Fernando Rodrigues
EFEITOS CARDIOPROTETORES DO TREINAMENTO FÍSICO AERÓBICO PREVIAMENTE AO INFARTO DO MIOCÁRDIO: PAPEL DAS
DIFERENTES INTENSIDADES
São Paulo 2014
UNIVERSIDADE SÃO JUDAS TADEU
Programa de Pós-Graduação Stricto Sensu em Educação Física
Fernando Rodrigues
EFEITOS CARDIOPROTETORES DO TREINAMENTO FÍSICO AERÓBICO PREVIAMENTE AO INFARTO DO MIOCÁRDIO: PAPEL DAS
DIFERENTES INTENSIDADES
Dissertação apresentada ao Programa de Mestrado em Educação Física da Universidade São Judas Tadeu como requisito parcial à obtenção do título de Mestre.
Orientador: Prof. Dr. Bruno Rodrigues
São Paulo 2014
Rodrigues, Fernando
R696e Efeitos cardioprotetores do treinamento físico aeróbico previamente ao infarto do miocárdio : papel das diferentes intensidades / Fernando Rodrigues. - São Paulo, 2014.
104 f. : il. ; 30 cm.
Orientador: Bruno Rodrigues.
Dissertação (mestrado) – Universidade São Judas Tadeu, São Paulo, 2014.
1. Educação física – Exercício físico. 2. Infarto do miocárdio. 3. Treinamento físico. I. Rodrigues, Bruno. II. Universidade São Judas Tadeu, Programa de Pós-Graduação Stricto Sensu em Educação Física. III. Título
CDD 22 – 616.123706
Ficha catalográfica elaborada pela Biblioteca da Universidade São Judas Tadeu
Bibliotecário: Ricardo de Lima - CRB 8/7464
EPÍGRAFE
“Tudo posso naquele que me fortalece” Filipenses 4:13
DEDICATÓRIA
Dedico esta dissertação
À Deus, minha família, amigos, colegas de trabalho e orientador pelo apoio, força, incentivo, companheirismo e amizade. Sem eles nada disso seria possível.
AGRADECIMENTOS
A Deus por me amparar nos momentos difíceis, me dar força interior para superar as dificuldades, mostrar os caminho nas horas incertas e me suprir em todas as minhas necessidades.
À meu orientador Prof Bruno Rodrigues, por acreditar em mim, me mostrar o caminho da ciência, fazer parte da minha vida nos momentos bons e ruins, por ser um exemplo de profissional e amigo.
À minha família, a qual amo muito, pelo carinho, paciência e incentivo. Agradeço a Dra. Maria Cláudia Irigoyen e a todos meus colegas do laboratório experimental e biotério do InCor, que sempre me ajudaram muito e me auxiliaram. A Dra. Kátia De Angelis e a todos os membros do Laboratório de Fisiologia Translacional, a todos os membros do Laboratório do Movimento Humano da USJT, a todos do Biotério da USJT que colaboraram de alguma forma em minha pesquisa, aos meus colegas de sala do mestrado (Camilla, Danilo e Gustavo) ao pessoal da Pós-graduação e aos Professores que me deram aula.
Sumário
1. INTRODUÇÃO ... 1
1.1. Infarto do Miocárdio e Remodelamento Ventricular ... 1
1.2. Infarto do Miocárdio e Disfunção Autonômica ... 6
1.3. Treinamento Físico ... 9 1.4. Justificativa ... 13 2. OBJETIVOS ... 15 2.1. Geral ... 15 2.2. Específicos ... 15 3. MATERIAIS E MÉTODOS ... 16 3.1. Desenho Experimental ... 16
3.2. Teste de Esforço Máximo e Protocolos de Treinamento Físico... 18
3.3. Cirurgia de Indução do Infarto do Miocárdio ... 19
3.4. Avaliação Ecocardiográfica ... 21
3.5. Avaliações Hemodinâmicas Sistêmicas ... 25
3.5.1. Canulação ... 25
3.5.2. Registro da Pressão Arterial e Frequência Cardíaca ... 25
3.5.3. Avaliação da Sensibilidade Barorreflexa ... 27
3.5.4. Bloqueio Autonômico ... 28
3.6. Coleta dos Tecidos ... 30
3.7. Análise Estatística ... 30
4. RESULTADOS ... 31
4.1. Características da composição corporal e capacidade física ... 31
4.2. Avaliações Estruturais Ventriculares ... 36
4.3.1. Função Sistólica ... 41
4.3.2. Função Diastólica ... 43
4.3.3. Função Global ... 45
4.4. Avaliações Hemodinâmicas Sistêmicas ... 46
4.5. Avaliação do Tônus Autonômico Cardíaco ... 50
5. DISCUSSÃO ... 52
5.1. Composição Corporal e Capacidade Física... 53
5.2. Remodelamento Cardíaco e Função Ventricular ... 56
5.3. Perfil Hemodinâmico e Função Autonômica ... 62
6. CONCLUSÃO ... 67
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 68
LISTA DE ABREVIAÇÕES C CTA CTM DC DDVE DSVE ERP FC FCI FE IC IDM IM IS ITA ITM MVE PA PAD PAM PAS RB Relação E/A RT TAB TE TF
Grupo controle sedentário
Grupo controle treinado alta intensidade Grupo controle treinado moderada intensidade Débito cardíaco
Diâmetro diastólico do ventrículo esquerdo Diâmetro sítolico do ventrículo esquerdo Espessura relativa de parede
Frequência cardíaca
Frequência cardíaca intrínseca Fração de ejeção
Insuficiência cardíaca
Índice de desempenho miocárdico Infarto do miocárdio
Grupo infartado sedentário
Grupo infartado treinado alta intensidade
Grupo infartado treinando moderada intensidade Massa do ventrículo esquerdo
Pressão arterial
Pressão arterial diastólica Pressão arterial média Pressão arterial sistólica Resposta bradicardica
Razão da velocidade da onda E e da onda A Resposta taquicardica
Tecido adiposo branco Teste de esforço máximo Treinamento físico
TRIV TS TV VE VEC VFC VO2 máx VS
Tempo de relaxamento isovolumétrico Tónus simpático
Tónus vagal
Ventrículo esquerdo
Velocidade de encurtamento circunferencial Variabilidade da frequência cardíaca
Consumo máximo de oxigênio Volume sistólico
Lista de Tabelas
Tabela 1. Aspectos da composição corporal ... 32 Tabela 2. Velocidade atingida no teste de esforço (Km/h) nos períodos inicial, final e após a cirurgia de IM ou Sham ... 35 Tabela 3. Avaliações ecocardiográficas da estrutural cardíaca ... 38 Tabela 4. Avaliações ecocardiográficas da função sistólica ... 42 Tabela 5. Avaliações ecocardiográficas da função diastólica e índice de desempenho miocárdico ... 44 Tabela 6. Avaliações hemodinâmicas e da sensibilidade barorreflexa ... 48
Lista de Figuras
Figura 1. Ilustração e foto do infarto do miocárdio experimental em ratos ... 21
Figura 2. Desenho da canulação da artéria e veia femoral... 25
Figura 3. Sistema de registro invasivo da pressão arterial e frequência cardíaca ... 26
Figura 4. Registro demonstrativo da pressão arterial e frequência cardíaca ... 28
Figura 5. Esquema demonstrativo do duplo bloqueio farmacológico ... 29
Figura 6. Peso corporal avaliado ao início e ao final, do protocolo nos grupos ... 33
Figura 7. Velocidades máximas atingidas nos testes de esforço inicial, após os protocolos de treinamento físico (final) e após as cirurgias de Infarto do miocárdio (IM) e Sham ... 36
Figura 8. Avaliação ecocardiográfica da área de infarto do ventrículo esquerdo ... 39
Figura 9. Massa absoluta do ventrículo esquerdo ... 39
Figura 10. Espessura relativa da parede ... 40
Figura 11. Fração de ejeção do ventrículo esquerdo ... 43
Figura 12. Relação entre as ondas E e A... 45
Figura 13. Índice de desempenho miocárdico ... 46
Figura 14. Frequência cardíaca ... 49
Figura 15. Sensibilidade barorreflexa representada pelas respostas taquicárdica e bradicárdica ... 49
Figura 16. Tônus simpático (TS), tônus vagal (TV) e frequência cardíaca intrínseca (FCI) ... 51
Resumo
Fernando Rodrigues - Efeitos Cardioprotetores Do Treinamento Físico Aeróbico Previamente Ao Infarto Do Miocárdio: Papel Das Diferentes Intensidades – Dissertação de mestrado – Programa de Pós-Graduação Stricto Sensu em Educação Física – Universidade São Judas Tadeu, 2014
