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La maladie de Parkinson (MP) est la deuxième maladie dégénérative la plus répandue au Canada. Elle se caractérise par des symptômes moteurs importants tels le tremblement de repos, la rigidité musculaire, l’instabilité posturale, la lenteur dans les mouvements ainsi que par des symptômes non moteurs, notamment une diminution du fonctionnement cognitif. Conséquemment, la nature hétérogène des symptômes de la MP dirige bien souvent l’individu atteint vers une sédentarité physique et mentale involontaire. Les traitements pharmacologiques et neurochirurgicaux demeurent les approches thérapeutiques majoritairement choisies. Toutefois, de plus en plus d’études visant à examiner les impacts de l’exercice physique aérobique (EPA) ont démontré des bénéfices de ce traitement non pharmaceutique, entre autres, en améliorant les symptômes moteurs de la maladie. Néanmoins, l’effet de l’exercice sur la cognition et l’apprentissage moteur à travers la MP est encore méconnu. Ainsi, ce projet de thèse vise à étudier les changements cognitifs et moteurs suite à un entrainement cardiovasculaire. Une première étude visait à mesurer les changements comportementaux au niveau de la capacité aérobique, des fonctions cognitives dites exécutives et de l’apprentissage procédural moteur suite à l’EPA. Une deuxième étude utilisant l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) permettait ensuite d’identifier les corrélats neuronaux associés à l’effet de l’EPA sur l’apprentissage moteur. 20 participants en santé et 19 atteintes de la MP, âgées entre 40-80 ans, ont participé à un programme d’entrainement de 3 mois (3 fois/semaine) à une intensité élevée, débutant à 20 minutes (+5 minutes/semaine) pour atteindre 40 minutes d’EPA. Le niveau d’intensité de base a été prescrit selon la capacité aérobique initiale du participant en réponse au test à l’effort effectué (pré et post entraînement). Plusieurs mesures d’évaluation physiques (VO2peak, pression artérielle, fréquence cardiaque) et neuropsychologiques (« Stroop, trail making test » (TMT)) ont été prises en début et à la fin de l’entraînement. De plus, des sessions d’acquisition de données cérébrales fonctionnelles grâce à l’IRMf ont été administrées durant la passation d’une tâche d’apprentissage moteur implicite (tache : « Serial Reaction Time Task »(SRT)). Les résultats ont montré que l’entraînement en EPA fut efficace car une amélioration significative de la capacité aérobique fut observée chez tous les participants. Au niveau comportemental, l’EPA a eu pour effet d’améliorer les capacités d’inhibition (Stroop) et d’apprentissage moteur (SRT), mais pas celle associée à la flexibilité mentale (TMT). Pour leur part, les données de neuroimagerie ont révélé une augmentation de l’activité fonctionnelle liée à l’amélioration de l’apprentissage moteur au niveau de l’hippocampe, du striatum et du cervelet, et ce en comparaison avec les sujets contrôles. De plus, les changements fonctionnels chez les individus atteints de la MP étaient corrélés au changement de la capacité aérobique : une relation positive fut liée à l’augmentation de l’activité de l’hippocampe et du striatum, tandis qu’une relation négative fut observée au niveau du cervelet. Ce projet est l’un des premiers à mettre en lumière l’impact clinique d’un traitement non pharmaceutique visant à améliorer la nature motrice et cognitive des symptômes de la MP, ainsi que de proposer les mécanismes neurofonctionnels pouvant expliquer l’amélioration observés au niveau de l’apprentissage suivant l’entrainement en EPA. Ainsi, nous croyons que les résultats de cette étude serviront les milieux cliniques et la population de patients atteints de la maladie de Parkinson en proposant une solution thérapeutique efficace et économique afin d’améliorer la qualité de vie de ces derniers. / Parkinson’s disease (PD) is the second most common neurodegenerative disorder in Canada. It is mainly characterized by important motor symptoms such as slow movement, tremor, rigidity and problems with locomotion, but non-motor symptoms (NMS) such as cognitive dysfunctions are also present early in the disease. Inadvertently, the heterogeneous nature of PD’s symptoms may lead to an