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UNIVERSIDADE NOVE DE JULHO – UNINOVE
MESTRADO EM CIÊNCIAS DA REABILITAÇÃO
AVALIAÇÃO DA FUNÇÃO MECÂNICA DOS MÚSCULOS PAPILARES E DO REMODELAMENTO CARDÍACO DE
RATOS IDOSOS SUBMETIDOS AO TREINAMENTO FÍSICO AERÓBICO
THIAGO RODRIGUES DE ARAÚJO
São Paulo
2010
THIAGO RODRIGUES DE ARAÚJO
AVALIAÇÃO DA FUNÇÃO MECÂNICA DOS MÚSCULOS PAPILARES E DO REMODELAMENTO CARDÍACO DE
RATOS IDOSOS SUBMETIDOS AO TREINAMENTO FÍSICO AERÓBICO.
Orientador: Prof. Dr. José Antônio Silva Júnior
São Paulo
2010
Dissertação apresentada à Universidade Nove de Julho para obtenção do título de Mestre em Ciências da Reabilitação.
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FICHA CATALOGRAFICA
Araújo, Thiago Rodrigues de Avaliação da função mecânica dos músculos papilares e do remodelamento cardíaco de ratos idosos submetidos ao treinamento físico aeróbico. / Thiago Rodrigues de Araújo. 2010. 56 f. Dissertação (mestrado) – Universidade Nove de Julho – UNINOVE – Ciências da Reabilitação, São Paulo, 2010. Orientador (a): Prof. Dr. José Antônio Silva Júnior
1. Contratilidade Miocérdica. 2. Envelhecimento. 3. Exercício Físico.
CDU 615.8
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RESUMO
O envelhecimento existe deterioração progressiva da função de diferentes sistemas do
organismo, onde há um processo gradual de remodelamento estrutural, celular e
molecular. Assim, parece razoável aceitar que medidas de interrupção ou abrandamento
da depressão inotrópica miocárdica são altamente recomendadas. Neste cenário, há
informações disponíveis que permitem considerar o exercício físico como ferramenta não
farmacológica altamente recomendável. Assim, a proposta deste estudo foi avaliar o papel
do exercício físico aeróbio realizado em piscina sob a depressão da contratilidade
miocárdica associada ao envelhecimento. Foram utilizados 39 ratos machos com 24
meses de vida (idosos) da linhagem Wistar divididos em dois grupos, o treinado (n=25) e
o sedentário (n=14). O treinamento consistiu em um protocolo de natação em piscina
aquecida durante 6 semanas, sendo a primeira semana de adaptação. Os animais do
grupo treinado eram submetidos ao treino de 1h30min/dia, 6 dias/semana. Após o período
de treinamento, os animais foram sacrificados e o coração foi pesado e dissecado para
análise da ação mecânica dos músculos papilares do coração contraindo
isometricamente. Foram determinadas as variáveis funcionais no comprimento ótimo –
Lmáx
, tensão desenvolvida (TD), tensão de repouso (TR), taxa máximas da variação da
tensão desenvolvida positiva (+dT/dt) e negativa (-dT/dt), tempo para atingir o pico da
tensão desenvolvida (TPT) e o tempo para a tensão desenvolvida decrescer 50% do seu
valor máximo (TR50%
). Os animais idosos treinados apresentaram significante hipertrofia
cardíaca bi-ventricular, aumento da capacidade funcional, melhoria do inotropismo
miocárdico, geração de força e relaxamento, além de redução do conteúdo de colágeno e
aumento do volume nuclear dos cardiomiócitos. Com base nos resultados obtidos,
podemos concluir que o treinamento físico induziu o aprimoramento da função mecânica e
do remodelamento cardíaco de ratos idosos submetidos ao treinamento físico moderado.
6
Palavras-chave: Contratilidade Miocárdica; Envelhecimento; Exercício Físico
7
ABSTRACT
Aging awakens progressive deterioration of function of different organ systems,
where there is a gradual process of structural remodeling, cellular and molecular
levels. Thus, it seems reasonable to accept that measures interrupting or slowing
of inotropic myocardial depression are highly recommended. In this scenario, there
is information available that allow us to consider exercise as pharmacological tool
highly recommended. Thus, the purpose of this study was to evaluate the role of
physical exercise performed in a pool under the depression of myocardial
contractility associated with aging. We used 39 male rats with 24 months (aged)
Wistar divided into two groups, the trained (n = 25) and sedentary (n = 14). The
training protocol consisted of swimming in a heated pool for 6 weeks, being the first
week an adaptation period. Animals in the trained group were subjected to training
1h30min/dia, 6 days/week. After the training period, animals were sacrificed and
the heart was weighed and dissected for analysis of the mechanical action of the
papillary muscles contracting isometrically heart. Functional variables were
determined at optimum length - Lmax, developed tension (DT), resting tension
(RT), maximum rate of change of developed tension positive (+ dT/dt) and negative
(-dT/dt), time to achieve peak tension (TPT) and time to the tension developed to
decrease 50% of its maximum value (TR50%). Aged animals showed significant
cardiac hypertrophy trained bi-ventricular functional capacity, improvement of
myocardial inotropism, force generation and relaxation, and reduction of collagen
content and increased nuclear volume of cardiomyocytes. Based on these results,
we conclude that exercise training induced enhancement of mechanical function
and cardiac remodeling in aged rats subjected to physical training.
8
Keywords: Myocardial contractility, Aging, Physical exercise
9
DEDICATÓRIA
‘Tudo o que um sonho precisa para ser realizado é alguém que acredite que ele possa ser realizado’.
Roberto Shinyashik
10
Dedico este trabalho primeiramente a Deus, pois sem Ele nada seria
possível e não estaríamos aqui reunidos, desfrutando juntos, destes momentos
que nos são tão importantes, o qual foi O primeiro quem confiou em mim.
Aos meus pais Valdison e Aparecida pelo esforço, dedicação e
compreensão, em todos os momentos desta e de outras caminhadas. E especial
minha mãe Aparecida que, primeiro do que tudo quero dizer que te amo muito.
Meus olhos se enchem de lágrimas quando me lembro dos momentos felizes que
passamos juntos, e o seu maior sonho era que eu chegasse até aqui, só que
infelizmente Deus quis levar na hora certa, mas foi a senhora quem confiou e lutou
para que esse mestrado se realizasse, e de onde a senhora esteja está muito feliz
com essa caminhada na qual esteve todos os momentos ao meu lado.
Aos professores e especialmente ao Prof. Dr. José Antonio Silva Jr., que
não foi apenas um professor e sim um pai que me ajudou em todas as áreas,
principalmente nos momentos em que eu nem tinha condição de ficar em São
Paulo. Ao senhor eu dedico não só esse mestrado, e sim toda a minha gratidão
por tudo que fez comigo, pela contribuição dentro de diversas áreas para o
desenvolvimento de minha dissertação, e por toda dedicação e empenho que
demonstrou no decorrer das atividades.
Dedico este trabalho à minha irmã Karla e à minha sobrinha Maria Eduarda,
pelo incentivo, cooperação e apoio, e toda minha família que compartilharam
comigo os momentos de tristezas e também de alegrias, nesta etapa, em que,
com a graça de Deus está sendo vencida; principalmente à minha irmã Karla, que
não foi só minha irmã, e sim minha mãe: a você minha irmã lhe dedico a minha
vida, te amo.
Aos meus colegas de trabalho Marcelo, Moisés, Eduardo, Dannylo, Danilo e
Edinei, pelos momentos de aprendizagem constante e pela amizade solidificada
11
ao longo deste trabalho que certamente se eternizará, e em especial aos amigos
Prof. Dr. Paulo Tucci e Andrey Serra, que me ajudaram muito neste trabalho e me
ensinaram tudo o que sabem com muita dedicação.