Recentemente tem se dado grande importância aos protocolos de treinamento físico (TF) aeróbico de alta intensidade, no entanto pouco se sabe sobre os efeitos deste na prevenção de alterações ocasionadas pelo infarto do miocárdio (IM). Dessa forma, o objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito cardioprotetor do TF aeróbico de moderada e alta intensidade em ratos submetidos ao IM experimental. Para tal, ratos Wistar machos foram divididos em 6 grupos (n=8 por grupo): controle (C), controle treinado em moderada intensidade (CTM), controle treinado em alta intensidade (CTA), infartado sedentário (IS), infartado treinado em moderada intensidade (ITM), infartado treinado em alta intensidade (ITA). Os grupos CTA e ITA foram submetidos a um protocolo de TF que consistiu na alternância de períodos de 4 minutos de 90 a 95% da velocidade máxima atingida no teste de esforço (TE) e 2 minutos a 50% da velocidade máxima atingida no TE, durante 60 minutos/dia, por 2 meses. Os grupos CTM e ITM foram submetidos a um TF com intensidade de 60 a 75% da velocidade máxima atingida no TE, também por 2 meses. Após o termino de TF os animais dos grupos ITM e ITA foram submetidos ao IM por ligadura da artéria coronária. Nos dias subsequentes, os grupos foram submetidos às avaliações ecocardiográficas, TE, avaliações hemodinâmicas e autonômicas. Ao término do TF a área de IM foi semelhante entre os grupos IS, ITM e ITA (~43%). Os grupos CTM, CTA, ITM e ITA apresentaram aumento na massa do ventrículo esquerdo quando comparados aos grupos C e IS. A espessura relativa de parede (ERP) estava
aumentada nos grupos CTM (+32%), CTA (+27%), ITM (+27%) e ITA (+35%) quando comparados ao grupo C. Além disso, os grupos ITM (+59%) e ITA (+68%) apresentaram aumento na ERP quando comparados isoladamente com o grupo IS. Os grupos CTM (+9%) e CTA (10%) apresentaram um aumento na fração de ejeção quando comparados ao grupo controle, assim como os grupos ITM (+27%) e ITA (+32%) apresentaram uma melhora nesse parâmetro quando comparados ao grupo IS. O Índice de desempenho miocárdico apresentou melhora nos grupos CTM (-59%) e CTA (-57%) quando comparados ao Grupo C, esta melhora se repetiu nos grupos ITM (-63%) e ITA (-56%) comparados ao grupo IS. Em adição a esses dados, o TF de moderada e alta intensidade preveniu a reduçao da sensibilidade barorreflexa, da frequência cardíaca intrínseca, do tônus vagal, bem como o aumento do tônus simpático nos grupos ITM e ITA em comparação ao grupo IS. Os dados do presente estudo sugerem que o TF de moderada e alta intensidade previnem, de maneira semelhante, as anormalidades cardiovasculares e autonômicas do IM.
Palavras Chave: Treinamento Físico; Infarto do Miocárdio; Função Ventricular; Função Autonômica.
ABSTRACT
Recently great attention has emerged to the protocols of high intensity exercise training (ET); however, little is known about the effects of this intervention on the prevention of changes triggered by myocardial Infarction (MI). The aim of the present study was to evaluate the effects of previous moderate and high intensity aerobic ET in rats submitted to MI. For such, male Wistar rats were divided in 6 groups (n=8 for group): control (C), trained control at moderate intensity (CTM), trained control at high intensity (CTA), sedentary infarcted (IS), trained infarcted at moderate intensity (ITM), trained infarcted at high intensity (ITA). CTA and ITA groups were submitted to high intensity ET protocol that consisted in alternation of periods of 4 minutes (90 to 95% of the maximum running speed) and 2 minutes (50% of the maximum running speed), for 60 minutes per day, 5 days per week, for 2 months. CTM and ITM groups were submitted to moderate intensity ET (60 to 75% of the maximum running speed), for 2 months. After ET protocols, IS, ITM and ITA were submitted to coronary artery ligation surgery. In the subsequent days, all groups were submitted to echocardiographic assessments, maximal exercise test (MET), hemodynamic and autonomic evaluations. MI area was similar between experimental groups (~ 43%). CTM, CTA, ITM and ITA groups presented increase in the left ventricle mass when compared to the groups C and IS groups. The relative wall thickness was increased in CTM (+32%), CTA (+27%), ITM (+27%) and ITA (+35%) when compared to the C group. Additionally, ITM (+59%) and ITA (+68%) groups also presented relative wall thickness increase when compared with IS group. CTM (+9%) and CTA (10%) animals displayed an increase in the ejection fraction
when compared to the C group, as well as ITM (+27%) and ITA (+32%) groups showed an improvement in this parameter when compared to the IS group. Myocardial performance index was improved in CTM (-59%) and CTA (-57%) rats when compared to the C group. This improvement was repeated in the ITM (-63%) and ITA (-56%) animals as compared to IS animals. In addition the these data, moderate and high intensity ET prevented the fall of the baroreflex sensibility, intrinsic heart rate, vagal tone, as well as prevented the increase of sympathetic tone in ITM and ITA animals in comparison with the IS animals. The data of the present study suggest that ET, independently of intensity, prevent the cardiovascular and autonomic abnormalities of triggered by MI.
Key Words: Exercise training; Myocardial Infarction; Function Ventricular; Autonomic Function.
1. INTRODUÇÃO
1.1. Infarto do Miocárdio e Remodelamento Ventricular
A doença cardiovascular (DCV) é uma das principais causas de morbidade e contribui significativamente para os custos elevados em saúde pública, sendo uma das principais causas de mortalidade em todo mundo (Go et al., 2013). Dentre as DCV, o infarto do miocárdio (IM) é o mais incidente e com o maior índice de mortalidade. Nos Estados Unidos, estima-se que a cada 44 segundos um indivíduo sofra um IM e, cerca 49% das mortes por DCV são atribuídas ao evento isquêmico cardíaco (Go et al., 2013). No Brasil, dados do Ministério da Saúde do ano de 2006, demonstram que a doença isquêmica cardíaca é a segunda causa mais importante de óbito da população brasileira, apontando para o IM uma participação muito importante, responsável por cerca de 6,7% dessa mortalidade (Ministério da Saúde, 2008).
O IM é a convergência comum da maioria dos fatores risco como tabagismo, hipercolesterolemia, hipertensão, diabetes mellitus, obesidade, histórico familiar e inatividade física (Thiene et al., 2010), podendo ser a primeira manifestação da doença arterial coronariana (DAC) ou ocorrendo repetidamente em pacientes com a doença estabelecida (Thygesen et al., 2012). O IM, em sua grande maioria, resulta de aterosclerose das artérias coronárias, placas que causam o estreitamento luminal da árvore coronariana, geralmente com trombose sobreposta. Ocorre então, agregação plaquetária e depósito de fibrina, posteriormente culminando na formação do trombo agudo evoluindo para o IM (Shih et al., 2011). Portanto, o IM é um processo
dinâmico que não ocorre instantaneamente, mas evolui progressivamente durante algumas horas.
Após a oclusão da coronária, os miócitos supridos por essa artéria perdem a capacidade contrátil podendo apresentar áreas de dissincronismo, discinesia, hipocinesia e acinesia. Por outro lado, o miocárdio não infartado apresenta hipercinesia como resultado de mecanismos compensatórios agudos, como ativação do sistema nervoso simpático e mecanismo de Frank-Starling (Francis et al., 2001; Shih et al., 2011; Thygesen et al., 2012). Adicionalmente, eventos moleculares, celulares e intersticiais iniciados pelo IM culminam em mudanças no tamanho, forma e função do ventrículo esquerdo (VE), eventos estes coletivamente denominados de remodelação do VE. Esta é caracterizada pela progressiva dilatação do VE, rearranjo da estrutura da parede ventricular, hipertrofia e aumento da massa muscular (Yousef et al., 2000). No entanto, estes mecanismos de compensação possuem uma finita capacidade de sustentação da função cardíaca e, quando o tecido contrátil remanescente deixa de manter a hemodinâmica em condições de normalidade, o indivíduo pode evoluir para insuficiência cardíaca (IC) (Shih et al., 2011). Vários processos moleculares e celulares parecem ser particularmente importantes para o prejuízo do quadro clínico, incluindo a apoptose de miócitos cardíacos, particularmente na zona peri-infarto, autofagia e redução na capacidade proliferativa de novos cardiomiócitos (Shih et al., 2011). A perda de células em curso e a incapacidade de substituir as células perdidas podem contribuir para a deterioração da função cardíaca.