unintentional sedentary behaviour both at the physical and mental level. To date, the most common forms of PD treatments remain pharmacological and neurosurgical in nature. Most recently, however, studies have demonstrated benefits of aerobic exercise training (AET) as a non-pharmaceutical treatment with significant effects on PD’s motor symptoms. Nevertheless, the effects of exercise on cognitive and motor learning function in PD remain unknown. Thus, this thesis project aims at studying cognitive and motor changes following AET. Most specifically, the first study intended to assess behavioural changes related to aerobic capacity, cognitive (executive) functions and procedural learning following three months of AET. The second article used functional magnetic resonance imaging (fMRI) to identify the neural correlates associated with the effect of AET on motor learning. Twenty healthy controls (HC) and 19 early PD individuals, aged 40-80 years old, participated in a supervised high intensity stationary recumbent bike training program (3 times/week; 12 weeks). Exercise prescription started at 20 minutes (+5 minutes/week up to 40 minutes) based on participants’ maximal volume of oxygen uptake (pre and post training). Several physical (VO2peak, blood pressure, heart rate) and cognitive (Stroop and Trail making tests (TMT)) measures were used pre and post AET. Importantly, participants’ procedural learning skill (implicit motor learning) was evaluated using a version of the Serial Reaction Time Task (SRT) during the acquisition of functional neuroimaging data. AET program was effective as indicated by a significant improvement in aerobic capacity in all participants. At the behavioural level, AET improved inhibition (Stroop) and motor learning (SRT), but not flexibility (TMT). Brain imaging data revealed pre-post MSL-related increases in functional activity in the hippocampus, striatum and cerebellum in PD patients as compared to controls. Importantly, functional brain changes in PD individuals correlated with changes in aerobic capacity: a positive relationship was found with increased activity in the hippocampus and striatum, while a negative relationship was observed with the cerebellar activity. This project is one of the first to elucidate the clinical impact of such non-pharmaceutical treatment targeting motor and non-motor aspects of PD. Accordingly, it is believed that the results will be of use for clinical settings and for the population of patients with PD, as they give evidence in favour of an efficient and economical therapeutic solution for PD.

O exercício aeróbio foi recentemente descrito como capaz de reduzir a função pulmonar e diminuir o risco de desenvolver DPOC entre fumantes ativos. A plausibilidade biológica da influência da atividade física sobre o declínio da função pulmonar está relacionada aos efeitos anti-inflamatórios efeitos da atividade física, que tem sido descritos em estudos experimentais. A hipótese é que haveria uma interação entre exercício aeróbio e o desenvolvimento da doença. A fim de explorar mais a fisiopatologia da DPOC induzida pela exposição à fumaça de cigarro e os efeitos do exercício no desenvolvimento do enfisema, utilizamos um modelo experimental de DPOC. C57Bl6 foram divididos em quatro grupos: Controle, Fumo, Exercício e Fumo/Exercício. Os animais dos grupos Fumo foram expostos à fumaça de cigarro por 30 minutos por dia, 5 dias por semana, durante 24 semanas. Os animais dos grupos Exercício foram treinados em intensidade moderada durante 60 minutos por dia, 5 dias por semana durante 24 semanas. Os resultados demonstraram que o treinamento físico aeróbio regular de intensidade moderada inibiu o desenvolvimento de enfisema, o aumento do total de células inflamatórias e a produção de espécies reativas de oxigênio no LBA, além do aumento na geração de óxido nítrico exalado, induzido pela exposição à fumaça do cigarro, e inibiu o aumento de 8-isoprostano e MCP1, além de aumentar a expressão da GPx, SODCuZn, TIMP1 e IL-10 por células inflamatórias na parede alveolar. O estudo também mostrou que o treinamento físico aeróbio foi capaz de inibir a diminuição da elastância pulmonar induzida pela exposição à fumaça de cigarro, mas não reduziu o aumento de