COMPORTAMENTO DA PRESSÃO ARTERIAL E FREQUÊNCIA CARDÍACA EM
CAMUNDONGOS LDLr-/- SUBMETIDOS A PROGRAMA PREVENTIVO DE
TREINAMENTO FÍSICO AERÓBICO
Themis Cardinot1, Ana Moretti1, Katt Mattos2, Patrícia Brum2, Heraldo Souza1 RESUMO
Vários estudos realizados nas últimas décadas mostram que o exercício físico regular é capaz de causar bradicardia de repouso e também diminuição da pressão arterial de repouso em indivíduos normotensos, em pacientes hipertensos e em idosos. O efeito hipotensivo do exercício físico também é encontrado em ratos normais e em ratos espontaneamente hipertensos (SHR). Camundongos LDLr-/- possuem níveis pressóricos normais e são um excelente modelo de estudo da aterosclerose. Vários trabalhos têm utilizado esse modelo animal com protocolos de exercício físico. Mas, não existem relatos na literatura do comportamento da pressão arterial e da frequência cardíaca quando esses camundongos são submetidos a um programa de treinamento físico aeróbico. O objetivo desse trabalho foi investigar se um programa preventivo de treinamento físico aeróbico altera o comportamento da pressão arterial e da frequência cardíaca em camundongos LDLr-/-. Com 16 semanas de vida, 60 camundongos foram divididos em quatro grupos que receberam dieta normal ou hiperlipídica por 14 semanas. O treinamento físico foi iniciado concomitante ao início da dieta. O treinamento físico aeróbico moderado foi realizado em esteira rolante, por 60 min, 5 dias/sem, por 14 semanas. A estatística foi feita com Anova two-way para comparações entre grupos. O treinamento físico diminuiu a pressão arterial de repouso e a frequência cardíaca de repouso nos animais que receberam dieta normal e dieta hiperlipídica. Concluímos que o programa preventivo de treinamento físico aeróbico provocou hipotensão e bradicardia de repouso em camundongos LDLr-/-.
Palavras-chave: Exercício aeróbico. Bradicardia. Hipotensão. Experimentação animal.
BEHAVIOR OF BLOOD PRESSURE AND HEART RATE IN LDL-/- MICE SUBMITTED
TO A PREVENTIVE PROGRAM OF AEROBIC PHYSICAL TRAINING
ABSTRACT
Several studies in recent decades have shown that regular physical exercise is capable of causing resting bradycardia and also decrease resting blood pressure in normotensive subjects, in hypertensive patients and in the elderly. The hypotensive effect of physical exercise is also found in normal rats and in spontaneously hypertensive rats (SHR). Mice LDLr-/- have normal pressure levels and are an excellent model for the study of atherosclerosis. Several studies have used this animal model with physical exercise protocols. But, there are no reports in the literature of the behavior of arterial blood pressure and heart rate when these mice are submitted to a program of aerobic physical training. The objective of this study was to investigate if a preventive program of aerobic physical training alters the behavior of arterial blood pressure and heart rate in mice LDLr-/-. With 16 weeks of life, 60 mice were divided into four groups that received normal diet or high-fat diet for 14 weeks. The physical training was initiated concomitant to the beginning of the diet. The aerobic moderate physical training was performed on a treadmill for 60 min, 5 days/week for 14 weeks. Statistical analysis was performed with two-way Anova for comparisons between groups. The physical training decreased resting blood pressure and resting heart rate in animals that received normal diet and high-fat diet. We conclude that the preventive program of aerobic physical training caused hypotension and resting bradycardia in mice LDLr-/-.
Keywords: Aerobic exercise. Bradycardia. Hypotension. Animal experimentation.
INTRODUÇÃO
O exercício físico aeróbico provoca importantes adaptações autonômicas e hemodinâmicas no sistema cardiovascular. Vários estudos realizados nas últimas décadas mostram que o exercício físico regular é capaz de causar bradicardia de repouso e também diminuição da pressão arterial de repouso em indivíduos normotensos, em pacientes hipertensos e em idosos (ALOM et al., 2011, SILVA e ZANESCO, 2010).