De fato, dependendo da massa ventricular envolvida em um evento isquêmico, seu débito cardíaco (DC), volume sistólico (VS), pressão arterial (PA) e função de bombeamento do VE diminuem, e a pressão diastólica final do VE tende a aumentar (Jorge et al., 2011; Rodrigues et al., 2012). Além disso, fatores como tamanho da área de infarto, localização do IM, complacência ventricular, capacidade venosa (pré-carga), contratilidade do miocárdio, dentre outros tendem a contribuir para um remodelamento danoso ao coração (Cohn, 1989).
Nesse sentido, Verma et al. (2008) e Cols et al. (2000) observaram diferentes
padrões geométricos ventriculares, através de análises do VALIANT
Echocardiographic Study, em pacientes após o IM. Os autores observaram que 18,6% dos pacientes apresentaram hipertrofia excêntrica; 18,2% remodelamento concêntrico; 12,6% hipertrofia concêntrica e 50,6% dentro dos parâmetros de normalidade. Essa gama de diferentes padrões de remodelamento ventricular pode ser atribuída aos inúmeros fatores associados que também contabilizam para alterações estruturais ventriculares, como hipertensão arterial, por exemplo (Konstam et al., 2008).
A função de bomba do miocárdio pode ser comprometida pela redução da ejeção de sangue para as artérias aorta e tronco pulmonar, em razão da deprimida contratilidade miocárdica e esvaziamento inadequado do reservatório venoso que transporta o sangue para o coração, comprometendo o enchimento ventricular e seu relaxamento (Katz, 2000). A presença de arritmias ventriculares complexas associadas à disfunção ventricular com fração de ejeção < 40% identifica pacientes
com maiores riscos para eventos como morte súbita ou eventos arrítmicos graves (Ruberman et al., 1977; Bigger et al., 1984).
Apesar de uma reperfusão bem sucedida, modificação de estilo de vida e farmacoterapia adequada, o processo de remodelação do VE continua quase que inabalável, resultando em uma taxa de formação de quase 1 milhão de novos pacientes por ano em risco de desenvolver IC (Krumholz et al., 2008). Experimentalmente, a oclusão dos ramos da artéria coronária vem sendo amplamente utilizada pelos pesquisadores no intuito de melhor compreender os efeitos cardíacos, autonômicos e hemodinâmicos do IM e da IC (Pfeffer et al., 1979; Tucci et al., 2011; Mill et al., 2011). Devido à sua relevância clínica e relativa facilidade metodológica, a ligadura da artéria coronária é um dos modelos mais utilizados nos trabalhos com animais de pequeno porte (Elser et al., 1995).
Nosso grupo vem se dedicando há alguns anos em estudar as alterações induzidas pelo IM individualmente (Jorge et al., 2011; Barboza et al., 2013) ou associado a diferentes fatores de risco, como exemplo: a hipertensão arterial (Braga et al., 2008; De Macedo Braga et al., 2008), a privação dos hormônios ovarianos (Flores et al., 2010), a denervação sinoaórtica (Mostarda et al., 2010) e o diabetes (Malfitano et al., 2010; Rodrigues et al., 2011a,b,c; Rodrigues et al., 2012; Rodrigues et al., 2013). Além disso, nesses trabalhos também testamos diferentes abordagens terapêuticas no manejo das complicações oriundas do IM, bem como na mortalidade dos animais estudados. Dentre estas intervenções podemos destacar: o treinamento físico (Flores et al., 2010; Jorge et al., 2011; Rodrigues et al., 2012; Barboza et al., 2013), a terapia com células tronco, mesenquimais e da medula óssea, in situ (De
Macedo Braga et al., 2008) e endovenosamente (Braga et al., 2008), bem como a terapia gênica com fator de crescimento vascular derivado do endotélio (VEGF) in situ (Rodrigues et al., 2011c).
Dados prévios do nosso grupo têm demonstrado que o IM ocasionou uma série de disfunções ventriculares e hemodinâmicas, dentre elas podemos destacar a redução da função sistólica e diastólica do VE, redução do débito cardíaco, da pressão arterial, bem como da expressão da bomba cálcio-ATPase do retículo sarcoplasmático (SERCA2) em ratos após 90 dias de ligadura da artéria coronária (Jorge et al., 2011). De fato, o decréscimo do desempenho da célula cardíaca na IC parece ser determinado por alterações bioquímicas decorrentes de modificações na expressão de proteínas do cardiomiócito, as quais participam da regulação do processo de excitação-contração e do relaxamento da célula cardíaca (Balke & Shorofsky, 1998).
1.2. Infarto do Miocárdio e Disfunção Autonômica
Após o IM, várias alterações neuro-humorais ocorrem na tentativa de minimizar as consequências da redução da função ventricular, ocasionadas pela obstrução do fluxo sanguíneo no VE dos pacientes. Dessa forma, desequilíbrio autonômico crônico entre simpático e parassimpático constitui um elemento fundamental da fisiopatologia da IC após um evento isquêmico (La Rovere et al., 1998; Braunwald et al., 2000; Negrão & Middlekauff, 2008) e é acompanhado por anormalidades no controle cardiorrespiratório reflexo, ou seja, prejuízo do barorreflexo, maior ativação do ergorreflexo e quimiorreflexo (La Rovere et al., 1998; Ponikowski et al., 2001a,b).
As considerações em relação à disfunção autonômica em pacientes após um evento isquêmico não são novas. Webb et al. (1972) classicamente observaram que 92% dos pacientes infartados que apresentavam desequilíbrio autonômico, seguido de bradicardia e hipotensão, estavam associados ao infarto de parede ínfero-posterior do VE, nos quais a ação parassimpática era provavelmente mais atuante. Já nos pacientes com infarto da parede anterior do VE, verificou-se uma maior ocorrência de hipertensão e taquicardia, sugerindo que a ação do sistema nervoso simpático era predominante.
Nos últimos anos, o controle reflexo da circulação comandado pelos pressorreceptores/barorreceptores tem sido reconhecido como um importante preditor de risco após evento cardiovascular. O estudo ATRAMI (Autonomic Tone and Reflexes After Myocardial Infarction) forneceu evidências clínicas do valor prognóstico da sensibilidade do barorreflexo e da variabilidade da frequência
cardíaca (VFC) na mortalidade cardíaca após o IM, independente da fração de ejeção do VE e de arritmias ventriculares (La Rovere et al., 1998). Além disso, Kleiger et al. (1987) estudando pacientes do “Multicenter Post Myocardial Infarction Program”, encontrou risco relativo de mortalidade cinco vezes maior naqueles pacientes que apresentavam reduzida VFC, um marcador da modulação autonômica cardíaca, se comparados aos que apresentavam níveis aumentados dessa variável.
Paralelamente aos achados clínicos, dados experimentais também apontam para o prejuízo da função autonômica em animais após a ligadura da artéria coronária. De fato, em nosso grupo temos consistentemente evidenciado que, após o IM crônico, os animais apresentam maior disfunção barorreflexa, redução da VFC total, da banda de alta frequência (AF) e da banda de baixa frequência (BF) da VFC em relação a animais não infartados, tanto em ratos machos (Mostarda et al., 2010; Jorge et al., 2011; Rodrigues et al., 2011a; 2013; Barboza et al., 2013) quanto em fêmeas ooforectomizadas (Flores et al., 2010). Em adição, Lacerda et al. (2007) observaram que agudamente, 8 horas após o IM, os animais já apresentavam hiperatividade nervosa simpática renal, bem como prejuízo do barorreflexo e reflexo cardiopulmonar.
O significado clínico e prognóstico do aumento da atividade simpática após um evento isquêmico e, consequentemente, na IC já está claramente estabelecido (Floras et al., 2003), tanto que o bloqueio beta adrenérgico tornou-se um elemento padrão na terapia desses pacientes (Packer, 1996). Em contraste, a redução do tônus parassimpático, embora já demonstrada há mais de 40 anos (Eckberg et al., 1971), tem recebido menos atenção. Reduzido tônus parassimpático, além do prejuízo do
barorreflexo e da VFC são capazes de predizerem pobre prognóstico em pacientes com IC e após um IM (Ponikowski et al., 1997; La Rovere et al., 1998; 2001).