colágeno no parênquima pulmonar. Estes resultados sugerem que o treinamento físico regular aeróbico de intensidade moderada pode desempenhar um papel importante durante a instalação da doença devido ao seu efeito antioxidante e antiinflamatório / Aerobic exercise was recently described as capable to reduce lung function decline and risk of developing COPD among active smokers. The biological plausibility of the influence of physical activity on the decline of lung function relies on the anti-inflammatory effects of physical activity, which have been described in experimental studies. We hypothesized there would be an interaction between aerobic exercise and development of disease. In order to further explore the physiopathology of COPD induced by exposure to cigarette smoke and the effects of exercise in development of emphysema, we used an experimental model of DPOC. C57Bl6 were divided in four groups: Control, Smoke, Exercise and Smoke/Exercise. Smoke groups were exposed to cigarette smoke for 30 minutes a day, 5 days a week, for 24 weeks. Exercise groups were trained at moderate intensity exercise for 60 minutes/day, 5 days/week for 24 weeks. The results demonstrated that regular aerobic physical training of moderate intensity inhibited alveolar distension, the increase of total inflammatory cells and production of reactive oxygen species in BAL and the increase in the generation of exhaled nitric oxide induced by exposure to cigarette smoke, and reduced the expression of 8-isoprostane and MCP1 and increased the expression of GPx, SODCuZn, TIMP1 and IL-10 by inflammatory cells in the alveolar wall. The study also showed that aerobic physical training was able to inhibit the decrease in lung elastance induced by exposure to cigarette smoke, but not the content in collagen fibers. These results suggest that regular aerobic physical training of moderate intensity may play an important role during the installation of disease due to its antioxidant and antiinflammatory effects

As doenças cardiovasculares são a principal causa de morte no mundo, sendo a cardiomiopatia isquêmica a mais prevalente. Independente da sua etiologia, a via final comum da maioria das doenças cardiovasculares é a insuficiência cardíaca. Nos últimos anos, tem sido reportado que o acúmulo de proteínas mal enoveladas no retículo endoplasmático (estresse do RE) pode contribuir para redução da função cardíaca e instalação da insuficiência cardíaca. Apesar do mecanismo responsável pela disfunção contrátil induzida pelo estresse do RE ainda não ser conhecido, evidências sugerem que a inibição da via de sinalização PI3K/AKT pela proteína JNK pode estar envolvida nessa resposta. Na primeira parte desta tese, verificamos que a indução do estresse do RE em cardiomiócitos isolados ativou a JNK, mas não inibiu a via de sinalização PI3K/AKT. A inativação de JNK reverteu a disfunção contrátil e a redução da amplitude do transiente de Ca+2 de cardiomiócitos causados pelo estresse do RE. Pelo fato da via sinalização PI3K/AKT não estar envolvida na disfunção contrátil causada pelo estresse do RE, analisamos outro alvo de JNK, a proteína BNIP3, proteína pró-apoptótica e envolvida no controle de qualidade mitocondrial promovendo mitofagia quando ativada. O estresse do RE aumentou a expressão de BNIP3, a qual foi atenuada pela inibição de JNK. A depleção de BNIP3 impediu a disfunção contrátil dos cardiomiócitos e a redução da amplitude do transiente de Ca+2 induzidos pelo estresse do RE. Na segunda parte da tese, o objetivo foi avaliar se os efeitos observados em cardiomiócitos submetidos a estresse do RE poderiam ser observados em modelo experimental de doença cardiovascular. Nesse sentido, observamos que a disfunção cardíaca provocada pelo infarto do miocárdio em ratos foi acompanhada pelo quadro de estresse do RE e pela ativação da via de sinalização JNK/BNIP3. Entretanto, o treinamento físico aeróbico (TFA), uma das principais terapias não farmacológicas mais eficazes das doenças cardiovasculares, foi capaz de atenuar o estresse RE, a ativação da via de sinalização JNK/BNIP3 e a disfunção cardíaca de ratos infartados. Na terceira parte da tese, verificamos que o TFA aumentou a expressão proteica de DERLIN-1, uma proteína que atua