Eu dedico esse trabalho à minha esposa Aline, o meu anjo vigilante, que a
toda hora e todo dia me animou e deu-me força, servindo de companhia; e ao meu
filho que ainda está por vir, Guilherme, o qual será muito amado.
A todos os professores do Mestrado em Ciências da Reabilitação da
Uninove e aos colegas de mestrado.
À Juliana Ribeiro, Camila Camarão e Cristiane Taborda pelo auxílio e
dedicação.
À CAPES, FAPESP, CNPq e UNINOVE pelo auxílio financeiro para o
desenvolvimento deste estudo.
12
ÍNDICE
1. Contextualização .........................................................................................................14
2. Objetivo........................................................................................................................16
3. Artigo submetido para publicação ...............................................................................18
4. Discussão .....................................................................................................................44
5. Conclusão ....................................................................................................................49
6. Referências Bibliográficas ...........................................................................................51
13
14
1. CONTEXTUALIZAÇÃO
É concebível que o avanço da idade predispõe ao desenvolvimento de
anormalidades cardiovasculares. De particular interesse são modificações bem
estabelecidas na estrutura e função do miocárdio. De fato, mesmo comum ao
processo de envelhecimento, o remodelamento miocárdico pode culminar em
depressão da função ventricular e reduzida capacidade tolerante dos
cardiomiócitos a diferentes situações de estresse.
O exercício físico (EXF) é amplamente aceito como terapia não
farmacológica de intervenção para promoção de saúde, melhoria da qualidade de
vida e prevenção e/ou controle de certas doenças cardiovasculares. Assim, não é
insensato pensar que os benefícios do EXF possam ser legítimos também no
miocárdio envelhecido. Neste sentido, há evidências que permitem advogar a
favor do EXF.
De interesse, são os efeitos favoráveis do EXF sob as propriedades
funcionais do miocárdio. Realmente, ensaios experimentais têm providenciado
resultados altamente relevantes, ilustrando que animais idosos submetidos a
processo de treinamento físico aeróbio apresentam melhora na contratilidade
miocárdica.
Os estudos da mecânica da contração muscular desenvolvidos em
músculos esqueléticos inspiraram a aplicação de técnica equivalente ao
miocárdio, possibilitando avaliar a capacidade funcional do músculo cardíaco
isento de influências dos fatores atuantes na cavidade ventricular. Nos anos 60 e
70, amostras isoladas de miocárdio passaram a ser utilizadas em investigações
15
experimentais sobre contração do músculo cardíaco e permitiram expressivos
avanços no conhecimento da ação mecânica do miocárdio normal e patológico.
16
2. OBJETIVO
Objetivo Geral:
Avaliar se o Exercício Físico aeróbio regular contribui para a melhoria da
função cardíaca.
Objetivos Específicos:
Avaliar parâmetros como o conteúdo de colágeno intersticial e análise da
ação mecânica dos músculos papilares do coração contraindo isometricamente.
em ratos idosos machos submetidos ao treinamento físico.
17
18
3. ARTIGO SUBMETIDO PARA PUBLICAÇÃO
Avaliação da função mecânica dos músculos papilares e do remodelamento cardíaco de ratos idosos submetidos ao treinamento físico aeróbico
Thiago Rodrigues de Araújoa, Eduardo Tadeu Santanaa, Ednei Antoniob,
Andrey Jorge Serraa, Paulo J Tuccib, Jose Antonio Silva Júniora
aDepartamento de Ciências da Reabilitação. Universidade Nove de Julho. UNINOVE. Brasil. bDepartamento de Patologia. Universidade Federal de São Paulo. UNIFESP. Brasil.
Autor correspondente: Jose Antonio Silva Jr ([email protected])
Resumo
O envelhecimento desperta deterioração progressiva da função de diferentes sistemas do
organismo, onde há um processo gradual de remodelamento estrutural, celular e
molecular. Assim, parece razoável aceitar que medidas de interrupção ou abrandamento
da depressão inotrópica miocárdica são altamente recomendadas. Neste cenário, há
informações disponíveis que permitem considerar o exercício físico como ferramenta não
farmacológica altamente recomendável. Assim, a proposta deste estudo foi avaliar o papel
do exercício físico aeróbio realizado em piscina sob a depressão da contratilidade
miocárdica associada ao envelhecimento. Foram utilizados 39 ratos machos com 24
meses de vida (idosos) da linhagem Wistar divididos em dois grupos, o treinado (n=25) e
o sedentário (n=14). O treinamento consistiu em um protocolo de natação em piscina
aquecida durante 6 semanas, sendo a primeira semana de adaptação. Os animais do
grupo treinado eram submetidos ao treino de 1h30min/dia, 6 dias/semana. Após o período
19
de treinamento, os animais foram sacrificados e o coração foi pesado e dissecado para
análise da ação mecânica dos músculos papilares do coração contraindo
isometricamente. Foram determinadas as variáveis funcionais no comprimento ótimo –
Lmáx
, tensão desenvolvida (TD), tensão de repouso (TR), taxa máximas da variação da
tensão desenvolvida positiva (+dT/dt) e negativa (-dT/dt), tempo para atingir o pico da
tensão desenvolvida (TPT) e o tempo para a tensão desenvolvida decrescer 50% do seu
valor máximo (TR50%
). Os animais idosos treinados apresentaram significante hipertrofia
cardíaca bi-ventricular, aumento da capacidade funcional, melhoria do inotropismo
miocárdico, geração de força e relaxamento, além de redução do conteúdo de colágeno e
aumento do volume nuclear dos cardiomiócitos. Com base nos resultados obtidos,
podemos concluir que o treinamento físico induziu o aprimoramento da função mecânica e
do remodelamento cardíaco de ratos idosos submetidos ao treinamento físico moderado.
Palavras-chave: Contratilidade Miocárdica; Envelhecimento; Exercício Físico
Abstract
Aging awakens progressive deterioration of function of different organ systems, where
there is a gradual process of structural remodeling, cellular and molecular levels. Thus, it
seems reasonable to accept that measures interrupting or slowing of inotropic myocardial
depression are highly recommended. In this scenario, there is information available that
allow us to consider exercise as pharmacological tool highly recommended. Thus, the
purpose of this study was to evaluate the role of physical exercise performed in a pool
under the depression of myocardial contractility associated with aging. We used 39 male
rats with 24 months (aged) Wistar divided into two groups, the trained (n = 25) and
sedentary (n = 14). The training protocol consisted of swimming in a heated pool for 6
weeks, being the first week an adaptation period. Animals in the trained group were
20
subjected to training 1h30min/dia, 6 days/week. After the training period, animals were
sacrificed and the heart was weighed and dissected for analysis of the mechanical action
of the papillary muscles contracting isometrically heart. Functional variables were
determined at optimum length - Lmax, developed tension (DT), resting tension (RT),
maximum rate of change of developed tension positive (+ dT/dt) and negative (-dT/dt),
time to achieve peak tension (TPT) and time to the tension developed to decrease 50% of
its maximum value (TR50%). Aged animals showed significant cardiac hypertrophy trained
bi-ventricular functional capacity, improvement of myocardial inotropism, force generation
and relaxation, and reduction of collagen content and increased nuclear volume of
cardiomyocytes. Based on these results, we conclude that exercise training induced
enhancement of mechanical function and cardiac remodeling in aged rats subjected to
physical training.