Dessa forma, faz-se necessário uma melhor compreensão dos mecanismos associados ao remodelamento cardíaco, à disfunção ventricular, bem como à disfunção autonômica após o IM, no intuito de se desenvolver novas estratégias para seletivamente e especificamente agir nesses processos que fundamentam a fisiopatologia do IM, reduzindo assim custos socioeconômicos e aumentando a sobrevida dos pacientes. Além disso, considerando as importantes repercussões cardíacas e autonômicas do IM, que, usualmente, conduzem o indivíduo à morbidade e mortalidade, intervenções no sentido de melhorar a função cardiovascular, sensibilidade do barorreflexo e/ou a participação do sistema nervoso parassimpático no controle da pressão arterial e frequência cardíaca, têm sido vistas como eficientes estratégias no manejo das doenças cardiovasculares.
1.3. Treinamento Físico
Os benefícios cardiovasculares, autonômicos, metabólicos e anti-inflamatórios de um estilo de vida fisicamente ativo têm levado muitos investigadores a sugerirem o treinamento físico (TF) de moderada intensidade como uma conduta não farmacológica importante na prevenção e tratamento dos fatores de risco e das DCV (La Rovere et al., 2002; Ertek et al.; 2012). As evidências de que o TF é uma ótima ferramenta no tratamento de pacientes com DAC estabelecida, com ou sem IM, são bastante relevantes e amplamente conhecidas. Por exemplo, uma meta-análise, pautada em 48 estudos randomizados e controlados (8940 pacientes), evidenciou que programas de reabilitação cardiovascular, baseados em exercícios aeróbios de moderada intensidade, reduziram todas as causas de mortalidade em 20% e mortalidade por DCV em 26% em pacientes após um IM, angina pectoris e/ou DAC (Taylor et al., 2004). Adicionalmente, em outra meta-análise mais recente baseada em 34 estudos, os autores observaram que a realização de exercícios, mesmo que por um curto período (1 a 3 meses), é de grande eficiencia, pois os benefícios globais observados pela prática persistiram para além do período de intervenção ativa após o IM (Lawler et al., 2011).
Uma das adaptações positivas ao TF, geralmente associada à redução da mortalidade, é a do sistema nervoso autonômico. Estudos clássicos como os de Billman et al. (1984) e Hull et al. (1994), já sugeriam que esta intervenção reduz a mortalidade de indivíduos após um IM, principalmente associada ao aumento do tônus vagal e redução da atividade simpática. De fato, La Rovere et al. (2002) elegantemente evidenciaram que o TF modificou favoravelmente a sobrevida em
longo prazo de pacientes infartados, sendo esta associada a uma clara mudança do equilíbrio autonômico em direção a um aumento da atividade vagal.
Experimentalmente, em nosso laboratório temos estudado os efeitos do TF nas alterações funcionais, bioquímicas, moleculares, bem como na mortalidade após o IM. Flores et al. (2010) observaram que após 2 meses de TF aeróbico houve uma melhora hemodinâmica e do controle reflexo da circulação em ratas ooforectomizadas submetidas ao IM, sugerindo que a melhora do componente vagal pode ser o precursor desses efeitos benéficos. Além disso, o TF foi eficaz em provocar adaptações positivas na hemodinâmica, na função cardíaca e autonômica, nos fluxos sanguíneos regionais, bem como em reduzir a mortalidade de ratos machos infartados (Jorge et al., 2011). Recentemente, nosso grupo demonstrou que estas adaptações funcionais cardíacas e do controle autonômico podem perdurar mesmo após 30 dias de cessação do TF em ratos infartados (Barboza et al., 2013) evidenciando assim os efeitos duradouros dessa conduta terapêutica.
Além dos benefícios na função autonômica, Adamapoulus et al. (2001) demonstraram uma redução na concentração plasmática de marcadores inflamatórios periféricos após 12 semanas de TF aeróbico em pacientes com IC moderada a severa, sugerindo uma correlação entre a melhora na tolerância ao exercício e a atenuação do processo inflamatório. Em um modelo experimental de IC, (Batista et al., 2010) observaram que o TF aeróbico em ratos infartados aumentou a razão IL-10/TNF-α no músculo sóleo dos animais, ressaltando o efeito anti-inflamatório do exercício após um evento isquêmico.
Embora haja um consenso acerca dos benefícios do TF aeróbico de moderada intensidade para pacientes com DCV, nos últimos anos, diversas linhas de evidência apontam para maiores adaptações aeróbicas e cardiovasculares após o exercício de alta intensidade. De fato, o TF aeróbico de alta intensidade tem sido amplamente efetivo em pacientes com doença arterial coronariana (Currie et al., 2013) insuficiência cardíaca crônica (Wisløff et al., 2007) pacientes transplantados (Rustad et al., 2012) e em sujeitos saudáveis (Lee et al., 2003). Entretanto vale ressaltar que estudos que analisam os efeitos prévios do TF de alta intensidade ainda são escassos.
O TF em uma intensidade de ≈ 90% do VO2 pico está na faixa superior das diretrizes atuais para seres humanos (Fletcher et al., 2001). Este nível de exercício aeróbico pode ser obtido num formato de treinamento intervalado, tanto em seres humanos como em modelos animais. A justificativa para o treinamento intervalado é que ele permite períodos de “descanso” alternados com períodos de exercícios curtos em alta intensidade, tornando passível e seguro de ser executado por pacientes com doença arterial coronariana, por exemplo (Rognmo et al., 2012).
Sob diferente ótica, no que tange aos benefícios do exercício físico previamente a um evento cardíaco, adaptações vasculares, sistêmicas, neuro-humorais e cardiopulmonares ao exercício têm se mostrado bastante eficazes em prevenir complicações cardiometabólicas, bem como minimizar os efeitos deletérios da isquemia seguida de reperfusão (Gielen et al., 2010). De fato, dados epidemiológicos indicam que o exercício regular reduz o risco de morte durante a reperfusão clínica após a isquemia (Reeve et al., 2005).
Nesse contexto, pesquisadores vêm buscando os possíveis mecanismos cardioprotetores do exercício à isquemia e reperfusão. Mecanismos tais como a formação de vasos colaterais (Laughlin et al.,1998), elevação das heat shock proteins (Quindry et al., 2007), aumento da expressão da ciclooxigenase miocárdica (Quindry et al., 2010), proteção antioxidante (Hamilton et al., 2004), bem como o papel anti-inflamatório do exercício (Petersen et al., 2005) têm sido apontados como desencadeadores de cardioproteção. Entretanto, poucos estudos têm relatado os efeitos do exercício previamente à isquemia permanente em animais e, dentre eles, os resultados são contraditórios (Dayan et al., 2005; Veiga et al., 2013).
Experimentalmente estudos realizados com o treinamento de moderada intensidade fornecem dados controversos por exemplo, Dayan et al. (2005) demonstraram que 3 semanas de natação antes do IM atenuaram o remodelamento e melhoraram a função ventricular, as análises desta pesquisa foram realizadas ao término do TF antes do IAM, 24 horas pós IAM e 4 semanas pós IAM, de maneira semelhante, Freimann et al. (2005) observaram que o treinamento de natação prévio ao IM reduz o tamanho da cicatriz, aumenta a densidade capilar, promove adaptações gênicas relacionadas o metabolismo enérgico, vale ressaltar que as análises foram realizadas 4 semanas pós IAM, além do ecocardiagrama para analisar a função ventricular também foram realizadas análises histológicas e moleculares. Em contrapartida, Veiga et al. (2011; 2013) não observaram adaptações positivas da natação na função ventricular, na área de IM e na hemodinâmica de ratos treinados previamente ao IM, nota-se que estes protocolos foram realizados com ratas não ooforectomizadas e as análises ecocardiográficas foram realizadas 7 dias após o
IAM. Recentemente, Bozi et al. (2013) demonstraram que o TF aeróbico de moderada intensidade em esteira, realizado previamente, atenuou a disfunção e deterioração estrutural cardíaca promovida pelo IM, as análises foram realizadas 15 dias após a cirurgia do IAM, e tais benefícios foram associados com a preservação das propriedades morfológicas e contráteis dos cardiomiócitos.