retro-translocando proteínas mal enoveladas para o citosol, no miocárdio de ratos saudáveis. O aumento dos níveis proteicos de DERLIN-1 observado em ratos infartados foi atenuado pelo TFA. Apesar do aumento da proteína DERLIN-1, observamos que nos animais infartados as proteínas mal enoveladas acumulavam na forma de oligômeros e que o TFA atenuou essa resposta. Em conjunto, os resultados da presente tese sugerem que a ativação da via de sinalização JNK/BNIP3 pelo estresse do RE causa disfunção contrátil de cardiomiócitos e que o TFA é capaz de atenuar essa resposta no coração de ratos infartados, melhorando o controle de qualidade de proteína no músculo cardíaco / Cardiovascular diseases are currently the main cause of death worldwide, with the ischemic cardiomyopathy as the most prevalent ethiology. This is of particular interest, since ischemic cardiomyopathy advances to heart failure, a common endpoint of the most cardiovascular disease. In the last years, it has been showed that accumulation of unfolded protein in the endoplasmic reticulum (ER stress) may cause cardiac dysfunction and heart failure development. Despite the mechanisms behind this cardiac deterioration is still unknown, evidences suggest that ER stress-induced cardiomyocytes contractile dysfunction results from PI3K/AKT signaling pathway inhibition, which would be caused by JNK activation. In the first part of this thesis, we found that the ER stress activated JNK, but different from our hypothesis it was not accompanied by an inactivation of PI3K/AKT signaling pathway. The inhibition of JNK mitigated the reduction in cardiomyocytes shortening and amplitude of Ca+2 transient caused by ER stress. Once the PI3K/AKT signaling pathway was not involved in the ER stress-induced cardiomyocytes contractile dysfunction, we have analyzed protein expression of BNIP3, another JNK target involved in apoptosis and mitochondria quality control. We observed that the elevation in BNIP3 proteins levels after ER stress induction was prevented by inhibition of JNK. BNIP3 depletion attenuated the reduction in cardiomyocytes contractility and amplitude of Ca+2 transient induced by ER stress. In the second part of the thesis, we found that myocardial infarction-induced cardiac dysfunction in rats was accompanied by ER stress and activation of JNK/BNIP3 signaling pathway. However, the AET mitigated ER stress, activation of JNK/BNIP3 signaling pathway and cardiac dysfunction in infarcted rats. In third part of the thesis, we have identified that AET increased the protein expression of DERLIN-1 an ER membrane protein that retro-translocates unfolded proteins to cytosol in the myocardial of healthy rats. We observed that the increased DERLIN-1 protein levels in infarcted rats were mitigated by AET. Despite increased DERLIN-1 protein expression, we found high levels of oligomers in the myocardium of infarcted rat, which was reduced by AET. It suggests that unfolded protein degradation was reduced in infarcted hearts. Taken together, these results suggest that ER stress causes cardiomyocytes contractile dysfunction through JNK/BNIP3 signaling pathway activation and that AET mitigates the myocardial infarction-induced ER stress and activation of JNK/BNIP3 signaling pathway by restoring of ER-associated protein quality control in the cardiac muscle

O treinamento físico aeróbio (TF) tem sido utilizado como um importante tratamento não farmacológico da hipertensão arterial (HA), uma vez que ele corrige a rarefação microvascular e reduz a pressão arterial; entretanto, os mecanismos envolvidos são pouco conhecidos. Investigamos se o número e a capacidade funcional das células progenitoras endoteliais (CPE) derivadas da medula óssea, sabidamente diminuídas na HA, melhoram pós TF, potencialmente contribuindo para a neovascularização e regressão da doença. O efeito do TF sobre a pressão arterial, freqüência cardíaca, tolerância ao esforço, consumo de oxigênio (VO2), morfologia e bioquímica da musculatura esquelética foram estudados em ratos espontaneamente hipertensos (SHR, n=28) e Wistar Kyoto (WKY, n=28) com 12 semanas de vida e divididos em 4 grupos: SHR, SHR treinado (SHR-T), WKY e WKY Treinado (WKY-T). O TF promoveu redução da pressão arterial em SHR e