Após a realização de uma única sessão de exercício físico aeróbico os níveis de pressão arterial diminuem e permanecem abaixo dos níveis pré-exercício por até 24 horas. Essa resposta fisiológica denominada como hipotensão pós-exercício, pode ser observada no indivíduo normotenso, mas principalmente em pacientes hipertensos. Vários estudos têm mostrado o efeito hipotensor do exercício em pacientes hipertensos após uma única sessão de exercício físico (CIOLAC et al., 2008, RONDON et
al., 2002, FORJAZ et al., 2000).
Sabe-se que uma única sessão de exercício físico aeróbico leva a respostas fisiológicas agudas e transitórias, mas a adesão a um programa regular de exercícios físicos produz adaptações crônicas que são denominadas de respostas ao treinamento físico. A prática regular de exercícios físicos provoca importantes adaptações autonômicas e hemodinâmicas cardiovasculares favorecendo a prevenção e o tratamento de diversas doenças cardiovasculares, entre elas a hipertensão arterial e a doença aterosclerótica coronariana (DAC) (LATERZA, RONDON e NEGRÃO, 2007, HAMER, 2006, NEGRÃO e RONDON, 2001).
Entre as medidas não farmacológicas para o tratamento das doenças cardiovasculares, a prática regular de exercício físico vem sendo indicada como um método efetivo. A redução dos níveis da pressão arterial de repouso é uma dessas adaptações provocadas pelo exercício físico de especial importância no tratamento de pacientes hipertensos (RONDON e BRUM, 2003, HAGBERG, PARK e BROWN 2000).
Nas últimas décadas, a busca do entendimento de fatores etiológicos e fisiopatológicos das doenças cardiovasculares; e, de estratégias para prevenção e tratamento dessas doenças têm levado ao desenvolvimento de vários modelos animais que passaram a ser empregados em diversas áreas da pesquisa biológica (MONTEIRO et al., 2009, FERREIRA, HOCHMAN e BARBOSA 2005).
No estudo da hipertensão arterial, um dos modelos experimentais que melhor caracteriza o modelo genético de hipertensão essencial é o rato espontaneamente hipertenso (SHR) (FAZAN JR , SILVA e SALGADO, 2001). Diversos estudos utilizaram esse modelo em protocolos de exercício físico e o comportamento de sua pressão arterial já foi bem descrito. Observou-se que o efeito hipotensivo do exercício físico também é encontrado em ratos normais e em ratos espontaneamente hipertensos (SHR) (BRUM et al., 2000, KRIEGER, BRUM e NEGRÃO, 1999).
Em humanos, mutações no gene receptor da lipoproteína de baixa densidade (LDL) causa hipercolesterolemia familiar, que na sua forma homozigota é caracterizada por uma dramática elevação nos níveis de colesterol total e de sua fração LDL (600-800 mg/dL) levando a uma severa e prematura aterosclerose (MARKS et al., 2003). Nos últimos anos inúmeros modelos animais de hipercolesterolemia foram desenvolvidos e caracterizados, incluindo camundongos knockout para os receptores da LDL (LDLr-/-) e o gene da ApoE (-(LDLr-/-) (KIM e YOUNG, 1998, BRESLOW, 1993). Esses modelos têm sido utilizados em estudos envolvendo a gênese da aterosclerose e da dislipidemia e não raramente protocolos de treinamento físico têm feito parte desses estudos (FERNANDES et al., 2012, NAPOLI et al., 2004). No entanto, não há relatos na literatura do comportamento da pressão arterial e da frequência cardíaca nesses modelos animais quandosubmetidos a sessões de exercício físico aeróbico.
Camundongos LDLr-/- possuem níveis pressóricos normais, mas por não existirem relatos na literatura do comportamento da pressão arterial quando esses camundongos são submetidos a um programa de treinamento físico aeróbico, a pressão arterial caudal e a frequência cardíaca foram analisadas nesse trabalho. O objetivo desse trabalho foi investigar se um programa preventivo de treinamento físico aeróbico altera o comportamento da pressão arterial e da frequência cardíaca em camundongos LDLr-/-.