Frente ao exposto, faz-se necessário uma busca mais detalhada acerca de outros mecanismos desencadeados pelo TF que poderiam estar associados a uma melhor resposta ao IM. Considerando que as disfunções autonômica e ventricular são determinantes de pior prognóstico em pacientes após o IM, a investigação acerca do papel desses mecanismos em animais submetidos ao TF previamente ao IM seria desejável. Por outro lado, informações sobre o papel do TF aeróbico intervalado de alta intensidade previamente ao IM são escassas e requerem elucidações.
1.4. Justificativa
Apesar dos avanços tecnológicos e científicos na prevenção e na intervenção durante um evento agudo, ou mesmo no tratamento crônico, o IM continua fazendo muitas vítimas em todo mundo e contribuindo negativamente para as estatísticas em saúde pública (Go et al., 2013). O desequilíbrio autonômico em favor da maior ativação do sistema nervoso simpático, e redução do parassimpático, propicia uma importante elevação na mortalidade, bem como parece preceder outras alterações nos pacientes após o IM, incluindo as alterações metabólicas, hormonais e imunológicas. Além disso, a redução do componente vagal parece ser um fator adicional importante na exacerbação da resposta inflamatória após IM (Jankowska et al., 2006).
Sabidamente, o TF é uma importante estratégia, de relativa facilidade metodológica, na prevenção e no tratamento das DCV. Ao longo dos anos, nosso grupo tem se dedicado ao estudo dos efeitos do TF aeróbico na disfunção autonômica proporcionada por diferentes patologias como o diabetes, hipertensão, síndrome metabólica e IM, obtendo resultados positivos referentes às adaptações autonômicas cardíacas e periféricas, reduzindo dessa forma a mortalidade nos animais estudados. Embora os efeitos do TF aeróbico de moderada intensidade e, mais recentemente, o de alta intensidade sejam conhecidos no tratamento das DCV, os mecanismos pelos quais o TF de alta intensidade (quando realizado previamente) poderiam atenuar as respostas ao IM, permanecem pouco divulgados.
Dessa forma, a realização desse estudo pode ter um impacto clínico relevante, esclarecendo mecanismos de prevenção e/ou atenuação dos efeitos adversos de um evento isquêmico.
2. OBJETIVOS
2.1. Geral
O objetivo geral do presente estudo foi avaliar as respostas ventriculares e autonômicas da isquemia miocárdica em ratos previamente submetidos ao treinamento físico aeróbico de moderada e de alta intensidade.
2.2. Específicos
Estudar as respostas ventriculares e autonômicas da isquemia miocárdica em ratos previamente submetidos ao TF aeróbico de moderada e de alta intensidade avaliando:
- Composição corporal parcial;
- Área de infarto e estrutural cardíaca;
- Função sistólica e diastólica do ventrículo esquerdo;
- Variáveis hemodinâmicas, através do registro da pressão arterial e frequência cardíaca;
- Sensibilidade barorreflexa, através da infusão de drogas vasoativas;
3. MATERIAIS E MÉTODOS
3.1. Desenho Experimental
O manejo dos animais obedeceu às normas estabelecidas e os princípios éticos da experimentação animal do Colégio Brasileiro de Experimentação Animal (COBEA) e encontra-se de acordo com o ARRIVE Guidelines for Reporting Animal
Research (Kilkenny et al., 2010). O presente estudo teve a aprovação do Comitê de
Ética em Pesquisa da Universidade São Judas Tadeu (A008/2013), conforme ANEXO 1. Para a realização dos experimentos, foram utilizados ratos Wistar machos com aproximadamente 8 semanas (250 – 300g), provenientes do biotério da Universidade São Judas Tadeu. Os animais foram mantidos agrupados, em ambiente com temperatura (22 – 24oC) e luz controladas (ciclo de 12 horas claro/escuro), com umidade do ar variando entre 54 a 55%. Água e comida foram oferecidas de modo irrestrito, sendo a dieta normoproteica.
Os animais foram randomicamente divididos em seis grupos experimentais (n=8 por grupo):
- Controle (C) – os animais desse grupo foram acompanhados durante 2 meses e, posteriormente, submetidos à cirurgia fictícia Sham;
- Controle treinado sob moderada intensidade (CTM) – animais submetidos a um protocolo de treinamento físico de moderada intensidade durante 2 meses e, posteriormente, submetidos à cirurgia fictícia Sham;
- Controle treinado sob alta intensidade (CTA) – animais submetidos a um protocolo de treinamento físico de alta intensidade durante 2 meses e, posteriormente, submetidos à cirurgia fictícia Sham;
- Infartado sedentário (IS) – os animais foram acompanhados por 2 meses e, posteriormente, submetidos à cirurgia de IM;
- Infartado treinado sob moderada intensidade (ITM) – submetidos a um protocolo de treinamento físico de moderada intensidade durante 2 meses e, posteriormente, submetidos à cirurgia de IM;
- Infartado treinado sob alta intensidade (ITA) – submetidos a um protocolo de treinamento físico de alta intensidade durante 2 meses e, posteriormente, submetidos à cirurgia de IM.
O desenho experimental do presente estudo pode ser observado no esquema abaixo:
Onde: TE = teste de esforço máximo; TF = treinamento físico; Sham = cirurgia fictícia; IM = infarto do miocárdio; ECO = avaliação ecocardiográfica.
Sham IM 2 meses Acompanhamento / TF TE TE TE 5 dias 1º dia – TE. 2º dia – ECO / canulação.
3º e 4º dias - avaliações hemodinâmicas e autonômicas.
Como critério de inclusão foram selecionados para comporem os grupos experimentais infartados os animais que apresentassem fração de ejeção do ventrículo esquerdo < 50% e área de infarto variando entre 35 a 45% do VE.
3.2. Teste de Esforço Máximo e Protocolos de Treinamento Físico
Todos os grupos estudados foram submetidos a um protocolo de teste de esforço máximo (TE) em esteira ergométrica adaptada para ratos. Este teste foi realizado em quatro momentos: ao início do protocolo, utilizado para prescrição da intensidade do TF; após 30 dias de TF ou acompanhamento, para reajuste da intensidade; ao final do programa de TF ou acompanhamento; e 1 dia após a cirurgia de IM ou Sham, para comparação do progresso obtido após TF ou acompanhamento. Antes da realização do primeiro TE os animais foram adaptados em esteira ergométrica (10 minutos a 0,3 Km/h) durante 3 dias.
O TE consistiu em colocar o animal correndo na esteira a 0,3 km/h por 3 minutos, sendo que esta carga será incrementada em 0,3 km/h a cada 3 minutos até que o animal atinja a exaustão (Brooks e White, 1987). Este protocolo de TE apresenta correlação significativa com a medida do consumo direto de oxigênio em ratos machos, conforme evidenciado por Rodrigues et al. (2007), o que nos confere validade e fidedignidade para prescrição e controle do TF.
Após o teste inicial, os grupos exercitados foram divididos para executarem um protocolo de TF de moderada intensidade e outro de alta intensidade em esteira ergométrica com velocidade e carga progressivas. O protocolo de TF intervalado de
alta intensidade foi adaptado de Johnsen et al. (2013). Este consistiu na alternância de períodos de 4 minutos de exercício em intensidade de 90 a 95% da velocidade máxima atingida no teste de esforço e 2 minutos a 50% da velocidade máxima atingida no teste de esforço, durante 60 minutos por dia, 5 dias por semana, durante 60 dias. O TF de moderada intensidade ocorreu em esteira ergométrica, de 60 a 75% da velocidade máxima atingida no teste de esforço, 5 dias por semana, durante 60 dias. Para equalizar o volume de treinamento entre os animais dos grupos de alta e moderada intensidade, a distância percorrida em cada sessão foi utilizada. Os grupos que treinavam em alta intensidade precediam as sessões de treinamento e, após seu término, a média da distância percorrida para esses grupos foi calculada. Dessa forma, a duração da sessão de treinamento dos grupos de moderada intensidade variou de 90 a 120 minutos por dia, tempo necessário para que atingissem a mesma distância percorrida dos grupos que treinavam em alta intensidade.