bradicardia de repouso acompanhado por um aumento da atividade da citrato sintase muscular, tolerância ao esforço e VO2 nos grupos de animais treinados. Concomitantemente, o TF corrigiu a alteração na distribuição dos tipos de fibra muscular e a rarefação capilar em SHR, mediado em grande parte por um aumento nos níveis protéicos periféricos de VEGF, VEGFR2, eNOS e a desativação das vias de apoptose. O número de CPE (CD34+/Flk1+) no sangue periférico (SP) analisadas por FACS foram aumentadas 115% no grupo WKY-T em comparação ao grupo controle. Em contraste, o grupo SHR reduziu 39% o número de CPE, entretanto o TF normalizou os níveis no grupo SHR-T. Resultado similar foi encontrado na quantificação das CPE na medula óssea (MO) avaliadas por células duplamente positivas para Di-acLDL e Lectina-FITC. A senescência das CPE na MO foi aumentada 126% no grupo SHR vs. WKY, e o TF foi eficiente em reduzir 72% este processo no grupo SHR-T. Além disso, os ensaios funcionais avaliados pelo número de unidades formadoras de colônia mostraram um aumento de 40% na MO e 70% no SP de WKY-T vs. WKY. Em contraste, a HA reduziu 35% na MO e 45% no SP este número de colônias vs. WKY, porém o TF corrigiu esta disfunção das CPE na HA. De fato, o TF recuperou a falha na formação de tubos como capilares sobre matrigel na HA. Os resultados demonstram que o remodelamento vascular acompanhado pela redução da pressão arterial induzido pelo TF na HA ocorreram em sinergia com a recuperação do número e das propriedades funcionais das CPE da MO e SP, bem como de seus fatores mobilizadores e angiogênicos. Estes resultados sugerem que o TF pode participar do reparo vascular por meio da ação das CPE, promovendo a revascularização periférica. Assim, há perspectiva do potencial terapêutico das CPE no tratamento da HA pós TF. / Aerobic exercise training (ET) has been established as an important non-pharmacological treatment for hypertension, since it counteracts microvascular rarefaction and decreased blood pressure; however, underlying mechanisms remain to be further determined. We investigated for the first time if the endothelial progenitor cells (EPC) number and the functional capacity, impaired in hypertension; are improved after ET potentially contributing to neovascularization and disease regression. The effect of ET on blood pressure, heart rate, exercise tolerance, peak VO2 and skeletal muscle morphology and biochemistry was studied in twelve-week old male Spontaneously Hypertensive Rats (SHR, n=28) and Wistar Kyoto (WKY, n=28) assigned into 4 groups: SHR, trained SHR (SHR-T), WKY and trained WKY (WKY-T). The ET promoted a decrease in blood pressure in SHR and resting bradycardia, an increase in exercise tolerance, peak VO2 and citrate synthase activity in trained groups. In parallel, the ET repaired the skeletal muscle fiber type shift and capillary rarefaction in SHR, at least partly, by enhancing protein levels of VEGF, VEGFR-2, eNOS and deactivated apoptosis pathway. Numbers of EPC (CD34+/Flk1+) in the peripheral blood (PB) quantified by FACS analysis were enhanced 115% in WKY-T of control levels. In contrast, the SHR group decreased 39%, but ET normalized in the SHR-T. Similar results were found in the EPC quantification of the bone marrow (BM) by double positive cells to Di-acLDL and Lectin-FITC. BM-EPC senescence was increased 126% in SHR and this process was reduced 72% by ET. Moreover, EPC functional assay by colony-forming units showed an increase of 40% to BM and 70% to PB in WKY-T of control levels. In contrast, the SHR group reduced 35% to BM and 45% to PB; however the ET repaired EPC dysfunction in hypertension. In fact, the ET corrected failure in the capillary-like tube formation on matrigel. The present findings reveal that the vascular remodeling accompanied by reduction of blood pressure induced by ET occurs in synergy with the restoration of the BM and PB- EPC number and functional properties, as well as of their mobilizing and angiogenic factors. These results suggest that the ET can participate in the vascular repair by means of the EPC, promoting the peripheral revascularization in hypertension. In this way, there is perspective of therapeutic potential of the EPC in treatment of hypertension after ET.

