Efeitos do sulforanato sobre a função mecânica e parâmetros de estresse oxidativo de corações isolados de ratos submetidos à isquemia e reperfusão

Abstract

A isquemia seguida de reperfusão está associada com a ativação de uma cascata de eventos danosos intimamente relacionados ao estresse oxidativo. Durante a isquemia, ocorre o aumento da produção de espécies reativas de oxigênio (EROs), que durante a reperfusão, é favorecida pelo restabelecimento da tensão de oxigênio. Uma vez que a utilização de antioxidantes exógenos parece exercer efeitos benéficos apenas nas fases iniciais das doenças cardiovasculares, o sulforafano (SFN) é uma nova estratégia terapêutica que atua estimulando a produção da maquinaria antioxidante endógena. Este composto é um isotiocianato natural encontrado em vegetais crucíferos, como o broto de brócolis, que demonstra ter um efeito cardioprotetor associado a sua ação estimulatória sobre a reserva antioxidante endógena. Poucos estudos até o momento evidenciaram o potencial cardioprotetor do SFN na isquemia e reperfusão miocárdica. O objetivo deste estudo, portanto, foi testar a hipótese de que o pré-tratamento com SFN poderia modular a função ventricular pós-isquêmica, atenuando o estresse oxidativo de corações isolados de ratos submetidos à isquemia e reperfusão. Ratos Wistar machos pesando entre 250 – 300g foram tratados por três dias com SFN (10mg/kg/dia i.p.) ou veículo. Vinte e quatro horas após a última injeção, os ratos foram mortos e seus corações foram retirados rapidamente e submetidos à isquemia global em aparelho do tipo Langendorff. Os corações foram perfundidos com solução Krebs-Henseleit por um período pré-isquêmico de 20 minutos (estabilização), seguido por isquemia global normotérmica de 20 minutos e 20 minutos de reperfusão. Foram avaliados os seguintes parâmetros: frequência cardíaca (FC), pressão sistólica do ventrículo esquerdo (PSVE), pressão diastólica final do ventrículo esquerdo (PDFVE), índice de contratilidade (+dP/dt), índice de relaxamento (-dP/dt) e pressão de perfusão coronariana (PP). Ao final do protocolo, os corações foram pesados e congelados a -80ºC para posteriores análises bioquímicas e moleculares. Foram analisadas a expressão da SOD, CAT, GPx e heme oxigenase-1 (HO-1) e atividade da SOD, CAT, GPx, TrxR, Grx e GST, bem como a produção de EROs totais e lipoperoxidação evidenciada pelas substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico em homogeneizados dos corações pós isquêmicos. Os resultados deste trabalho mostram que o SFN foi capaz de estimular a 6 maquinaria antioxidante intracelular através do aumento significativo de 66% da expressão de ambas as enzimas SOD e HO-1. Ainda, foi capaz de diminuir a produção de EROs totais em 7%. Entretanto, não foi capaz de estimular a expressão de enzimas como a CAT e a GPx. As atividades destas enzimas, bem como das enzimas TrxR, Grx e GST também não apresentaram diferença significativa entre os grupos. Não foram encontradas diferenças entre os grupos também na lipoperoxidação. Quanto à mecânica cardíaca, o SFN não foi capaz de modular a função ventricular pós isquêmica no regime de tratamento utilizado. Como conclusão, o pré tratamento com SFN na dose de 10 mg/kg/dia foi capaz de estimular a expressão de antioxidantes endógenos importantes, tais como a HO-1 e a SOD. Entretanto, o aumento na expressão não repercutiu em suas atividades enzimáticas e, dessa forma, não se observou modificação na função ventricular pós-isquêmica dos corações submetidos à isquemia-reperfusão.

Ischemia followed by reperfusion activates a cascade of injurious events closely related to oxidative stress. During ischemia, generation of reactive oxygen species increases and even more in reperfusion with the reestablishment of oxygen tension. Once exogenous antioxidants seem to exert beneficial effects only in initial phases of cardiovascular diseases, sulforaphane (SFN) is a new therapeutic strategy which acts stimulating endogenous antioxidant machinery. This compound is a natural occurring isothiocyanate, found in cruciferous vegetables as broccoli sprouts, which demonstrates a cardioprotective capacity associated with its capacity of stimulating the antioxidant endogenous reserve. There are few studies until the moment evidenciating the cardioprotective role of SFN on ischemia-reperfusion. The aim of this study was to test the hypothesis that pre-treatment with SFN could modulate the post-ischemic ventricular function, attenuating oxidative stress in isolated hearts submitted to ischemia-reperfusion. Male Wistar rats weighing between 250 – 300g were treated for three days with SFN (10mg/kg/day i.p.) or vehicle. Twenty four hours after the last injection, rats were decapitated and their hearts were rapidly excised and submitted to global ischemia in a Langendorff’s apparatus. Hearts were perfused with a Krebs-Henseleit solution for a pre-ischemic period of 20 minutes (stabilization), followed by normotermic global ischemia of 20 minutes and 20 minutes of reperfusion. The following parameters were evaluated: heart rate (HR), left ventricular systolic pressure (LVSP), left ventricular end diastolic pressure (LVEDP), contractility index (+dP/dt), relaxation index (-dP/dt) and coronary perfusion pressure (PP). At the end of protocol, hearts were weighed and frozen at -80ºC for posterior biochemical and molecular analysis. The expression of SOD, CAT, GPx and heme oxygenase-1 (HO-1) and activity of SOD, CAT, GPx, TrxR, Grx and GST, as well as total reactive oxygen species production and lipid peroxidation evidenciated by thiobarbituric reactive substances analysis were performed in homogenates of post-ischemic hearts. The results of the present study show that SFN was capable to stimulate the antioxidant intracellular machinery due to a significant increase of 66% in the expression of both SOD and HO-1 enzymes. Moreover, it was capable to reduce ROS production by about 7%. Although, it was not capable to induce CAT and GPx expression. The activities of these enzymes, as well as TrxR, Grx and GST did not present significant differences between groups. 8 No differences between groups were found in lipid peroxidation. Regarding to mechanical function, SFN was not capable to modulate post-ischemic ventricular function with the treatment regimen used. In summary, pre-treatment with 10 mg/kg/day SFN was capable to stimulate the expression of important endogenous antioxidants, such as HO-1 and SOD. However, the increase on the expression did not reflect in its enzymatic activities and, thereby, no modification on post-ischemic ventricular function of the hearts submitted to ischemia-reperfusion was observed.