3.3. Cirurgia de Indução do Infarto do Miocárdio
Após o término dos protocolos de TF e/ou acompanhamento, os animais foram pesados e anestesiados com uma mistura de Cetamina (80 mg/Kg) e Xilazina (12 mg/Kg) via intraperitoneal. Foram colocados em decúbito dorsal e entubados (Gelko-14G). Para a cirurgia de ligadura da artéria coronária foi realizado um pequeno corte na pele dos animais e os músculos peitorais afastados. Os animais foram submetidos a respiração artificial em pressão positiva com entrada de ar de 2,5 ml e 65 incursões por minuto (Harvard Aparattus©, Model 683, Holliston, MA). Foi realizada uma toracotomia esquerda no quarto espaço intercostal, sendo colocado um
afastador entre as costelas para permitir a melhor visualização. O pericárdio foi seccionado e o átrio esquerdo afastado para visualização da artéria coronária descendente anterior esquerda. Esta foi ocluída aproximadamente 1 mm de sua origem, abaixo da extremidade do átrio esquerdo (fio mononylon 6.0), provocando a isquemia miocárdica conforme figura 1.
Após este procedimento de oclusão, a incisão torácica foi fechada (fio mononylon 5.0) e o pneumotórax retirado mediante a sucção do ar com uma agulha (5x7) conectada a uma seringa de 10 ml. Os músculos afastados para a cirurgia foram reposicionados e a pele suturada (fio mononylon 4.0). Logo após esse procedimento, os animais foram retirados da ventilação artificial e a respiração natural foi estimulada. Todos os animais receberam 30000 UI de Benzilpenicilina Benzatina (i.m.) e 20 mg/Kg de Tramadol (a cada 8 horas nos primeiros 2 dias, i.m.), sendo posteriormente colocados em ambiente aquecido para recuperação. A cirurgia fictícia
Sham seguiu os mesmos procedimentos descritos anteriormente, exceto pela ligadura
Figura 1. Ilustração e foto do infarto do miocárdio experimental em ratos.
3.4. Avaliação Ecocardiográfica
Ao termino dos 2 meses de TF ou acompanhamento e dois dia após a indução do IM ou cirurgia fictícia Sham, as avaliações ecocardiográficas foram realizadas nos grupos experimentais C, CTM, CTA, IS, ITM e ITA. Estas avaliações foram realizadas no Laboratório de Hipertensão Experimental do Instituto do Coração (InCor/HC/FMUSP), sob a direção da Profa. Dra. Maria Cláudia Irigoyen, e seguiram as recomendações do Comitê de Padronização do Modo M da Sociedade Americana de Ecocardiografia (Sahn et al., 1978).
Após a anestesia com uma solução intraperitoneal de Cetamina (80 mg/kg) e Xilazina (12mg/kg), os animais tiveram a região torácica devidamente tricotomizada e foram mantidos em decúbito lateral para a realização do exame ecocardiográfico com aparelho SEQUOIA 512 (ACUSON, Corporation, Mountain View, CA-EUA). O transdutor utilizado foi linear e multifrequencial (10-14mHz), que permite imagens bidimensionais e monodimensionais simultâneas, além da análise de fluxo por efeito
Doppler espectral. Foram realizados os registros eletrocardiográficos mediante a colocação de três eletrodos para a derivação DII. A profundidade de imagem trabalhada foi de 2 cm.
Foram utilizadas as janelas longitudinais paraesternais direitas para a obtenção dos cortes longitudinal e transversal, bem como as janelas longitudinais paraesternais esquerdas para a obtenção dos cortes apicais (duas, quatro e cinco câmaras). Foram realizadas medidas de parâmetros: 1) morfométricos: massa do VE (corrigida pelo peso corporal), diâmetro diastólico do VE (DDVE) e espessura relativa de parede (ERP); 2) função sistólica: fração de ejeção (FE) e velocidade de encurtamento circunferencial (VEC); 3) função diastólica: tempo de relaxamento isovolumétrico (TRIV) e relação entre as ondas E/A, conforme descrito anteriormente (Rodrigues et al., 2011; 2012; Barboza et al., 2013).
Além das avaliações da função sistólica e diastólica separadamente, utilizamos outro método de avaliação funcional combinado, o índice de desempenho miocárdico (IDM), derivado de intervalos obtidos pelo Doppler pulsátil. Validado em camundongos por Broberg et al. (2003) e já padronizada pelo nosso grupo em ratos infartados (Jorge et al., 2011; Rodrigues et al., 2011a,b), o IDM é conceitualmente simples e representa a razão do tempo total gasto na atividade isovolumétrica (contração e relaxamento isovolumétricos) pelo tempo de ejeção. Em outras palavras o IDM representa o estresse miocárdico destinado para a manutenção da perfusão tecidual adequada.
A região de infarto foi delimitada de acordo com a cinética das paredes do miocárdio, avaliadas pelas seguintes janelas ecocardiográficas: longitudinal paraesternal direita, transversal (ao nível dos músculos papilares) e apical (2 e 4 câmaras). Regiões hipocinéticas (espessamento sistólico abaixo do normal) e acinéticas (ausência de espessamento durante a sístole) foram consideradas como infartadas. Desta forma, a área de infarto foi delimitada através da razão destas regiões com a área total das paredes miocárdicas do VE (Moisés et al., 2000; Nozawa et al., 2006; Jorge et al., 2011; Barboza et al., 2013).
Em resumo, as variáveis ecocardiográficas analisadas nos grupos experimentais foram:
Variáveis Estruturais:
- Área de Infarto;
- MVE – Massa do VE (absoluta);
- ERP – Espessura relativa da parede;
- DDVE – Diâmetro diastólico do VE;
Variáveis de Função Sistólica:
- FE – Fração de Ejeção;
- VEC – Velocidade de Encurtamento Circunferencial.
Variáveis de Função Diastólica:
- TRIV – Tempo de Relaxamento Isovolumétrico;
- E/A – Relação entre as ondas E e A.
Variável de Função Global:
3.5. Avaliações Hemodinâmicas Sistêmicas 3.5.1. Canulação
Logo após as avaliações ecocardiográficas, os animais foram anestesiados (via intraperitoneal) com uma solução de Cetamina (80 mg/Kg) e Xilazina (12 mg/Kg) e foram implantados cateteres de polietileno (cânulas; tygon P50) preenchidos com soro fisiológico, procedimento pode ser observado na figura 2. Essas cânulas foram posicionadas no interior da artéria carótida e da veia jugular para registro de pressão arterial (PA), frequência cardíaca (FC) e administração de drogas vasoativas, respectivamente (Mostarda et al. 2009; 2010; Flores et al., 2010; Jorge et al., 2011).
S. Lacchini
Figura 2. Desenho da canulação da artéria e veia femoral em posição anátomo-cirúrgica.
3.5.2. Registro da Pressão Arterial e Frequência Cardíaca
Os animais foram mantidos em caixas individuais (Plexiglas, 25x15x10cm). As avaliações hemodinâmicas sistêmicas ocorreram após 24 horas da canulação, com
o animal acordado, conectado a um transdutor eletromagnético (Blood Pressure XDCR, Kent© Scientific, Litchfield, CT, EUA) que, por sua vez, estava conectado a um pré-amplificador (STEMTECH BPMT-2, Quintron Instrument© Inc, Milwaukee, EUA). Os sinais de PA foram gravados durante um período de 30 minutos em um microcomputador equipado com um sistema de aquisição de dados (CODAS, DATAQ Instruments©, Akron, OH, EUA), permitindo análise dos pulsos de pressão, batimento-a-batimento, com uma frequência de amostragem de 2000 Hz por canal conforme figura 3.
A análise foi feita utilizando-se programa comercial associado ao sistema de aquisição. Este programa permite a detecção de máximos e mínimos da curva de pressão batimento a batimento, fornecendo os valores de PA sistólica (PAS), diastólica (PAD) e média (PAM), pela integral da área sob a curva no tempo. A FC foi determinada a partir do intervalo entre dois picos sistólicos. As planilhas de dados obtidas foram analisadas em programa comercial para análise (Excel), e foram calculados a média e desvio padrão de PAM, PAS, PAD e FC para cada animal.
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3.5.3. Avaliação da Sensibilidade Barorreflexa
Terminado o registro basal da PA e da FC, uma extensão de aproximadamente 20 cm (P10) foi conectada na cânula venosa para posterior injeção de drogas vasoativas. A sensibilidade dos barorreceptores foi testada através da injeção de doses crescentes (0,1 ml) de fenilefrina (Sigma Chemical Company, St. Louis, MO, EUA) e nitroprussiato de sódio(figura 4).
A Fenilefrina (Sigma Chemical Company, St. Louis, MO, EUA), um potente estimulador α1, sua ação predominante se dá nas arteríolas periféricas causando vasoconstrição. Sendo assim foi usada para promover aumento de pressão arterial é seguido de bradicardia reflexa comandada pelos barorreceptores.