Keywords: Myocardial contractility, Aging, Physical exercise
Introdução
Sob a luz de estudos experimentais, há fortes evidências que apoiam a
existência de estrita relação entre envelhecimento e contratilidade miocárdica
deprimida1,2. Relatos análogos da literatura, em que preparações musculares
isoladas de corações de roedores foram consideradas para as avaliações,
caracterizam com exatidão o efeito prejudicial do envelhecimento sob a
contratilidade miocárdica.3,4 Apesar de pouco compreendidos, certos fatores
podem ser responsabilizados pela redução da capacidade contrátil do miocárdico
com o envelhecimento. Destaque-se decréscimo do número de cardiomiócitos
viáveis, hipertrofia anormal das células remanescentes, aumento na deposição de
colágeno intersticial, alterações no potencial de ação e inadequado transiente de
21
cálcio intracelular decorrente de modificações no conteúdo e atividade de
proteínas envolvidas na cinética do cálcio e na sinalização via receptores
acoplados a proteína G.5,6,7,8,9
Leblanc et al.10 avaliaram a contratilidade miocárdica em preparações de
músculos papilares isolados de roedores machos e fêmeas e caracterizaram que
após o quarto mês de vida o gênero masculino apresentava capacidade contrátil
superior às fêmeas. Grandy & Howllet8, trabalhando com cardiomiócitos isolados
de rato, observaram que a capacidade de encurtamento celular foi reduzida
somente em animais machos idosos, sendo as fêmeas não afetadas pelo
envelhecimento. Em outro estudo conduzido em macacos, a redução da
contratilidade miocárdica associada ao envelhecimento também foi evidente
unicamente no gênero masculino.11 Em adição, os mecanismos celulares,
moleculares e gênicos determinantes para a ocorrência de depressão contrátil
diferencial em acordo com o gênero permanecem por ser elucidados.
Ao se considerar importante a manutenção da capacidade contrátil do
miocárdico para homeostasia da função ventricular durante o envelhecimento, é
concebível que a adoção de medidas preventivas de depressão do inotropismo
miocárdico seja fortemente recomendada.
O exercício físico (EXF) é amplamente aceito como terapia não
farmacológica de intervenção para promoção de saúde, melhoria da qualidade de
vida e prevenção e/ou controle de certas doenças cardiovasculares.12 Assim, não
é insensato pensar que os benefícios do EXF possam ser legítimos também no
miocárdio envelhecido. Neste sentido, há evidências que permitem advogar a
favor do EXF.
22
De interesse, são os efeitos favoráveis do EXF sob as propriedades
funcionais do miocárdio. Realmente, ensaios experimentais têm providenciado
resultados altamente relevantes, ilustrando que animais idosos submetidos a
processo de treinamento físico aeróbio apresentam melhora na contratilidade
miocárdica.13,14 Os avanços neste campo de investigação permitiram, ainda,
identificar possíveis mecanismos envolvidos no aprimoramento da contratilidade
miocárdica, em que se destacam atenuação na deposição de colágeno15,16,
aumento da angiogênese17, maior responsividade beta-adrenérgica17 e elevação
de proteínas envolvidas na cinética do cálcio.18
Os estudos da mecânica da contração muscular desenvolvidos em
músculos esqueléticos inspiraram a aplicação de técnica equivalente ao
miocárdio, possibilitando avaliar a capacidade funcional do músculo cardíaco
isento de influências dos fatores atuantes na cavidade ventricular. Em trabalho
pioneiro de Ullrick & Whitehorn19, e mais tarde, consolidando essa preparação,
Kelly et al20 utilizaram preparações de músculos papilares para analisar as
propriedades mecânicas do músculo cardíaco. A partir desta época, amostras
isoladas de miocárdio passaram a ser utilizadas em investigações experimentais
sobre contração do músculo cardíaco e permitiram expressivos avanços no
conhecimento da ação mecânica do miocárdio normal e patológico.
O uso de amostras musculares isoladas para avaliações do estado contrátil,
ou contratilidade miocárdica, inclui vantagens sobre estudos que se realizam no
coração como um todo, sejam corações “in situ” ou corações isolados. Os estudos
conduzidos em músculos papilares são isentos dos inconvenientes mencionados
para as câmaras cardíacas e possibilitam abordagem adequada do estado
23
contrátil do miocárdio. Este método inclui características bastante favoráveis para
se analisar a capacidade contrátil muscular, tais como a possibilidade de controle
estrito do comprimento em repouso das miofibrilas e das cargas a que o miocárdio
é submetido, além de avaliações precisas do montante de força desenvolvida ou
do encurtamento miocárdico durante a contração e Avaliar se o Exercício Físico
aeróbio regular contribui para a melhoria da função cardíaca, como a
cardioproteção que inclui a redução de colágeno intersticial e geração de
cardiomiócitos e o aprimorameto do relaxamento cardíaco em ratos idosos
machos submetidos ao treinamento físico.
MATERIAL E MÉTODOS
Animais
Foram utilizados 39 ratos machos (Rattus norvergicus albinus, Rodentia
Mammalia), idosos com 24 meses da linhagem Wistar, pesando entre 500 a 600
gramas, provenientes do Biotério Central da Universidade Nove de Julho
(UNINOVE). Os animais foram mantidos em caixas plásticas, em ambiente com
controle de luz e temperatura, servindo-se ad libitum de água e ração Nuvital
(Nuvilab). Em cada caixa foram mantidos, no máximo, cinco ratos. Que foram
divididos randomizadamente em treinados e sedentários, e o protocolo de
treinamento de natação foi realizado em piscina aquecida entre 32 e 33 graus ,e
foram de seis semanas de (90 minutos) sendo a primeira semana de adaptação.
24
Estudo da função mecânica de músculos papilares
Para a realização do estudo os animais foram anestesiados com solução de
uretana (400 mg/kg de peso corporal) injetada por via introperitoneal. Após
toracotomia mediana, os corações foram retirados imediatamente e colocados em
solução de Krebs-Henseleit previamente aquecida a 29oC e borbulhada com
oxigênio. A parede livre do ventrículo direito foi extirpada com o objetivo de expor
o septo interventricular, que foi dividido ao meio para exposição dos dois músculos
papilares do ventrículo esquerdo. Os corações foram rapidamente transferidos
para placa de Petri contendo solução de Krebs-Henseleit adequadamente
oxigenada e aquecida a 29 oC e os músculos papilares anterior e posterior foram
cuidadosamente dissecados. Cada extremidade dos músculos foi fixada por anéis
de aço inoxidável. Em seguida, os músculos foram transferidos para câmara de
vidro e permaneciam submersos em solução de Krebs-Henseleit constantemente
oxigenada por borbulhamento e mantida em temperatura controlada de 29oC. Um
dos anéis foi fixado a gancho existente no fundo da câmara de vidro e o outro foi
ligado à extremidade de transdutor de força (Grass, modelo FT 03) por meio de fio
de aço inoxidável. O transdutor de força foi conectado a micromanipulador
Mitutoyo, modelo 2046F, que permitia deslocamentos verticais de 10
micrômetros/volta. A composição da solução de Krebs-Henseleit, em milimoles por
litro, foi de 132 NaCl; 4,69 KCl; 1,5 CaCl; 1,16 MgSO4; 1,18 KH
2PO
4; 5,50 glicose,
insulina 10 U e 20 de HEPES como tampão.
A pressão parcial de oxigênio da solução foi mantida entre 550 e 600
mmHg. Paralelamente ao músculo papilar existiam dois eletrodos de platina que
25
liberavam ativação de campo gerada por estimulador DV&M, modelo ESF-10. Os
estímulos elétricos eram liberados em ondas quadradas com duração de 5 ms e
voltagem aproximadamente 10 a 15% maior que o mínimo necessário para
provocar resposta mecânica máxima do músculo, sob freqüência de 0,2 Hz.