METODOLOGIA
Animais de Experimentação
Os procedimentos empregados nesse estudo foram aprovados pela Comissão de Ética para Análise de Projetos de Pesquisa da Universidade de São Paulo (CAPPesq/USP), no 393/05, estando de acordo com
Foram utilizados 60 camundongos machos, knockout para o receptor da LDL (LDLr-/-), adquiridos de The Jackson Laboratories (Maine, USA). Quatro a cinco camundongos, pesando em média 28,1 gramas, foram mantidos em caixas de polipropileno, com temperatura controlada entre 22-25ºC e ciclo claro-escuro de 12 horas invertido para adequar o horário do treinamento físico à maior atividade metabólica dos camundongos.
Desenho Experimental
Com 16 semanas de vida, os camundongos foram separados aleatoriamente em quatro grupos de 15 animais que receberam dieta normal ou hiperlipídica por um período de 14 semanas. O treinamento físico foi iniciado concomitantemente ao início da dieta e perdurou por 14 semanas. A Tabela 1 mostra o desenho experimental com os nomes e as intervenções a que cada grupo foi submetido: dieta normal, sedentário (Nsed) e exercitado (Nex); e dieta hiperlipídica, sedentário (Hsed) e exercitado (Hex).
Tabela 1. Grupos experimentais do programa preventivo de condicionamento físico. PREVENTIVO (duração 14 semanas)DIETA (duração 14 semanas)EXERCÍCIO
Nsed Normal Sedentário
Nex Normal (concomitante ao início da dieta)Treinado Hsed Hiperlipídica Sedentário
Hex Hiperlipídica (concomitante ao início da dieta)Treinado
Dietas
De acordo com desenho experimental, os animais receberam dieta normal (Nuvital Nutrientes S/A, Curitiba, PR, Brasil) ou dieta hiperlipídica, rica em gordura e colesterol, composta de 51,56% de carboidratos, 17% de proteínas e 18% de lipídios (12% de óleo de coco, 4,75% de óleo de soja e 1,25% de colesterol) (HN&C Consultoria e Nutrição Experimental, Dourado, SP, Brasil) (LICHTMAN et al., 1999). Todos os componentes das dietas foram selecionados de acordo com os padrões da AIN-93M (REEVES, NIELSEN e FAHEY, 1993)1993. Todos os animais tiveram livre acesso à água e à dieta. A medida do consumo alimentar foi verificada semanalmente.
Programa de Treinamento Físico Aeróbico
Antes do início do treinamento físico, os animais foram submetidos a um teste progressivo máximo para determinação da intensidade de treinamento. O teste consistiu em um protocolo de exercício físico escalonado, com velocidade inicial de 6m/min, incrementada de 3 m/min a cada três minutos até a exaustão do animal, momento em que não mantém mais o padrão da corrida (FERREIRA et al., 2004).
O treinamento físico foi realizado em esteira rolante, durante 14 semanas, cinco vezes por semana, com duração de 60 minutos cada sessão. A intensidade do treinamento foi estabelecida em 60% da velocidade máxima atingida durante o teste progressivo máximo, que corresponde à máxima fase estável de lactato e a uma intensidade moderada de treinamento ((FERREIRA et al., 2004).
O treinamento físico consistiu em uma fase inicial de adaptação de três semanas com incrementos crescentes de duração e intensidade até serem atingidas a duração e a intensidade máximas estabelecidas. Ao final da sexta semana de treinamento os animais realizaram novo teste progressivo máximo para readequação da intensidade de treinamento. O teste foi repetido mais uma vez ao final das 14 semanas para verificar a eficácia do treinamento.
Pressão Arterial Caudal e Frequência Cardíaca
A medida da pressão arterial caudal e da frequência cardíaca foi determinada indiretamente pelo método de pletismografia de cauda no início e ao final do estudo. Os animais receberam treinamento prévio para adaptação a esse tipo de procedimento. Foi realizado para cada animal um total de seis medidas e a média aritmética foi calculada. As medidas foram realizadas no período da tarde, nos dias em que os animais não foram submetidos ao treinamento físico (WHITESALL et al., 2004).
Análise Estatística
Os dados foram avaliados por análise de variância com dois fatores (dieta e exercício) (ANOVA two-way) para comparações entre grupos. A análise de variância foi adotada, devido os dados apresentarem uma distribuição normal (Kolmogorov-Smirnov). O teste de Tukey foi empregado para análise de múltipla comparação post-hoc quando necessário. Utilizou-se o software GraphPad Prism versão 5.0 para as análises estatísticas, empregando o nível de significância estatística de α = 0,05.
