Efeitos do exercicio físico aeróbio na modulação de proteínas envolvidas com o remodelamento cardíaco em modelo de cor pulmonale

Abstract

O Cor pulmonale induzido pela administração intraperitoneal de monocrotalina é um dos modelos mais utilizados para estudar os efeitos dessa síndrome sobre o sistema cardiovascular. Essa síndrome é caracterizada por um desequilíbrio no estado redox celular e uma consequente alteração no imunoconteúdo de proteínas sinalizadoras para a hipertrofia e insuficiência cardíaca. Normalmente, o peróxido de hidrogênio caracteriza-se como a espécie reativa do oxigênio mais estável, e por isso, a molécula mais envolvida com a modulação dessa sinalização. O exercício físico aeróbio tem sido extensamente estudado devido ao fato de ser uma prática que altera o estado redox celular e, consequentemente, a sinalização nos cardiomiócitos. Dessa forma, o objetivo deste estudo foi testar a hipótese de que o exercício físico poderia modular o estado redox no ventrículo direito em animais tratados com monocrotalina e, ao mesmo tempo, provocar alterações na sinalização celular, estrutura e função cardíaca. Ratos Wistar machos com aproximadamente 180 gramas de massa corporal foram treinados por quatro semanas após a injeção de monocrotalina ou solução salina. Os grupos experimentais (n=6-9 animais/grupo) foram: controle sedentário (CS) – ratos sedentários que receberam uma dose única de solução salina (i.p), monocrotalina sedentário (MS) – ratos sedentários que receberam uma dose única de monocrotalina (i.p), controle treinado (CT) - ratos treinados que receberam uma dose única de solução salina (i.p) e monocrotalina treinado (MT) - ratos treinados que receberam uma dose única de monocrotalina (i.p). As medidas hemodinâmicas foram realizadas após 24 horas da última sessão de exercício físico aeróbio. Os dados de pressão diastólica final do ventrículo direito (PDFVD), pressão sistólica do ventrículo direito (PSVD), derivada pressão/tempo máxima (dP/dtmax) e derivada pressão/tempo mínima (dP/dtmin) foram analisados. Após a análise hemodinâmica, os ratos foram mortos por deslocamento cervical e seus órgãos (coração, pulmão e fígado) foram coletados para análises morfométricas, bioquímicas e moleculares. As concentrações de peróxido de hidrogênio e a relação GSH/GSSG foram medidas obtidas com o objetivo de verificar o estado redox nos diferentes grupos experimentais. A massa dos órgãos foi utilizada para analisar a hipertrofia cardíaca, congestão pulmonar e hepática. A massa ventricular direita foi utlizada em cortes histológicos e para a análise de proteínas relacionadas com o remodelamento cardíaco pela técnica de Western Blot. A administração de monocrotalina provocou hipertrofia do ventrículo direito, congestão pulmonar, aumento da PDFVD, da PSVD, da dP/dtmax e da dP/dtmin nos animais MS e MT. Além disso, nos animais MS e CT, notamos uma redução nas concentrações de peróxido de hidrogênio, sugerindo uma modificação do sistema de defesa antioxidante provocada pela monocrotalina e pelo exercício físico. Já quanto ao volume de vasos, no grupo MS tivemos uma diminuição dessa variável em relação ao seu controle (CS), sendo que, o exercício físico preveniu este efeito nos animais MT em relação ao grupo MS. O exercício físico aeróbio promoveu uma redução no volume intersticial e na espessura da túnica média da artéria pulmonar nos animais MT. A monocrotalina provocou uma redução na relação p-GSK-3β/GSK-3β no grupo MT, sendo que que o exercício físico foi capaz de provocar um aumento nessa relação. Dessa forma, acreditamos que o exercício físico aeróbio possa alterar a função de proteínas redox-sensíveis e, dessa forma, modular a hipertrofia cardíaca nos animais que receberam a monocrotalina.

The Cor pulmonale induced by monocrotaline intraperitoneal administration is one of the most widel used models to study the effects of this syndrome on the cardiovascular system. This syndrome is characterized by an imbalance in cellular redox state and a consequent change in immunocontent of signaling proteins for hypertrophy and heart failure. Mostly, hydrogen peroxide is characterized as the most stable reactive oxygen species, and therefore the most involved molecule in the modulation of these signaling pathways. The aerobic exercise has been extensively studied due to the fact that it is a practice that alters the cellular redox state and thus signaling in cardiomyocytes. Thus, the aim of this study was to test the hypothesis that exercise could modulate the redox state of the right ventricle in animals treated with monocrotaline and, at the same time, cause changes in cell signaling, structure and cardiac function. Male Wistar rats approximately 180 grams of body mass were trained for four weeks after injection of monocrotaline or saline. The experimental groups (n = 6-9 animals / group) were: sedentary control (SC) - sedentary rats that received a single dose of saline (ip), sedentary monocrotaline (SM) - sedentary rats that received a single dose of monocrotaline (ip), trained control (TC) - trained rats that received a single dose of saline (ip) and trained monocrotaline (TM) - trained rats that received a single dose of monocrotaline (ip). Hemodynamic measurements were performed 24 hours after the last session of aerobic exercise. Data for end-diastolic pressure of the right ventricle (EDPRV), right ventricular systolic pressure (RVSP), maximum derived from pressure/time (dP/ dtmax) and minimum derived pressure/time (dP/dtmin) were analyzed. After hemodynamic analysis, mice were killed by cervical dislocation and their organs (heart, lung and liver) were colected. The hydrogen peroxide concentrations and GSH/GSSG are measurements with the aim of verifying the redox state in different experimental groups. The organ weights was used to analyze cardiac hypertrophy, pulmonary and hepatic congestion. A portion of the right ventricular mass was utilized for histological examination and other part fot analyze proteins related to cardiac remodeling, by Western blot. Morphometric analysis were performed after the removal of organs. Administration of monocrotaline caused right ventricular hypertrophy, pulmonary congestion, increased EDPRV, RVSP, dP/dtmax and dP/dtmin in SM and TM animals. Furthermore, in animals and SM and TC, we visualized a reduction in the concentrations of hydrogen peroxide, suggesting a change in the antioxidant defense system caused by monocrotaline and by exercise. Already for the volume of vessels in the SM group, we note a decrease of this variable in relation to its control (SC). At the same time, TM animals had an increase in the volume of vessels in relation to the SM group, showing that exercise promotes an increase in this item. The aerobic exercise promoted a decrease in interstitial volume and thickness of the muscle layer of the pulmonary artery in animals TM. The monocrotaline caused a decrease in the p-GSK-3β/GSK-3β in the TM group, showed that exercise was able to cause an increase in this ratio. Thus, we believe that aerobic exercise can alter the function of signaling proteins and thereby modulate cardiac hypertrophy in animals that received monocrotaline.