Durante período de 60 minutos os músculos foram deixados contrair
isotonicamente contra pré-carga baixa. A contração isotônica foi possibilitada pela
existência de mola entre o anel superior e o transdutor, de modo a permitir a
ocorrência de encurtamento miocárdico. Cada mola tinha tensão nominal de 0,3
gramas/cm.
Em seguida, a mola foi retirada do sistema e as contrações passavam a ser
isométricas. Os músculos permaneciam em contração isométrica durante 20
minutos para que a estabilização da preparação fosse alcançada. Com auxilio do
micromanipulador o músculo foi cuidadosamente estirado até atingir o ápice da
curva comprimento/tensão: comprimento diastólico do músculo no qual a tensão
isométrica desenvolvida atinge valor máximo (Lmáx
). Definido o estiramento do
músculo que propiciava o maior valor da tensão desenvolvida, mediu-se o seu
comprimento com auxílio de paquímetro Mitutoyo.
Após a determinação de Lmáx
os músculos permaneceram em contração
isométrica por 20 minutos e consideravam-se os dados funcionais verificados
nestas condições como os valores correspondentes a 100% Lmáx
. Seguindo-se,
foram determinados os valores das variáveis em comprimentos correspondentes a
92%, 94%, 96%, 98% de Lmax
, possibilitando a determinação da curva
estiramento-tensão desenvolvida (relação de Frank-Starling) para cada músculo.
26
Os parâmetros da função contrátil analisados foram:
1. TDmáx
: tensão máxima desenvolvida isometricamente;
2. TR: tensão de repouso;
3. dT/dt: taxa da variação da tensão desenvolvida, sendo consideradas a
taxa positiva (+dT/dt) e negativa (-dT/dt) máximas, que informam a variação
temporal da força durante a contração e o relaxamento, respectivamente;
4. TPT: tempo para atingir o pico da tensão desenvolvida, ou seja, o tempo
decorrido desde o inicio da contração até que seja atingido o pico de tensão
desenvolvida;
5. TR50%: tempo para a tensão desenvolvida decrescer 50% do seu valor
máximo.
Terminadas as manobras de avaliação da mecânica miocárdica, os
músculos eram retirados do sistema, o segmento contido entre os anéis de aço
era isolado e pesado em balança Fisher Scientific, modelo OCCU-124.
27
Protocolos experimentais
Os experimentos foram conduzidos aos pares. Em todos os experimentos,
cada par de músculos foi constituído pelo papilar anterior e pelo papilar posterior
do mesmo coração. Esta programação possibilitou comparar o desempenho
mecânico do miocárdio do mesmo coração, caracterizando, em separado, a
função mecânica dos papilares anterior e posterior. Cada músculo era colocado
em uma cuba individual e as características funcionais avaliadas
simultaneamente. Todos os procedimentos foram reproduzidos de Bocalini etal.21.
O transcurso das experiências mostrou que as áreas de secção dos
músculos papilares anteriores e posteriores eram muito semelhantes, de tal forma
que características biométricas diferentes só seriam possíveis por variações dos
comprimentos dos músculos. Esta verificação condicionou a condução dos
experimentos de modo a constituir dois protocolos. Os músculos foram dissecados
e as extremidades fixadas pelos anéis de aço que prendiam o músculo papilar
posterior eram intencionalmente colocados em posições adequadas para que
parte do comprimento do músculo fosse excluída da análise. Com esta manobra
procurou-se restringir a massa miocárdica do papilar posterior participante da
contração, de modo que a quantidade de miocárdio do papilar anterior que
participou da contração foi maior do que a do papilar posterior.
Os valores verificados para as variáveis que envolvem força foram
avaliados em seus valores absolutos e normalizados segundo a sistemática
tradicional – pela área de secção – e pela massa de miocárdio participante da
contração, expressa pelo peso (em miligramas) do músculo.
28
Os dados verificados para a tensão de repouso, quando projetados em
função dos diversos comprimentos em repouso, foram ajustados por equação
exponencial do tipo
y = β0
. eβ1x
+ εi
onde βo, β
1 e ε
i são constantes da curva. A constante β
1 expressa a rigidez
muscular.
Análise estatística
A análise estatística foi conduzida com o Teste t Student não pareado
unicaudal. A única mudança no uso do teste concerne aos dados provenientes do
teste de esforço. Para tal, foi utilizado o Teste t pareado de Student. O nível de
significância adotado foi de 5% (p<0,05). Os dados são apresentados como médio
± erro padrão da média. Os valores de p estão dispostos nas próprias figuras.
RESULTADOS
Dados Biométricos
Os animais treinados (MT) apresentaram significante hipertrofia cardíaca
comparados aos animais que permaneceram sedentários (MC, Figura 1A). Foi
verificado também que o padrão de hipertrofia miocárdica foi bi-ventricular de
29
acordo com a normalização do peso do coração e peso corpóreo dos animais
(Figura 1B, 1C).
A B
C D
Figura 1. A. Índice cardíaco de animais idosos não treinados (MC) e animais idosos treinados (MT). B. Índice do ventrículo direito (VD) de animais idosos não treinados (MC) e animais idosos treinados (MT). C. Índice do ventrículo esquerdo (VE) de animais idosos não treinados (MC) e animais idosos treinados (MT). D. Pesos úmido e seco dos pulmões de animais idosos não treinados (MC) e animais idosos treinados (MT) e medida do teor de água. *p<0,05.
Calculou-se também o peso do pulmão seco e úmido do pulmão para
verificar se houve uma congestão pulmonar, o que poderia gerar uma disfunção
30
cardíaca, mas no estudo demonstrou que este parâmetro está dentro dos padrões
de normalidades que em ratos é ate 79% (Figura 1D).
Teste de esforço
O teste de esforço mostrou que o treinamento físico foi efetivo em induzir
melhora na capacidade funcional dos animais (Figura 2). Antes do treinamento, os
ratos idosos apresentavam capacidade máxima de esforço de 60 segundos, sendo
que após o treino, a capacidade funcional dos ratos idosos foi de 130 segundos.
Figura 2. Análise da eficácia do protocolo de treinamento adotado na melhoria da capacidade funcional de ratos idosos. *p<0,05.
Análise dos músculos papilares em estiramento máximo
A Figura 3A caracteriza com exatidão que houve aprimoramento do
inotropismo miocárdico após a realização do exercício, em que músculos de
animais treinados foram aptos a gerar mais tensão que músculos de animais
sedentários. Em 3B e 3C, nota-se que a velocidade de geração de força e
relaxamento dos músculos dos animais idosos também foi aprimorada com o
treinamento físico.
31
A B C Figura 3. Análise do inotropismo miocárdio dos músculos papilares de ratos idosos sedentários e idosos . *p<0,05 Análise da tensão desenvolvida pelos músculos papilares
A figura 4 provém de experimento realizado em músculos papilares em
solução de banho com elevado conteúdo de cálcio. A interpretação conduz ao fato
que a sensibilidade dos miofilamentos contráteis ao cálcio foi significativamente
melhorada nos animais idosos submetidos ao processo de treinamento
Figura 4. Variação da tensão desenvolvida pelos músculos papilares de ratos idosos sedentários e idosos . *p<0,05
A Figura 5 caracteriza o mecanismo de Frank-Starling, em que a força
desenvolvida dos músculos papilares foi avaliada como uma função dos diferentes
32
estiramentos musculares. A análise foi conduzida com curvas de
comprimento/tensão musculares traçadas pela seguinte equação
monoexponencial: y= β0eβ1x+�i, onde β0,β1 e �i são as constantes da curva. Da
equação derivam os valores de slope (que são indicadores de inclinação da reta)
para os diferentes grupos. Nota-se que a inclinação da reta do grupo treinado é
mais deslocada para a esquerda, enquanto que, a reta do grupo não treinado
desloca-se mais para a direita. Tal comportamento indica que o mecanismo de
Frank-Starling foi aprimorado após o treinamento, indicando que a sensibilidade
dos miofilamentos contráteis ao estiramento está aprimorada.