RESULTADOS
No início do estudo os animais apresentaram características semelhantes. Massa corporal, pressão arterial caudal e frequência cardíaca iniciais foram semelhantes entre os grupos de dieta normal, sedentário (Nsed) e exercitado (Nex); e dieta hiperlipídica, sedentário (Hsed) e exercitado (Hex). No teste progressivo máximo inicial a velocidade máxima atingida pelos grupos Nex e Hex também foram semelhantes, 23±1 m/min e 21±1 m/min, respectivamente (Tabela 2).
Tabela 2. Característica da amostra no início do estudo.
PREVENTIVO Nsed Nex Hsed Hex p
Massa corporal
(g) 28,4±0,7 28,2±0,4 27,8±0,8 28,0±0,7 >0,05 Pressão arterial caudal
(mm Hg) 111±3 115±2 110±2 114±4 >0,05 Frequência cardíaca
(bpm) 688±12 680±11 684±17 694±15 >0,05 Velocidade máxima atingida
(m/min) — 23±1 — 21±1 >0,05
Para testar a eficácia do treinamento, os grupos exercitados realizaram novo teste progressivo máximo ao final do período de treinamento. A velocidade máxima atingida no teste final aumentou em relação ao teste inicial, confirmando a eficácia do treinamento realizado. O grupo dieta normal exercitado (Nex) apresentou aumento na velocidade máxima atingida em relação ao grupo dieta hiperlipídica exercitado (Hex), com valores de 28±1 m/min e 25±1 m/min, respectivamente; como mostra o gráfico 1.
Gráfico 1. Velocidade máxima atingida no início (pré) e ao final (pós) do programa preventivo de treinamento nos grupos dieta normal exercitado (Nex) e dieta hiperlipídica exercitado (Hex). Valores expressos em média ± EPM. Análise estatística: ANOVA. *, p<0,05 vs. Pré; †, p<0,05 vs. Hex Pós. α fghfghgf
O comportamento da frequência cardíaca foi diferente ao longo do tempo. A tabela 2 mostra os valores da frequência cardíaca no início do estudo. Nos grupos sedentários, dieta normal (Nsed) e dieta hiperlipídica (Hsed), a frequência cardíaca aumentou ao final do programa preventivo chegando a valores de 716±13 bpm e 719±10 bpm, respectivamente. Mas, nos grupos exercitados, dieta normal (Nex) e dieta hiperlipídica (Hex), a frequência cardíaca diminuiu, 627±17 bpm e 630±17 bpm, respectivamente. O gráfico 2 mostra que ao final do programa preventivo, os grupos exercitados (Nex e Hex) apresentaram frequência cardíaca semelhantes entre si e menores do que as dos grupos sedentários (Nsed e Hsed).
Gráfico 2. Frequência cardíaca no início (pré) e ao final (pós) do programa preventivo nos grupos dieta normal sedentário (Nsed), dieta normal exercitado (Nex), dieta hiperlipídica sedentário (Hsed) e dieta hiperlipídica exercitado (Hex). Valores expressos em média ± EPM. Análise estatística: ANOVA. *, p<0,05 vs. Pré; †, p<0,05 vs. Nsed e Hsed Pós.
A pressão arterial caudal foi menor nos grupos exercitados, dieta normal (Nex =104±3 mm Hg) e dieta hiperlipídica (Hex = 105±3 mm Hg); do que nos grupos sedentários, dieta normal (Nsed = 129±6 mm Hg) e dieta hiperlipídica (Hsed = 127±5 mm Hg), como mostra o gráfico 3, ao final do programa preventivo. A tabela 2 mostra os valores da pressão arterial caudal no início do estudo.
Gráfico 3. Pressão arterial caudal ao final do programa preventivo nos grupos dieta normal sedentário (Nsed), dieta normal exercitado (Nex), dieta hiperlipídica sedentário (Hsed) e dieta hiperlipídica exercitado (Hex). Valores expressos em média ± EPM. Análise estatística: ANOVA. *, p<0,05 vs. Nsed e Hsed.