O Nitroprussiato de Sódio (Sigma Chemical Company, St. Louis, MO, EUA), um potente vasodilatador tanto de arteríolas como de veias e cuja ação se dá por meio da ativação de guanilatociclase e aumento da síntese de 3’, 5’ guanosinamonofosfato (GMP cíclico) na musculatura lisa de vasos e outros tecidos. Sendo assim foi usado para promover queda da pressão arterial. Seguida por uma resposta de taquicardia reflexa comandada pelos barorreceptores.
Essas drogas foram injetadas randomicamente entre os animais, iniciando-se a sessão com um ou outro fármaco. Para análise da sensibilidade dos barorreceptores, o pico máximo ou mínimo da PAM foi comparado aos valores de PAM do período controle. Da mesma forma, a variação máxima da FC foi comparada com os valores de FC do período controle, imediatamente antes da injeção das drogas, para posterior quantificação das respostas. A sensibilidade barorreflexa foi avaliada pelo índice
calculado através divisão da variação da FC pela variação da PAM (Mostarda et al., 2009; 2010; Rodrigues et al., 2011a,c; Jorge et al., 2011).
PA e FC basais Fenilefrina PA FC PA e FC basais Nitroprussiato de sódio PA FC PA e FC basais Fenilefrina PA FC PA e FC basais Nitroprussiato de sódio PA FC
Figura 4. Registro demonstrativo da pressão arterial e frequência cardíaca antes e após a administração de drogas vasoativas.
3.5.4. Bloqueio Autonômico
Após a avaliação da sensibilidade dos pressorreceptores e com o retorno da FC e da PA a valores próximos dos obtidos no registro basal, foi realizada a injeção de atropina (3 mg/kg) e, após 5 minutos da injeção momento em que a droga atinge seu pico de ação, a PA foi registrada por 5 minutos. Ainda sob efeito da atropina, foi realizada a injeção de propranolol (4 mg/kg) e, após 5 minutos da injeção, a FC foi registrada por 5 minutos. Com o duplo bloqueio farmacológico atingiu-se a FC intrínseca. No dia seguinte, repetiu-se o mesmo procedimento descrito anteriormente
invertendo-se a sequência das injeções dos fármacos (bloqueio invertido). O tônus simpático (TS) foi calculado através da subtração da máxima FC alcançada após bloqueio do parassimpático com atropina menos a FC intrínseca, observada após o duplo bloqueio (atropina + propranalol). Já o tônus parassimpático foi calculado através da subtração da mínima FC atingida após o bloqueio simpático com propanalol, menos FC intrínseca, observada após o duplo bloqueio (atropina + propanalol), conforme demonstrado na figura 5 (De La Fuente et al., 2013).
Figura 5: Esquema demonstrativo do duplo bloqueio farmacológico com atropina (A) e propranolol (P) para obtenção da frequência cardíaca intrínseca (FCI), tono vagal (TV) e simpático (TS) cardíaco.
300 350 400 450 FCI TV TS A A P P FCR FC ( bp m )
3.6. Coleta dos Tecidos
Um dia após os registros de PA e FC, bem como dos testes da sensibilidade barorreflexa, os animais dos grupos experimentais foram submetidos à eutanásia por decapitação para a coleta dos tecidos. Após a dissecção e retirada do coração (divididos em átrios direito e esquerdo e ventrículos direito e esquerdo), músculos sóleo e gastrocnêmio, bem como do tecido adiposo branco total, estes tecidos foram pesados e congelados em freezer -80º.
3.7. Análise Estatística
Os resultados foram apresentados como média ± erro padrão da média (EPM). A análise de variância (ANOVA) de duas vias e para medidas repetidas foi devidamente aplicada para análise dos dados, seguido do post-hoc de Student-Newman-Keuls. Valores de P≤0,05 foram considerados significativos.
4. RESULTADOS
4.1. Características da composição corporal e capacidade física
Os dados de composição corporal estão apresentados na Tabela 1. Ao início do protocolo, o peso corporal foi semelhante entre os grupos estudados. Ao final dos experimentos, todos os grupos apresentaram aumento de peso corporal em relação às suas análises iniciais (Figura 6). No entanto, o TF, sob as diferentes intensidades, preveniu um aumento maior do peso corporal nos grupos CTM, CTA, ITM e ITA em relação ao grupo C, bem como em relação ao grupo IS (quando comparados somente os grupos ITM e ITA).
Em relação ao peso do tecido adiposo branco retroperitoneal, ao final do estudo, os grupos CTM, CTA, ITM e ITA apresentaram redução dessa variável em relação ao grupo C. Os grupos ITM e ITA apresentaram reduzido peso de tecido adiposo também em relação ao grupo IS. Em adição a esses achados, os grupos que realizaram TF em alta intensidade apresentaram menor peso de tecido adiposo branco em relação aos seus pares sedentários, conforme observado na Tabela 1.
O peso do músculo gastrocnêmio foi aumentado por ambos os protocolos de treinamento nos grupos CTM e CTA. O peso do músculo sóleo não foi alterado pelas diferentes intensidades de treinamento físico nos grupos infartados e não infartados, conforme mostra a Tabela 1.
Tabela 1. Aspectos da composição corporal nos grupos controle sedentário (C), controle treinado em moderada intensidade (CTM), controle treinado em alta intensidade (CTA), infartado sedentário (IS), infartado treinado em moderada intensidade (ITM), infartado treinado em alta intensidade (ITA).
Variáveis/Grupos C CTM CTA IS ITM ITA
Peso Corporal (g) Inicial 290±3 294±4 285±5 279±3 288±5 298±5 Final 422±5# 368±10#* 371±9#* 410±5# 367±10#*† 364±10#*† TAB (g) Final 5,2±0,1 2,4±0,2* 1,9±0,1*¥ 4,9±0,1 2,2±0,2*† 1,8±0,1*†‡ Peso Gastrocnêmio (g) Final 1,45±0,2 2,10±0,1* 2,2±0,1* 1,31±0,1 1,92±0,1 1,64±0,1 Peso Sóleo (g) Final 0,19±0,03 0,15±0,01 0,13±0,01 0,16±0,02 0,12±0,01 0,15±0,01
Valores representam média ± EPM. Tecido Adiposo Branco Retroperitoneal – TAB. # p<0,05 vs. avaliação inicial;* p<0,05 vs. C; ¥ P<0,05 vs. CTM; † p<0,05 vs. IS; ‡ p<0,05 vs. ITM.
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 Inicial Final gr am as # # * # * # #*† #*† # C CTM CTA IS ITM ITA
Figura 6. Peso corporal avaliado ao início e ao final, do protocolo nos grupos controle sedentário (C, n=8), controle treinado em moderada intensidade (CTM, n=8), controle treinado em alta intensidade (CTA, n=8), infartado sedentário (IS, n=8), infartado treinado em moderada intensidade (ITM, n=8), infartado treinado em alta intensidade (ITA, n=8). # p<0,05 vs. avaliação inicial;* p<0,05 vs. C; ¥ P<0,05 vs. CTM; † p<0,05 vs. IS; ‡ p<0,05 vs. ITM.
A velocidade máxima atingida nos testes de esforço inicial, ao final dos protocolos de treinamento físico e após as cirurgias de IM ou Sham, está evidenciada na Tabela 2. Ao início do protocolo, a velocidade máxima atingida no teste de esforço foi semelhante entre os grupos estudados. Após 8 semanas de TF, os animais dos grupos CTM, CTA, ITM e ITA aumentaram a velocidade máxima atingida em relação às suas avaliações iniciais e em relação aos animais C. No entanto, vale salientar que os animais dos grupos que treinaram em alta intensidade (CTA e ITA) apresentaram aumento da velocidade atingida em relação aos seus pares que treinaram sob moderada intensidade (CTM e ITM). Após a cirurgia fictícia (Sham),
os animais CTM e CTA permaneceram com a velocidade máxima atingida no teste elevada em relação aos animais C, bem como em relação às suas avaliações iniciais. Além disso, o grupo CTA permaneceu com velocidade elevada em relação ao CTM (Figura 7).
Por outro lado, o grupo IS, em sua avaliação pós-IM, apresentou redução desse parâmetro em relação à sua avaliação inicial, final, bem como em relação ao grupo C. De forma semelhante, os grupos ITM e ITA também apresentaram redução da velocidade em relação às suas avaliações iniciais, finais e se comparados ao grupo C. No entanto, vale ressaltar que o TF, em ambas as intensidades, preveniu uma queda adicional da capacidade física nos grupos treinados (ITM e ITA), conforme mostrado na Figura 7.