Introdução: O treinamento físico melhora a capacidade funcional e a qualidade de vida em pacientes com insuficiência cardíaca (IC) crônica. Entretanto, a aderência ao treinamento físico supervisionado é baixa por diversas razões. Como alternativa, o treinamento domiciliar tem sido proposto. Objetivo: Comparar os efeitos de um programa de treinamento domiciliar (domiciliar) com um programa de treinamento supervisionado (supervisionado) sobre a capacidade funcional, comportamento sedentário e qualidade de vida em pacientes com IC crônica ao longo de 12 semanas. Métodos: Este estudo incluiu 23 pacientes com IC (classe funcional da New York Heart Association II e III, fração de ejeção do ventrículo esquerdo 31±6%) randomizados em grupos de treinamento domiciliar (n=11) ou supervisionado (n=12). Durantes 12 semanas os pacientes exercícios aeróbicos (60-70% da frequência cardíaca de reserva): caminhadas para o grupo domiciliar e exercício em cicloergômetro para o supervisionado, combinados ao exercício resistido (50% de uma repetição máxima). No momento basal e após 12 semanas mensuramos variáveis do teste cardiopulmonar, teste da caminhada de seis minutos (TC6M), pressões respiratórias máximas, força muscular do quadríceps e de preensão palmar, atividade física e comportamento sedentário por meio de acelerometria, qualidade de vida e aderência. Resultados: Os grupos domiciliar e supervisionado tiveram altas taxas de adesão, com aumentos (p=0,037) similares no consumo de oxigênio pico (0,8 e 3,7 ml/kg/min, respectivamente, p=0,085), ventilação máxima (11,5 e 15,6 l/min, respectivamente, p=0,775), distância percorrida no TC6M (9% e 5%, respectivamente, p=0,805), força muscular do quadríceps (21% e 11%, respectivamente, p=0,155) e qualidade de vida avaliada por meio do questionário Minnesota Living with Heart Failure (1 e 13, respectivamente, p=0,092). O comportamento sedentário reduziu (p=0,05) nos dois grupos (p=0,472). Entretanto, o treinamento supervisionado foi mais efetivo em melhorar a força muscular inspiratória (p=0,042), o número de passos/dia (p=0,001) e o componente de saúde mental do questionário SF-36 (p=0,001). Conclusões: O programa de treinamento domiciliar pode ser uma alternativa ao treinamento supervisionado para reduzir o comportamento sedentário e melhorar a capacidade funcional e qualidade de vida em pacientes com IC crônica. Entretanto, o treinamento supervisionado, além dos benefícios acima citados para o grupo domiciliar, é superior em aumentar a força muscular inspiratória, número de passos/dia e melhora de aspectos de saúde mental em pacientes com IC crônica, quando comparado ao treinamento supervisionado / Background: Exercise training improves functional capacity and quality of life in chronic heart failure (HF) patients. However, centre-based adherence is lower for several reasons. As an alternative, home-based training has been proposed. Objective: To compare the effects of home-based program (home-based) and centre-based (centre-based) training programs on functional capacity, sedentary behavior and quality of life in HF patients along 12 weeks. Methods: This study included 23 chronic HF patients (New York Heart Association functional class II and III, left ventricular ejection fraction 31±6%) randomized to home-based (n=11) or centre-based (n=12) training programs. Patients underwent a 12-week period of aerobic training (60-70% reserve heart rate): walking outdoor for home-based and supervised cycling for centre-based, both combined with resistance training (50% of one maximum repetition). At baseline and after 12 weeks of training, we assessed cardiopulmonary test measures, six minute walk (6MW) test distance, maximal respiratory pressures, quadriceps muscle strength, handgrip strength, physical activity and sedentary behavior (accelerometer), quality of life and adherence. Results: Home-based and centre-based had high adherence rate and similar improvements (p=0.037) in peak oxygen consumption (0.8 and 3.7 ml/kg/min, respectively, p=0.085), maximal ventilation (11.5 and 15.6 L/min, respectively, p=0.775), 6MW test