Avaliação dos efeitos do alcaloide boldina sobre ratos submetidos à sobrecarga simpática induzida pelo isoproterenol

Abstract

Introdução: A sobrecarga adrenérgica crônica no coração aumenta a demanda metabólica e leva à remodelação cardíaca maladaptativa e a lesões vasculares e no parênquima pulmonar, processos associados ao estresse oxidativo (EO), uma vez que essa sobrecarga aumenta a produção de espécies reativas do oxigênio (EROs). A boldina (BOL) é uma molécula com propriedades antioxidantes e anti-inflamatórias, que nesse contexto, surge como uma nova proposta terapêutica para prevenir maladaptações decorrentes da superativação do sistema nervoso simpático (SNS) nos tecidos cardíaco e pulmonar. Objetivo: O presente estudo teve como objetivo avaliar a influência da BOL no coração e no pulmão em um modelo experimental in vivo de sobrecarga adrenérgica performado com isoproterenol (ISO). Metodologia: Ratos Wistar (N=32, idade média de 21 dias) randomizados pelo peso dentro de quatro grupos: Grupo Controle (C); Grupo BOL 25 mg/kg; Grupo ISO 5 mg/kg e Grupo BOL+ISO. O tratamento com BOL foi realizado com a administração de 25mg/Kg de BOL via intraperitoneal (IP) por 19 dias (do dia 1 ao dia 19 do período intervencional). O modelo de sobrecarga adrenérgica foi induzido por injeção subcutânea (SC) de ISO em ratos durante 7 dias (do dia 6 ao dia 12). Após 19 dias, foi realizada ecocardiografia e depois coletou-se sangue, coração e pulmão para avaliação de hipertrofia cardíaca (HC), fibrose, EO, toxicidade e inflamação. As análises post mortem foram realizadas separadamente no tecido do ventrículo direito (VD), do ventrículo esquerdo (VE) e do pulmão. Resultados: No VE, a BOL atenuou a HC e o aumento do volume diastólico causado pela estimulação beta-adrenérgica causada pelo ISO (P<0,05). Quanto à peroxidação lipídica (LPO) induzida pelo ISO, houve redução pela BOL (ISO vs. ISO+BOL P<0,05), que nesse ventrículo foi associado ao aumento dos níveis das enzimas superóxido dismutase (SOD) (ISO vs. ISO+BOL P<0,05) e glutationa-S-transferase (GST) (ISO vs. ISO+BOL P<0,05). As análises do VD mostraram que o comprimento diastólico paraesternal (~10%), o índice de Fulton (~13%), a infiltração inflamatória e os níveis de LPO (~40%) estavam significativamente aumentados no grupo ISO (P<0,05). O tratamento com BOL (B+ISO) reduziu o índice de Fulton (~60%) e diminuiu de forma parcial a infiltração inflamatória e a LPO (~40%). No entanto, a BOL aumentou os níveis totais de grupos sulfidrila (SH) em B+ISO (P<0,05). Houve uma correlação positiva entre a LPO e o índice de Fulton, e uma correlação negativa entre o total de SH e o índice de Fulton (P<0,05). No sangue, houve redução da relação entre as enzimas aspartato aminotransferase e alanina aminotransferase (AST/ALT) (10%). No pulmão, o EO aumentou a LPO e os níveis totais de EROs no tecido pulmonar. Esse aumento foi acompanhado pela elevação de antioxidantes endógenos [SOD, catalase (CAT), grupos SH e GST]. O tratamento com BOL reduziu a LPO e preveniu a resposta antioxidante contrarregulatória. Conclusão: Os dados apresentados sugerem que a BOL pode melhorar o manejo do EO cardíaco e pulmonar e atenuar vários parâmetros da remodelação cardíaca adversa no coração, como a HC. Além disso, este estudo é pioneiro na investigação dos efeitos da sobrecarga adrenérgica no VD, e mostrou notável cardioproteção da BOL no remodelamento adverso causado pelo ISO.

Introduction: Chronic adrenergic overload in the heart increases metabolic demand and leads to maladaptive cardiac remodeling, as well as vascular and pulmonary parenchymal injuries, processes associated with oxidative stress (OS), since this overload increases the production of reactive oxygen species (ROS). Boldine (BOL) is a molecule with antioxidant and anti-inflammatory properties, which, in this context, emerges as a novel therapeutic approach to prevent maladaptations resulting from the overactivation of the sympathetic nervous system (SNS) in cardiac and pulmonary tissues. Objective: The aim of this study was to evaluate the influence of BOL on the heart and lungs in an in vivo experimental model of adrenergic overload induced by isoproterenol (ISO). Methodology: Wistar rats (N=32) were randomized according to body weight into four groups: Control Group (C); BOL 25 mg/kg Group; ISO 5 mg/kg Group; and BOL+ISO Group. The treatment with boldine was administered at a dose of 25mg/Kg of BOL via intraperitoneal (IP) injection for 19 days (from day 1 to day 19 of the intervention period). The adrenergic overload model was induced by subcutaneous (SC) injection of ISO in rats for 7 days (from day 6 to day 12). After 19 days, echocardiography was performed, followed by blood, heart, and lung collection for evaluation of hypertrophy, fibrosis, OS, toxicity, and inflammation. Post-mortem analyses were performed separately on the right ventricle (RV) tissue, left ventricle (LV) tissue, and lung tissue. Results: In the left ventricle (LV), BOL attenuated cardiac hypertrophy (CH) and the increase in diastolic volume caused by beta-adrenergic stimulation induced by ISO (P<0.05). Regarding lipid peroxidation (LPO) induced by ISO, BOL reduced it (ISO vs. ISO+BOL P<0.05), which in this ventricle was associated with increased levels of the enzymes superoxide dismutase (SOD) (ISO vs. ISO+BOL P<0.05) and glutathione-S-transferase (GST) (ISO vs. ISO+BOL P<0.05). Analyses of the right ventricle (RV) showed that the parasternal diastolic length (~10%), Fulton index (~13%), inflammatory infiltration, and LPO levels (~40%) were significantly increased in the ISO group (P<0.05). BOL treatment (B+ISO) reduced the Fulton index (~60%) and partially decreased inflammatory infiltration and LPO (~40%). However, BOL increased total sulfhydryl (SH) group levels in B+ISO (P<0.05). A positive correlation was observed between LPO and the Fulton index, and a negative correlation between total SH groups and the Fulton index (P<0.05). In the blood, the aspartate aminotransferase to alanine aminotransferase (AST/ALT) ratio decreased by 10%. In the lungs, OS increased LPO and total ROS levels in lung tissue. This increase was accompanied by elevated levels of endogenous antioxidants [SOD, catalase (CAT), SH groups, and GST]. BOL treatment reduced LPO and prevented the counter-regulatory antioxidant response. Conclusion: The data presented suggest that BOL may improve the management of cardiac and pulmonary OS and attenuate various parameters of adverse cardiac remodeling, such as CH. Furthermore, this study is pioneering in investigating the effects of adrenergic overload in the RV, and it demonstrated significant cardioprotection by BOL in the adverse remodeling caused by ISO.