Figura 5. Comportamento da tensão desenvolvida pelos músculos papilares de ratos idosos sedentários e idosos . *p<0,05 Análise do conteúdo de colágeno do ventrículo esquerdo
O acúmulo anormal de colágeno no miocárdio, que se constitui num dos
aspectos mais característicos da remodelação miocárdica, ainda não é totalmente
33
esclarecida. Em tese, esse desvio está condicionado ao desequilíbrio entre a
produção e a degradação do colágeno, com predomínio do primeiro processo.
Como mostrado na Figura 6, os ratos treinados apresentaram significante redução
no conteúdo de colágeno no ventrículo esquerdo em comparação com os ratos
sedentários.
Figura 6. Conteúdo de colágeno total em ventrículo esquerdo de ratos idosos sedentários e idosos . *p<0,05 Análise do volume nuclear dos cardiomiócitos
A mensuração do volume nuclear de cardiomiócitos é um importante
marcador de hipertrofia celular. O grupo de ratos treinados apresentou aumento
significativo do volume nuclear em relação aos animais sedentários (Figura 7).
Sedentários Treinados0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9 0.0397
Col
ágen
o to
tal (
%)
34
Figura 7. Volume nuclear de cardiomiócitos de ratos idosos sedentários e idosos . *p<0,05 DISCUSSÃO
Em que pese a importância do exercício físico (EXF) como terapia não
farmacológica de intervenção para promoção de saúde, melhoria da qualidade de
vida e prevenção e/ou controle de certas doenças cardiovasculares12, não é
insensato pensar que os benefícios do EXF possam ser legítimos também no
miocárdio envelhecido22,23.
Nosso dados corroboram achados anteriores da literatura24, em que o EXF
mostrou reduzir o peso corporal de ratos senescentes. Também derivam de
nossos resultados a confirmação que animais senescentes exercitados
desenvolvem hipertrofia miocárdica24,9 (Figura 1). Acresça-se a informação que o
processo hipertrófico induzido pelo EXF ocorreu em ambas as câmaras
ventriculares, direita e esquerda.
Ao considerar a razão entre massa miocárdica e peso corporal como
indicadora de hipertrofia celular, é aceitável que a veracidade deste procedimento
Sedentários Treinados0
50
100
150
2000.0120
Volu
me
Nuc
lear
( μm
3 )
35
de indexação fica comprometida em circunstâncias de alteração do peso corporal
do animal, como em nossos casos. Assim, desde que o aumento nuclear está
associado com hipertrofia celular25 , o crescimento dos cardiomiócitos nos ratos
exercitados foi confirmado pela análise do volume nuclear. Tais achados também
corroboram estado hipertrófico do miocárdio despertado pelo EXF.
Seguinte a avaliação biométrica do coração, em uma análise microscópica
sob lâminas contendo fragmentos de tecido ventricular esquerdo incubados com
“picro-sirius red”, preconizou-se a avaliação do conteúdo de colágeno miocárdico.
Esta abordagem se fez necessária na medida em que o papel do EXF neste
cenário ainda é irresoluto. Thomas et al26 observaram que dez semanas de EXF
em esteira não afetaram o aumento de colágeno intersticial evocado pelo
envelhecimento. Contudo, em nossos casos, seis semanas de treinamento em
piscina resultaram em significativa diminuição do conteúdo colágeno no miocárdio
ventricular esquerdo de roedores idosos exercitados. É importante considerar que
estes achados não são exclusivos aos nossos casos e, assim, corrobora
informações precedentes divulgadas por outros investigadores16.
De interesse, são os efeitos favoráveis do EXF sob as propriedades
funcionais intrínsecas do miocárdio senescente. Experimentos iniciais
despertaram novas perspectivas acerca da importância do EXF no combate a
depressão inotrópica miocárdica ligada ao envelhecimento. O primeiro trabalho,
por nós localizado, que avaliou a influência do EXF sobre a depressão contrátil
induzida pelo envelhecimento, foi o de Li et al27 1986 Os autores verificaram que
ratos senescentes treinados em esteira por período de 16 semanas apresentaram
reversão da duração prolongada da contração isométrica de músculos papilares.
36
Posteriormente, Tate et al.14 corroboraram achados anteriores, demonstrando que
dez semanas de exercício em esteira resultaram em apreciável melhora da
contratilidade miocárdica em animais senescentes.
Realmente, ensaios experimentais têm providenciado resultados altamente
relevantes, ilustrando que animais idosos submetidos a processo de treinamento
físico apresentam melhora na contratilidade miocárdica. Contudo, ainda há certa
indefinição, sobretudo pelo fato de existirem estudos que não demonstraram
benefícios advindos com o EXF em ratos senescentes. É válido mencionar o
estudo de Taffet et al 28, em que o inotropismo de músculos papilares isolados não
foi significativamente melhorado em animais senescentes exercitados.
Neste trabalho também nos valemos do emprego de preparação de
músculos papilares trabalhando isoladamente para análise da função miocárdica.
Os valores de indicadores de capacidade inotrópica, tensão desenvolvida e taxa
de aumento máximo da tensão desenvolvida, possibilitaram estabelecer o
potencial salutar do EXF para aumento da capacidade contrátil do miocárdio
senescente. Acresça-se informações provenientes da taxa de decaimento máximo
da tensão desenvolvida, em que valores mais elevados foram observados
somente nos animais exercitados, portanto, configurando um estado de
relaxamento miocárdico aprimorado.
Em adição, o protocolo experimental de preparação de músculos
papilares in vitro possibilitou caracterizar a sensibilidade dos miofilamentos ao
mecanismo de Frank-Starling, isto é, a intensificação da tensão desenvolvida
promovida pelo estiramento muscular. Consequentemente, quando se analisaram
as retas de estiramento-tensão ativa (Figura 5), foi evidenciado que os
37
estiramentos musculares acentuaram menos a tensão desenvolvida nos papilares
dos animais sedentários. Inversamente, as inclinações das retas provenientes da
relação estiramento muscular e tensão desenvolvida dos animais senescentes
exercitados foram sugestivas de melhora do mecanismo de Frank-Starling.
Apesar de nós não termos analisado os possíveis mecanismos
responsáveis pelo aprimoramento da contratilidade miocárdica, destacam-se as já
reconhecidas ações do EXF sobre a melhora da sensibilidade dos miofilamentos
ao cálcio29,30,31 e o aumento da expressão da cadeia leve da miosina no
miocárdio32. Particular a ratos senescentes, o aprimoramento do inotropismo
miocárdico têm sido associado a aumento da angiogênese17, maior
responsividade a estimulação beta-adrenérgica9, elevação do conteúdo tecidual
de proteínas envolvidas na cinética do cálcio18 e redução da apoptose dos
cardiomiócitos33.
Há a se considerar que o acúmulo de colágeno pode piorar a
distensibilidade e prejudicar a transmissão de força entre os cardiomiócitos em
contração34,35,36, é possível deduzir que o menor teor de colágeno intersticial nos
animais exercitados possa contribuir ao menos para a manutenção do
inotropismo.