DISCUSSÃO
No início do estudo os camundongos LDLr-/- tinham características semelhantes, mesma idade e massa corporal, frequência cardíaca e pressão arterial caudal iguais, comprovando a homogeneidade da amostra. O teste progressivo máximo inicial também foi semelhante entre os grupos exercitados corroborando a homogeneidade da amostra antes do início do estudo.
O treinamento físico aeróbico, de intensidade moderada, com duração de 14 semanas, foi eficaz porque nos animais treinados, independentemente da dieta administrada, a velocidade máxima atingida no teste progressivo máximo final aumentou em relação ao teste progressivo máximo inicial, confirmando a eficácia do treinamento físico realizado.
Além disso, os camundongos exercitados apresentaram uma diminuição dos valores de frequência cardíaca ao final do estudo independente da dieta administrada. Essa bradicardia de repouso revela que os grupos exercitados adquiriram adaptação fisiológica ao treinamento físico aeróbico (BRUM et al., 2004). Vários estudos demonstram uma relação direta entre frequência cardíaca de repouso e o risco de desenvolvimento de doenças cardíacas. Indivíduos com menor frequência cardíaca de repouso apresentam menor probabilidade de desenvolverem cardiopatias (ROSENWINKEL et al., 2001).
Camundongos LDLr-/- possuem níveis pressóricos normais, mas por não existirem relatos na literatura do comportamento da pressão arterial quando esses camundongos são submetidos a um programa de treinamento físico aeróbico, a pressão arterial caudal foi analisada nesse trabalho e foi observado que o comportamento hipotensivo do exercício físico crônico também ocorreu nos camundongos LDLr-/- exercitados.
O treinamento físico de baixa a moderada intensidade provoca redução no débito cardíaco, o que pode ser explicado pela diminuição da frequência cardíaca de repouso. Mas os mecanismos dessa bradicardia de repouso parecem ser diferentes em normotensos e em hipertensos. No rato hipertenso a bradicardia é devida à diminuição do tônus simpático do coração; mas no rato normotenso, a bradicardia é devida à diminuição da frequência cardíaca intrínseca ou de marcapasso. A diminuição da frequência cardíaca leva à redução do débito cardíaco, o que diminui a pressão arterial, explicando o efeito hipotensivo do exercício (NEGRÃO e RONDON, 2001).
Estudos realizados nas últimas décadas mostram que existem poucas dúvidas quanto ao efeito benéfico do exercício físico crônico no controle da pressão arterial (LATERZA, RONDON e NEGRÃO, 2007, RONDON e BRUM, 2003). Entretanto, esse efeito benéfico depende do tipo de exercício físico, da intensidade e da duração do mesmo. Em geral, o exercício físico aeróbico de baixa a moderada intensidade provoca diminuição na pressão arterial. Isso tem sido frequentemente descrito na literatura, tanto em animais de experimentação quanto no homem. Quanto à duração do exercício físico, têm sido recomendadas sessões com duração de 30 a 45 minutos (SOCIEDADE BRASILEIRA DE HIPERTENSÃO, 2007).
Também existem poucas dúvidas sobre o benefício de um programa de treinamento físico na prevenção e no tratamento de doenças cardiovasculares. Cal e Figueiredo (CAL e FIGUEIREDO, 2002)
no risco da ocorrência de doenças cardiovasculares em até 18%. Napoli et al (NAPOLI et al., 2004), submeteram camundongos knockout para o receptor da LDL, a 60 minutos de natação, duas vezes ao dia, 5 dias por semana e, verificaram, também, que o exercício físico protege contra os efeitos do excesso de colesterol e outros fatores envolvidos no desenvolvimento da aterosclerose.
CONCLUSÃO
O programa preventivo de treinamento físico aeróbico provocou hipotensão de repouso e bradicardia de repouso em camundongos LDLr-/-.
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______________________
1 Faculdade de Medicina – USP/Lab oratório de Emergências Clínicas (LIM-51).
2 Escola de Educação Física e Esporte – EEFEUSP/Laboratório de Fisiologia Celular e Molecular do Exercício. FAPESP processo: 05/55108-4
