased LV diastolic and systolic diameter, left atrial diameter, and LV mass, with systolic dysfunction. Relative wall thickness was lower in MI-SED than in the MI-AE and Sham groups. Gene expression of the NADPH oxidase subunits NOX2, NOX4, p22phox, and p47phox did not differ between groups. Conclusion: Small-sized MI changes cardiac structure and LV systolic function. Late aerobic exercise is able to improve functional capacity and cardiac remodeling by preserving the left ventricular geometry. NADPH oxidase subunits gene expression is not involved in cardiac remodeling or modulated by aerobic exercise in rats with small-sized MI.
Asunto(s)
Animales , Ratas , Remodelación Ventricular , Infarto del Miocardio/terapia , Ejercicio Físico , Ratas Wistar , CorazónRESUMEN
We compared the influence of aerobic and resistance exercise on cardiac remodelling, physical capacity and skeletal muscle oxidative stress in rats with MI-induced heart failure. Three months after MI induction, Wistar rats were divided into four groups: Sham; sedentary MI (S-MI); aerobic exercised MI (A-MI); and resistance exercised MI (R-MI). Exercised rats trained three times a week for 12 weeks on a treadmill or ladder. Statistical analysis was performed by ANOVA or Kruskal-Wallis test. Functional aerobic capacity was greater in A-MI and strength gain higher in R-MI. Echocardiographic parameters did not differ between infarct groups. Reactive oxygen species production, evaluated by fluorescence, was higher in S-MI than Sham, and lipid hydroperoxide concentration was lower in A-MI than the other groups. Glutathione peroxidase activity was higher in A-MI than S-MI and R-MI. Superoxide dismutase was lower in S-MI than Sham and R-MI. Gastrocnemius cross-sectional area, satellite cell activation and expression of the ubiquitin-proteasome system proteins did not differ between groups. In conclusion, aerobic exercise and resistance exercise improve functional capacity and maximum load carrying, respectively, without changing cardiac remodelling in infarcted rats. In the gastrocnemius, infarction increases oxidative stress and changes antioxidant enzyme activities. Aerobic exercise reduces oxidative stress and attenuates superoxide dismutase and glutathione peroxidase changes.
Asunto(s)
Corazón/fisiopatología , Músculo Esquelético/patología , Estrés Oxidativo , Condicionamiento Físico Animal , Entrenamiento de Fuerza , Remodelación Ventricular , Animales , Antioxidantes/metabolismo , Electrocardiografía , Corazón/diagnóstico por imagen , Peróxidos Lipídicos/metabolismo , Músculo Esquelético/enzimología , Oxidación-Reducción , Ratas Wistar , Especies Reactivas de Oxígeno/metabolismo , Células Satélite del Músculo Esquelético/patologíaRESUMEN
This study was designed to describe the time-course changes of catabolic proteins following muscle atrophy induced by 10 days of dexamethasone (DEX). Rats underwent DEX treatment for 1, 3, 5, 7 and 10 days. Body weight (BW) and lean mass were obtained using a dual energy X-ray absorptiometry (DEXA) scan. Muscle ringer finger1 (MuRF-1), atrogin-1 and myostatin protein levels were analyzed in the tibialis anterior (TA), flexor hallucis longus (FHL) and soleus muscles. DEX treatment reduced lean mass since day-3 and reduced BW since day-5. Specific muscle weight reductions were observed after day-10 in TA (-23%) and after day-5 in FHL (-16%, -17% and -29%, for days 5, 7 and 10, respectively). In TA, myostatin protein level was 36% higher on day-5 and its values were normalized in comparison with controls on day-10. MuRF-1 protein level was increased in TA muscle from day-7 and in FHL muscle only on day-10. This study suggests that DEX-induced muscle atrophy is a dynamic process which involves important signaling factors over time. As demonstrated by DEXA scan, lean mass declines earlier than BW and this response may involve other catabolic proteins than myostatin and MuRF-1. Specifically for TA and FHL, it seems that myostatin may trigger the catabolic process, and MuRF-1 may contribute to maintain muscle atrophy. This information may support any intervention in order to attenuate the muscle atrophy during long period of treatment.