Em suma, as informações precedentes fundamentam o posicionamento de
que o EXF pode ser considerado como intervenção não farmacológica efetiva para
prevenção/atenuação das adversidades contráteis cardíacas associadas ao
envelhecimento. Neste sentido, o efeito cardioprotetor do EXF foi observado em
amplo aspecto e incluiu redução do colágeno intersticial, aumento da geração de
força pelos cardiomiócitos e aprimoramento do relaxamento miocárdico.
38
REFERÊRENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1.Lakatta EG, Sollot SJ. Perspectives on mammalian cardiovascular ageing:
humans to molecules. Com Biochem Physiol A Mol Integr Physiol, 132:699-721,
2002.
2.Taylor RP, Starnes JW. Age, cell signalling and cardioprotection. Acta Physiol
Scand, 178:107-116, 2003.
3.Capasso JM, Remily RM, Sonnenblick EH. Age-related differences in excitation-
contraction coupling in rat papillary muscle. Basic Res Cardiol, 78:492-504,
1983.
4.Kiriazis H, Gibbs CL. Effects of ageing on the activation metabolism of rat
papillary muscles. Clin Exp Pharm Physiol, 28:176-183, 2001.
5.Anversa P, Hiler B, Ricci R, Guideri G, Olivetti G. Myocyte cell loss and myocyte
hypertrophy in the aging rat heart. Am Coll Cardiol, 8:1441-8, 1986.
6.Pugh KG, Wei JY. Clinical implications of physiological changes in the aging
heart. Drugs Aging, 18:263-276, 2001.
7.Heckman GA, MD, McKelvie RS. Cardiovascular Aging and Exercise in Healthy
Older Adults. Clin J Sport Med, 18:479-485, 2008.
8.Grandy SA, Howlett SE. Cardiac excitation-contraction coupling is altered in
myocytes from aged male mice but not in cells from aged female mice. Am J
Physiol Heart Circ Physiol, 291:2362-2370, 2006.
9.Leosco D, Rengo G, Iaccarino G, Filippelli A, Lymperopoulos A, Zincarelli C,
Fortunato F, Golino L, Marchese M, Espósito G, Rapacciuolo RB, Ferrara N,
Koch WJ, Rengo F. Exercise training and β-blocker treatment ameliorate age-
39
dependet impairment of β-adrenergig stimulation. Am J Physiol Heart Cic
Physiol, 293:1596-1603, 2007.
10.Leblanc N, Chartier D, Gosselin H, Roleau J. Age and gender differences in
excitation-contraction coupling of the rat ventricle. J Physiol, 511:533-548, 1998.
11.Takagi G Asai K, Vatner SF, Kudej RK, Rossi F, Peppas A, Takagi I, Resuelle
RRG, Natividad F, Shen Y, Vatner DE. Gender differences on the effects of
aging on cardiac and peripheral adrenergic stimulation in old conscious
monkeys. Am J Physiol Heart Cic Physiol, 285:527-534, 2003.
12.Pate RR, Pratt M, Blair SN, Haskell WL, Macera CA, Bouchard C, Buchner D,
Ettinger W, Heath GW, King AC. Physical activity and public health. A
recommendation fron the Centers for Disease Control and Prevention and the
American College of Sports. JAMA, 273:402-407, 1995.
13.Lakatta EG, Spurgeon HA. Effect of exercise on cardiac muscle performance in
aged rats. Fed Proc, 46:1844-1849, 1987.
14.Tate CA, Taffet GE, Hudson EK, Blaylock SL, McBride RP, Michael LH.
Enhanced calcium uptake of cardiac sarcoplasmic reticulum in exercise-trained
old rats. Am J Physiol, 258:431-435, 1990.
15.Thomas DP, McCormick RJ, Zimmerman SD, Vadlamudi RK, Gosselin LE.
Aging- and training-induced alterations in collagen characteristics of rat left
ventricle and papillary muscle. Am J Physiol, 263:778-783, 1992.
16.Maifrino LBM, Araújo RC, Faccini CC, Liberti EA, Gama EF, Ribeiro AACM,
Souza RR. Effect of exercicise training on aging-induced changes in rat papillary
muscle. Arq Bras Cardiol, 92:356-360, 2009.
40
17.Iemitsu M, Maeda S, Jesmin S, Otsuki T, Miyauchi T. Exercise training
improves aging-induced downregulation of VEGF angiogenic signaling cascade
in hearts. Am J Physiol Heart Circ Physiol, 291:1290-1298, 2006.
18.Iemitsu M, Miyauchi T, Maeda S, Tanabe T, Takanashi M, Matsuda M,
Yamaguchi I. Exercise training improves cardiac function- related gene levels
through thyroid hormone receptor signaling in aged rats. Am J Physiol Heart Circ
Physiol, 286:1696-1705, 2004.
19.Ullrick WC, Whitehorn WV. A muscle column preparation from the rat's left
ventricle. Circ Res. 4:499-501, 1956.
20.Kelly JJ Jr, Hoffman BF. Mechanical activity of rat papillary muscle. Am J
Physiol. 199:157-62, 1960.
21.Bocalini DS, Carvalho EV, de Sousa AF, Levy RF, Tucci PJ. Exercise training-
induced enhancement in myocardial mechanics is lost after 2 weeks of
detraining in rats. Eur J Appl Physiol, 109:909-914, 2010.
22.Serra AJ, Santos MHH, Bocalini DS, Antonio EL, Levy RF, Santos AA, Higuchi
ML Silva Jr. JA, Magalhães FC, Baraúna VG, Krieger JE, Tucci PJF. Exercise
training inhibits inflammatory cytokines and more than prevents myocardial
dysfunction in rats with sustained β-adrenergic hyperactivity. J Physiol,
588:2431-2442, 2010.
23.Serra AJ, Higuchi ML, Ihara SSM, Antonio EL, Santos MHH, Bombig MTNM,
Tucci PJ. Exercise training prevents β-adrenergic hyperactivity-inducer
myocardial hypertrophy and lesions. Eur J Heart Fail, 10:453-539, 2008.
24.Rinaldi B, Corbi G, Boccuti S, Filippelli W, Rengo G, Leosco D, Rossi F,
41
Filippelli A, Ferrara N. Exercise training affects age-induced changes in SOD
and heat shock protein expression in rat heart. Exp Gerontol, 41:764-70, 2006.
25.Gerdes AM, Liu Z, Zimmer HG. Changes in nuclear size of cardiac myocytes
during the development and progression of hypertrophy in rats. Cardioscience,
5:203-8, 1994
26.Thomas DP, Zimmerman SD, Hansen TR, Martin DT, McCormick RJ. Collagen
gene expression in rat left ventricle: interactive effect of age and exercise
training. J Appl Physiol, 89:1462-68, 2000.
27.Li Y, Lincoln T, Mendelowitz D, Grossman W, Wei JY. Age-related differences
in effect of exercise training on cardiac muscle function in rats. Am J Physiol,
251:H12-8, 1986.
28.Taffet GE, Michael LA, Tate CA. Exercise training improves lusitropy by
isoproterenol in papillary muscles from aged rats. J Appl Physiol, 81:1488-94,
1996.
29.Diffee GM, Seversen EA, Titus MM. Exercise training increases the Ca2+
sensitivity of tension in rat cardiac myocytes. J Appl Physiol, 91:309-15, 2001.
30.Wisløff U, Loennechen JP, Falck G, Beisvag V, Currie S, Smith G, Ellingsen Ø.
Increased contractility and calcium sensitivity in cardiac myocytes isolated from
endurance trained rats. Cardiovasc Res, 50:495-508, 2001.
31.Diffee GM, Nagle DF. Regional differences in effects of exercise training on
contractile and biochemical properties of rat cardiac myocytes. J Appl Physiol,
95:35-42, 2003.