distance (9% and 5%, respectively, p=0.805), quadriceps muscle strength (21% and 11%, respectively, p=0.155) and quality of life assessed by Minnesota Living with Heart Failure questionnaire (1 and 13, respectively, p=0.092). Sedentary behavior reduced (p=0.05) in both groups (p=0.472). However, centre-based program was markedly effective in improving inspiratory muscle strength (p=0.042), number of steps/day (p=0.001) and mental health component of SF-36 questionnaire (p=0.001). Conclusion: Home-based program can be an alternative to centre-based program to reduce sedentary behavior and to improve functional capacity and quality of life in patients with chronic HF. However, the centre-based training, in addition to the benefits mentioned above to home-based training, is superior in increasing the inspiratory muscle strength, number of steps/day and mental health in chronic heart faiure patients compared to home-based training

O envelhecimento é marcado por inúmeras alterações fisiológicas, dentre as quais encontramos um aumento da gordura corporal e alterações na resposta do sistema imunológico. Muito se sabe sobre a intrínseca ligação entre o aumento de gordura e as doenças de risco e fica a questão à cerca de sua influência sobre as respostas do sistema imunológico, já que estes dois fatores encontram-se alterados no envelhecimento. Portanto, o propósito deste estudo foi investigar a interação entre a quantidade de gordura corporal e as células do sistema imunológico de ratos envelhecidos. Para isso, num primeiro estudo, foram utilizados ratos ADULTOS e ENVELHECIDOS para a caracterização das alterações encontradas no processo de envelhecimento. Numa segunda etapa, os animais ENVELHECIDOS foram submetidos a dois protocolos de emagrecimento, a restrição calórica a 50%(RC) e o exercício aeróbio (EX) (natação), durante o período de quatro a seis semanas. Assim, foi possível avaliar alguns parâmetros do metabolismo de macrófagos e linfócitos em ratos envelhecidos com diferentes quantidades de gordura corporal. No primeiro estudo, os resultados comprovaram o aumento da gordura bem como algumas alterações no sistema imunológico de ratos envelhecidos, principalmente na capacidade funcional de macrófagos. Quanto ao segundo estudo, os resultados demonstram que ambos os protocolos foram eficientes em diminuir o peso corporal, bem como a gordura, sendo que para a RC os valores alcançados foram mais evidentes. Com relação ao sistema imunológico houve um aumento da resposta fagocitária e de produção de H2O2 por macrófagos e uma alteração da capacidade proliferativa de linfócitos, em ambos os protocolos. / Ageing is marked by several kinds of physiological changes, among then we find an increase of fat mass and a decline in several aspects of the immune system. It is well understood the intrinsical connexion between the increase in body fat and the risk of related diseases and the one question that remains is about the influence over the immune system response, since these two factors are altered on the ageing process. The purpose of this study was to investigate the relationship among fat content and immune cells of the aging rats. For this, in one first study, we used ADULTS and AGEING rats to determine the changes found in the ageing process. In the second time, the AGEING rats were submitted to two protocols for weight loss (slimming), 50% of caloric restriction (CR) and aerobic exercise (swimming) (EX), for four or six weeks. In this way, we can study some parameters of macrophages and lymphocytes metabolism in ageing rats with different body fat content. In the first study, the results confirmed the fat increase as well as some changes in the immune system of the ageing rats, especially in the macrophages functional capabilities. In the second study, the results showed that both protocols decreased body fat and weight, with the best results happening with CR protocol. The immune system had an increase on the phagocytic response and H2O2 production for macrophages and alterations of the proliferative capacities of the lymphocytes, in both protocols.