Tabela 2. Velocidade atingida no teste de esforço (Km/h) nos períodos inicial, final e após a cirurgia de IM ou Sham nos grupos controle sedentário (C), controle treinado em moderada intensidade (CTM), controle treinado em alta intensidade (CTA), infartado sedentário (IS), infartado treinado em moderada intensidade (ITM), infartado treinado em alta intensidade (ITA).
Variáveis/Grupos C CTM CTA IS ITM ITA
Inicial 1,2±0,11 1,5±0,06 1,2±0,05 1,2±0,06 1,5±0,06 1,2±0,05
Final 1,5±0,06 2,4±0,03#* 2,7±0,06#*¥ 1,5±0,03 2,4±0,05#*† 2,7±0,08#*†‡
Pós-IM / Sham 1,5±0,04 2,4±0,05#* 2,7±0,04#*¥ 0,9±0,04#$* 1,2±0,04$*† 1,2±0,05$*†
Valores representam média ± EPM. Infarto do miocárdio – IM. # p<0,05 vs. avaliação inicial; $ p<0,05 vs. avaliação final; * p<0,05 vs. C; ¥ P<0,05 vs. CTM; † p<0,05 vs. IS; ‡ p<0,05 vs. ITM.
Figura 7. Velocidades máximas atingidas nos testes de esforço inicial, após os protocolos de treinamento físico (final) e após as cirurgias de Infarto do miocárdio (IM) e Sham e nos grupos controle sedentário (C), controle treinado em moderada intensidade (CTM), controle treinado em alta intensidade (CTA), infartado sedentário (IS), infartado treinado em moderada intensidade (ITM), infartado treinado em alta intensidade (ITA). # p<0,05 vs. avaliação inicial; $ p<0,05 vs. avaliação final; * p<0,05 vs. C; ¥ P<0,05 vs. CTM; † p<0,05 vs. IS; ‡ p<0,05 vs. ITM.
4.2. Avaliações Estruturais Ventriculares
Os dados relacionados às avaliações estruturais ventriculares estão demonstrados na Tabela 3. A área de infarto do ventrículo esquerdo avaliada pelo ecocardiograma foi semelhante entre os grupos infartados (IS, ITM e ITA), conforme evidenciado na Tabela 3 e Figura 8. A massa do ventrículo esquerdo (Figura 9) e a espessura relativa da parede (Figura 10) estavam aumentadas nos grupos CTM, CTA,
ITM e ITA em relação ao grupo C. Vale ressaltar que os animais ITM e ITA também apresentaram aumento dessas variáveis se comparados ao grupo IS.
As avaliações ecocardiográficas do diâmetro sistólico e diâmetro diastólico final do ventrículo esquerdo não mostraram diferenças entre os grupos experimentais (Tabela 3).
Tabela 3. Avaliações ecocardiográficas da estrutura cardíaca nos grupos nos grupos controle sedentário (C), controle treinado em moderada intensidade (CTM), controle treinado em alta intensidade (CTA), infartado sedentário (IS), infartado treinado em moderada intensidade (ITM), infartado treinado em alta intensidade (ITA).
Variáveis/Grupos C CTM CTA IS ITM ITA
Área de IM (%) ---- ---- ---- 45±3 42±2 43±2
MVE (g) 1,1±0,03 1,6±0,05* 1,6±0,04* 1,1±0,05 1,6±0,11*† 1,6±0,08*†
DDVE (cm) 0,72±0,02 0,74±0,03 0,73±0,02 0,74±0,02 0,76±0,03 0,71±0,04
DSVE (cm) 0,44±0,02 0,43±0,03 0,46±0,03 0,48±0,02 0,45±0,02 0,40±0,02
ERP 0,40±0,01 0,53±0,03* 0,51±0,02* 0,32±0,01 0,51±0,03*† 0,54±0,05*†
Valores representam média ± EPM. Massa do ventrículo esquerdo – MVE; Espessura relativa da parede – ERP; Diâmetro diastólico do ventrículo esquerdo – DDVE; Diâmetro sistólico do ventrículo esquerdo - DSVE. * p<0,05 vs. C; † p<0,05 vs. IS.
0 10 20 30 40 50 60 IS ITM ITA % d o VE
Figura 8. Avaliação ecocardiográfica da área de infarto do ventrículo esquerdo nos grupos controle sedentário (C), controle treinado em moderada intensidade (CTM), controle treinado em alta intensidade (CTA), infartado sedentário (IS), infartado treinado em moderada intensidade (ITM), infartado treinado em alta intensidade (ITA). 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8
C CTM CTA IS ITM ITA
gr
am
as
* * †
* * †
Figura 9. Massa absoluta do ventrículo esquerdo nos grupos controle sedentário (C), controle treinado em moderada intensidade (CTM), controle treinado em alta intensidade (CTA), infartado sedentário (IS), infartado treinado em moderada intensidade (ITM), infartado treinado em alta intensidade (ITA). * p<0,05 vs. C; † p<0,05 vs. IS.
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
C CTM CTA IS ITM ITA
* †
* † *
*
Figura 10. Espessura relativa da parede nos grupos controle sedentário (C), controle treinado em moderada intensidade (CTM), controle treinado em alta intensidade (CTA), infartado sedentário (IS), infartado treinado em moderada intensidade (ITM), infartado treinado em alta intensidade (ITA). * p<0,05 vs. C; † p<0,05 vs. IS.
4.3. Avaliações Funcionais Ventriculares
4.3.1. Função Sistólica
Os dados referentes às avaliações da função sistólica do ventrículo esquerdo nos grupos estudados estão demonstrados na Tabela 4. Os protocolos de TF de moderada e alta intensidades aumentaram a fração de ejeção do ventrículo esquerdo nos grupos CTM e CTA em relação ao grupo C (Tabela 4 e Figura 11). Por outro lado, o grupo IS apresentou redução dessa variável se comparado ao grupo C. Vale salientar que os protocolos de TF de moderada e alta intensidade preveniram a queda acentuada da fração de ejeção nos animais infartados treinados (ITM e ITA). Resultados semelhantes foram observados nos parâmetros ecocardiográficos de fração de encurtamento e velocidade de encurtamento circunferencial. Os animais do grupo IS tiveram redução nos valores dessas variáveis, enquanto que os animais dos grupos CTM e CTA preveniram essa queda (Tabela 4).
Tabela 4. Avaliações ecocardiográficas da função sistólica nos grupos controle sedentário (C), controle treinado em moderada intensidade (CTM), controle treinado em alta intensidade (CTA), infartado sedentário (IS), infartado treinado em moderada intensidade (ITM), infartado treinado em alta intensidade (ITA).
Variáveis/Grupos C CTM CTA IS ITM ITA
FEnc (%) 39±1 41±3 42±2 30±2* 38±1† 41±2†
FE (%) 70±0,9 76±0,3* 77±0,2* 41±1,1* 52±0,4*† 54±0,3*†
VEC (circ/seg 10-4) 45±1,1 44±0,3 43±0,2 35±0,2* 43±0,2† 45±0,1†
Valores representam média ± EPM. Fração de encurtamento do ventrículo esquerdo – FEenc; Fração de ejeção do ventrículo esquerdo – FE; Velocidade de encurtamento circunferencial – VEC. * p<0,05 vs. C; † p<0,05 vs. IS.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
C CTM CTA IS ITM ITA
% *
* *
* † * †
Figura 11. Fração de ejeção do ventrículo esquerdo nos grupos controle sedentário (C), controle treinado em moderada intensidade (CTM), controle treinado em alta intensidade (CTA), infartado sedentário (IS), infartado treinado em moderada intensidade (ITM), infartado treinado em alta intensidade (ITA). * p<0,05 vs. C; † p<0,05 vs. IS.
4.3.2. Função Diastólica
Os valores das variáveis de função diastólica podem ser observados na Tabela 5. O grupo IS apresentou aumento da relação E/A quando comparado ao grupo C. É interessante notar que o TF de moderada e alta intensidade impediu esse aumento nos grupos ITM e ITA (Tabela 5 e Figura 12). Não foram observadas diferenças entre os grupos experimentais no parâmetro ecocardiográfico de função diastólica tempo de relaxamento isovolumétrico, tanto em valores absolutos, quanto corrigido pela frequência cardíaca (Tabela 5).