32.Diffee GM, Chung E. Altered single cell force-velocity and power properties in
exercise-trained rat myocardium. J Appl Physiol, 94:1941-48, 2003.
42
33.Kwak HB, Song W, Lawler JM. Exercise training attenuates age-induced
elevation in Bax/Bcl-2 ratio, apoptosis, and remodeling in the rat heart. FASEB
J, 20:791-3, 2006.
34.Jalil JE, Doering CW, Janicki JS, Pick R, Shroff SG, Weber KT. Fibrillar
collagen and myocardial stiffness in the intact hypertrophied rat left ventricle.
Circ Res, 64:1041-50, 1989.
35.Matsubara LS, Matsubara BB, Okoshi MP, Cicogna AC, Janicki JS. Alterations
in myocardial collagen content affect rat papillary muscle function. Am J Physiol
Heart Circ Physiol, 279:H1534-H39, 2000.
36.Murad N, Tucci PJF. Isoproterenol-induced hypertrophy may result in distinct
left ventricular changes. Clin Exp Pharmacol Physiol, 27:352-57, 2000.
43
4. DISCUSSÃO
44
Neste estudo, houve confirmação de achados anteriores da literatura22,23,
em que o EXF mostrou eficaz na melhoria das funções cardíacas de ratos. Além
disto, nossos dados corroboram resultados onde foi verificado que o EXF foi capaz
de reduzir o peso corporal de ratos senescentes24. Também derivam de nossos
resultados a confirmação que animais senescentes exercitados desenvolvem
hipertrofia miocárdica24,9 (Figura 1). Acresça-se a informação que o processo
hipertrófico induzido pelo EXF ocorreu em ambas as câmaras ventriculares, direita
e esquerda.
Ao considerar a razão entre massa miocárdica e peso corporal como
indicadora de hipertrofia celular, é aceitável que a veracidade deste procedimento
de indexação fica comprometida em circunstâncias de alteração do peso corporal
do animal, como em nossos casos. Assim, desde que o aumento nuclear está
associado com hipertrofia celular25, o crescimento dos cardiomiócitos nos ratos
exercitados foi confirmado pela análise do volume nuclear. Tais achados também
corroboram estado hipertrófico do miocárdio despertado pelo EXF.
Seguinte a avaliação biométrica do coração, em uma análise microscópica
sob lâminas contendo fragmentos de tecido ventricular esquerdo incubados com
“picro-sirius red”, preconizou-se a avaliação do conteúdo de colágeno miocárdico.
Esta abordagem se fez necessária na medida em que o papel do EXF neste
cenário ainda é irresoluto. Thomas et al26 observaram que dez semanas de EXF
em esteira não afetaram o aumento de colágeno intersticial evocado pelo
envelhecimento. Contudo, em nossos casos, seis semanas de treinamento em
piscina resultaram em significativa diminuição do conteúdo colágeno no miocárdio
ventricular esquerdo de roedores idosos exercitados. É importante considerar que
45
estes achados não são exclusivos aos nossos casos e, assim, corrobora
informações precedentes divulgadas por outros investigadores16.
De interesse, são os efeitos favoráveis do EXF sob as propriedades
funcionais intrínsecas do miocárdio senescente. Experimentos iniciais
despertaram novas perspectivas acerca da importância do EXF no combate a
depressão inotrópica miocárdica ligada ao envelhecimento. O primeiro trabalho,
por nós localizado, que avaliou a influência do EXF sobre a depressão contrátil
induzida pelo envelhecimento, foi o de Li et al27. Os autores verificaram que ratos
senescentes treinados em esteira por período de 16 semanas apresentaram
reversão da duração prolongada da contração isométrica de músculos papilares.
Posteriormente, Tate et al.14 corroboraram achados anteriores, demonstrando que
dez semanas de exercício em esteira resultaram em apreciável melhora da
contratilidade miocárdica em animais senescentes.
Realmente, ensaios experimentais têm providenciado resultados altamente
relevantes, ilustrando que animais idosos submetidos a processo de treinamento
físico apresentam melhora na contratilidade miocárdica. Contudo, ainda há certa
indefinição, sobretudo pelo fato de existirem estudos que não demonstraram
benefícios advindos com o EXF em ratos senescentes. É válido mencionar o
estudo de Taffet et al 28, em que o inotropismo de músculos papilares isolados não
foi significativamente melhorado em animais senescentes exercitados.
Neste trabalho também nos valemos do emprego de preparação de
músculos papilares trabalhando isoladamente para análise da função miocárdica.
Os valores de indicadores de capacidade inotrópica, tensão desenvolvida e taxa
de aumento máximo da tensão desenvolvida, possibilitaram estabelecer o
46
potencial salutar do EXF para aumento da capacidade contrátil do miocárdio
senescente. Acresça-se informações provenientes da taxa de decaimento máximo
da tensão desenvolvida, em que valores mais elevados foram observados
somente nos animais exercitados, portanto, configurando um estado de
relaxamento miocárdico aprimorado.
Em adição, o protocolo experimental de preparação de músculos papilares
in vitro possibilitou caracterizar a sensibilidade dos miofilamentos ao mecanismo
de Frank-Starling, isto é, a intensificação da tensão desenvolvida promovida pelo
estiramento muscular. Consequentemente, quando se analisaram as retas de
estiramento-tensão ativa (Figura 5), foi evidenciado que os estiramentos
musculares acentuaram menos a tensão desenvolvida nos papilares dos animais
sedentários. Inversamente, as inclinações das retas provenientes da relação
estiramento muscular e tensão desenvolvida dos animais senescentes exercitados
foram sugestivas de melhora do mecanismo de Frank-Starling.
Apesar de nós não termos analisado os possíveis mecanismos
responsáveis pelo aprimoramento da contratilidade miocárdica, destacam-se as já
reconhecidas ações do EXF sobre a melhora da sensibilidade dos miofilamentos
ao cálcio29,30,31 e o aumento da expressão da cadeia leve da miosina no
miocárdio32. Particular a ratos senescentes, o aprimoramento do inotropismo
miocárdico têm sido associado a aumento da angiogênese17, maior
responsividade a estimulação beta-adrenérgica9, elevação do conteúdo tecidual
de proteínas envolvidas na cinética do cálcio18 e redução da apoptose dos
cardiomiócitos33.
Há a se considerar que o acúmulo de colágeno pode piorar a
47
distensibilidade e prejudicar a transmissão de força entre os cardiomiócitos em
contração34,35,36, é possível deduzir que o menor teor de colágeno intersticial nos
animais exercitados possa contribuir ao menos para a manutenção do
inotropismo.
48
5.CONCLUSÃO
49
Neste sentido, o efeito cardioprotetor do Exercício Físico foi observado em
amplo aspecto e incluiu redução do colágeno intersticial, aumento da geração de
força pelos cardiomiócitos e aprimoramento do relaxamento miocárdico.
50
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
51
1.Lakatta EG, Sollot SJ. Perspectives on mammalian cardiovascular ageing:
humans to molecules. Com Biochem Physiol A Mol Integr Physiol, 132:699-721,
2002.
2.Taylor RP, Starnes JW. Age, cell signalling and cardioprotection. Acta Physiol
Scand, 178:107-116, 2003.
3.Capasso JM, Remily RM, Sonnenblick EH. Age-related differences in excitation-
contraction coupling in rat papillary muscle. Basic Res Cardiol, 78:492-504,
1983.
4.Kiriazis H, Gibbs CL. Effects of ageing on the activation metabolism of rat
papillary muscles. Clin Exp Pharm Physiol, 28:176-183, 2001.
5.Anversa P, Hiler B, Ricci R, Guideri G, Olivetti G. Myocyte cell loss and myocyte
hypertrophy in the aging rat heart. Am Coll Cardiol, 8:1441-8, 1986.
6.Pugh KG, Wei JY. Clinical implications of physiological changes in the aging
heart. Drugs Aging, 18:263-276, 2001.
7.Heckman GA, MD, McKelvie RS. Cardiovascular Aging and Exercise in Healthy
Older Adults. Clin J Sport Med, 18:479-485, 2008.
8.Grandy SA, Howlett SE. Cardiac excitation-contraction coupling is altered in
myocytes from aged male mice but not in cells from aged female mice. Am J
Physiol Heart Circ Physiol, 291:2362-2370, 2006.
9.Leosco D, Rengo G, Iaccarino G, Filippelli A, Lymperopoulos A, Zincarelli C,
Fortunato F, Golino L, Marchese M, Espósito G, Rapacciuolo RB, Ferrara N,
Koch WJ, Rengo F. Exercise training and β-blocker treatment ameliorate age-
52
dependet impairment of β-adrenergig stimulation. Am J Physiol Heart Cic
Physiol, 293:1596-1603, 2007.
10.Leblanc N, Chartier D, Gosselin H, Roleau J. Age and gender differences in
excitation-contraction coupling of the rat ventricle. J Physiol, 511:533-548, 1998.
11.Takagi G Asai K, Vatner SF, Kudej RK, Rossi F, Peppas A, Takagi I, Resuelle
RRG, Natividad F, Shen Y, Vatner DE. Gender differences on the effects of
aging on cardiac and peripheral adrenergic stimulation in old conscious
monkeys. Am J Physiol Heart Cic Physiol, 285:527-534, 2003.
12.Pate RR, Pratt M, Blair SN, Haskell WL, Macera CA, Bouchard C, Buchner D,
Ettinger W, Heath GW, King AC. Physical activity and public health. A
recommendation fron the Centers for Disease Control and Prevention and the
American College of Sports. JAMA, 273:402-407, 1995.
13.Lakatta EG, Spurgeon HA. Effect of exercise on cardiac muscle performance in
aged rats. Fed Proc, 46:1844-1849, 1987.
14.Tate CA, Taffet GE, Hudson EK, Blaylock SL, McBride RP, Michael LH.
Enhanced calcium uptake of cardiac sarcoplasmic reticulum in exercise-trained
old rats. Am J Physiol, 258:431-435, 1990.
15.Thomas DP, McCormick RJ, Zimmerman SD, Vadlamudi RK, Gosselin LE.
Aging- and training-induced alterations in collagen characteristics of rat left
ventricle and papillary muscle. Am J Physiol, 263:778-783, 1992.
16.Maifrino LBM, Araújo RC, Faccini CC, Liberti EA, Gama EF, Ribeiro AACM,
Souza RR. Effect of exercicise training on aging-induced changes in rat papillary
muscle. Arq Bras Cardiol, 92:356-360, 2009.
53
17.Iemitsu M, Maeda S, Jesmin S, Otsuki T, Miyauchi T. Exercise training
improves aging-induced downregulation of VEGF angiogenic signaling cascade
in hearts. Am J Physiol Heart Circ Physiol, 291:1290-1298, 2006.
18.Iemitsu M, Miyauchi T, Maeda S, Tanabe T, Takanashi M, Matsuda M,
Yamaguchi I. Exercise training improves cardiac function- related gene levels
through thyroid hormone receptor signaling in aged rats. Am J Physiol Heart Circ
Physiol, 286:1696-1705, 2004.
19.Ullrick WC, Whitehorn WV. A muscle column preparation from the rat's left
ventricle. Circ Res. 4:499-501, 1956.
20.Kelly JJ Jr, Hoffman BF. Mechanical activity of rat papillary muscle. Am J
Physiol. 199:157-62, 1960.
21.Bocalini DS, Carvalho EV, de Sousa AF, Levy RF, Tucci PJ. Exercise training-
induced enhancement in myocardial mechanics is lost after 2 weeks of
detraining in rats. Eur J Appl Physiol, 109:909-914, 2010.
22.Serra AJ, Santos MHH, Bocalini DS, Antonio EL, Levy RF, Santos AA, Higuchi
ML Silva Jr. JA, Magalhães FC, Baraúna VG, Krieger JE, Tucci PJF. Exercise
training inhibits inflammatory cytokines and more than prevents myocardial
dysfunction in rats with sustained β-adrenergic hyperactivity. J Physiol,
588:2431-2442, 2010.
23.Serra AJ, Higuchi ML, Ihara SSM, Antonio EL, Santos MHH, Bombig MTNM,
Tucci PJ. Exercise training prevents β-adrenergic hyperactivity-inducer
myocardial hypertrophy and lesions. Eur J Heart Fail, 10:453-539, 2008.
24.Rinaldi B, Corbi G, Boccuti S, Filippelli W, Rengo G, Leosco D, Rossi F,
54
Filippelli A, Ferrara N. Exercise training affects age-induced changes in SOD
and heat shock protein expression in rat heart. Exp Gerontol, 41:764-70, 2006.
25.Gerdes AM, Liu Z, Zimmer HG. Changes in nuclear size of cardiac myocytes
during the development and progression of hypertrophy in rats. Cardioscience,
5:203-8, 1994
26.Thomas DP, Zimmerman SD, Hansen TR, Martin DT, McCormick RJ. Collagen
gene expression in rat left ventricle: interactive effect of age and exercise
training. J Appl Physiol, 89:1462-68, 2000.
27.Li Y, Lincoln T, Mendelowitz D, Grossman W, Wei JY. Age-related differences
in effect of exercise training on cardiac muscle function in rats. Am J Physiol,
251:H12-8, 1986.
28.Taffet GE, Michael LA, Tate CA. Exercise training improves lusitropy by
isoproterenol in papillary muscles from aged rats. J Appl Physiol, 81:1488-94,
1996.
29.Diffee GM, Seversen EA, Titus MM. Exercise training increases the Ca2+
sensitivity of tension in rat cardiac myocytes. J Appl Physiol, 91:309-15, 2001.
30.Wisløff U, Loennechen JP, Falck G, Beisvag V, Currie S, Smith G, Ellingsen Ø.
Increased contractility and calcium sensitivity in cardiac myocytes isolated from
endurance trained rats. Cardiovasc Res, 50:495-508, 2001.
31.Diffee GM, Nagle DF. Regional differences in effects of exercise training on
contractile and biochemical properties of rat cardiac myocytes. J Appl Physiol,
95:35-42, 2003.
32.Diffee GM, Chung E. Altered single cell force-velocity and power properties in
exercise-trained rat myocardium. J Appl Physiol, 94:1941-48, 2003.
55
33.Kwak HB, Song W, Lawler JM. Exercise training attenuates age-induced
elevation in Bax/Bcl-2 ratio, apoptosis, and remodeling in the rat heart. FASEB
J, 20:791-3, 2006.
34.Jalil JE, Doering CW, Janicki JS, Pick R, Shroff SG, Weber KT. Fibrillar
collagen and myocardial stiffness in the intact hypertrophied rat left ventricle.
Circ Res, 64:1041-50, 1989.
35.Matsubara LS, Matsubara BB, Okoshi MP, Cicogna AC, Janicki JS. Alterations
in myocardial collagen content affect rat papillary muscle function. Am J Physiol
Heart Circ Physiol, 279:H1534-H39, 2000.
36.Murad N, Tucci PJF. Isoproterenol-induced hypertrophy may result in distinct
left ventricular changes. Clin Exp Pharmacol Physiol, 27:352-57, 2000.