Embasamento racional: O uso rotineiro da cineangiocoronariografia tem demonstrado que nem todos os pacientes com suspeita clínica de doença arterial coronária (DAC) apresentam-se com lesões obstrutivas nas artérias coronárias epicárdicas. Esse achado de dor precordial associado a coronárias angiograficamente normais é relativamente comum, estando presente em aproximadamente 30 % dos pacientes que realizam cateterismo cardíaco para investigação de DAC. Em uma parcela destes pacientes a isquemia miocárdica está presente e pode ser demonstrada através de um teste ergométrico convencional ou até mesmo pela aplicação da cintilografia miocárdica de perfusão (CMP) que é um método de maior acurácia para detecção da extensão/gravidade da isquemia. Pacientes que apresentam o quadro de dor precordial associada a coronárias angiograficamente normais e defeitos perfusionais reversíveis (DPR) na CMP são diagnosticados como portadores de disfunção microvascular coronária (DMC). Ainda que muito se conheça em relação à sua fisiopatologia, essa síndrome ainda não dispõe de opções terapêuticas adequadas. Objetivo: O objetivo do presente estudo é avaliar o efeito do treinamento físico aeróbico (TFA) sobre as alterações da perfusão miocárdica, da potência aeróbica máxima (VO2 pico), da qualidade de vida e dos sintomas anginosos em pacientes com diagnóstico de DMC. Métodos: Foram estudados prospectivamente 12 indivíduos de ambos os gêneros (7 mulheres), idade média de 53,8 ± 9,7 anos, com diagnóstico de DMC dor precordial, artérias coronárias livres de lesões obstrutivas de qualquer magnitude e presença de dois ou mais segmentos miocárdicos com DPR documentados pela CMP. Os defeitos perfusionais nas imagens de repouso e esforço foram semi-quantificados, mediante atribuição de escores visuais (0 = normal; 4 = ausente) em modelo de 17 segmentos das paredes do ventrículo esquerdo. Foram calculados para cada paciente escores somados nas imagens de repouso e estresse e a extensão global da reversibilidade (isquemia) foi medida pelo escore da diferença estresse-repouso. Teste cardiopulmonar (TCP) em esteira ergométrica foi usado para obtenção do VO2 pico e prescrição da intensidade do TFA. Por fim, os pacientes responderam a um questionário de qualidade de vida SF36. Após as avaliações basais os indivíduos foram submetidos a TFA durante quatro meses em esteira ergométrica, três vezes por semana, uma hora por dia e com intensidade prescrita entre 60 % e 85 % do VO2 pico atingido no TCP. Ao final dos quatro meses os pacientes foram novamente avaliados pela CMP, TCP e SF36. Resultados: Dos 12 pacientes, 10 (83,4%) apresentaram redução dos DPR, tendo-se resolvido completamente em 8 (66,7%). Foi observada entre as avaliações basais e póstreinamento melhora estatisticamente significante na redução do DPR (10,1 ± 8,8 para 2,8 ± 4,9 p = 0,008), do número de segmentos do ventrículo esquerdo (VE) isquêmicos (7,67 ± 4,52 para 2,3 ± 4,1 p = 0,002), da porcentagem do VE com isquemia (45,1 ± 26,58 para 13,7 ± 24,1 p = 0,002), do escore somado no pico do estresse na CMP (10,8 ± 8,7 para 3,1 ± 5 p = 0,004), aumento do VO2 pico (19,4 ± 4,8 para 22,1 ± 6,2 p = 0,01), do pulso de oxigênio pico (2550 ± 1040 para 3043 ± 1332 p = 0,01), melhora nos domínios analisados pelo SF36 relacionados à capacidade funcional (44,6 ± 25,8 para 88,3 ± 9,1 p = 0,0002), ao aspecto físico (25 ± 31,9 para 89,6 ± 19,8 p = 0,002), à dor (38,4 ± 22,2 para 68,4 ± 22,3 p = 0,007), à vitalidade (49,2 ± 28,2 para 83,8 ± 12,6 p = 0,0005), aos aspectos sociais (47,9 ± 27,1 para 93,8 ± 15,5 p = 0,002), aos aspectos emocionais (30,6 ± 38,8 para 80,6 ± 33,2 p = 0,005) e à saúde mental (53 ± 22,1 para 80 ± 15,9 p = 0,001). Conclusão: Os resultados mostram que o TFA aplicado aos pacientes com DMC foi associado à significativa melhora da capacidade funcional, da qualidade de vida, incluindo melhora dos escores de dor e redução dos defeitos perfusionais reversíveis (extensão/gravidade da isquemia). Nossos achados sugerem que o TFA seja opção terapêutica válida para tratar pacientes com DMC. Esses resultados iniciais necessitam de validação mais ampla em estudo clínico randomizado e com maior número de pacientes. / Rationale: The routine use of cineangiocoronariography has demonstrated that not all patients with clinical suspicion of coronary artery disease (CAD) present with obstructive lesions in epicardial coronary arteries. This finding of chest pain associated with angiographically normal coronary arteries is relatively common, occurring in approximately 30 % of patients undergoing cardiac catheterization for investigation of CAD. In these patients the myocardial ischemia can be demonstrated by a conventional exercise stress test or by utilization of myocardial perfusion scintigraphy (MPS) which is a more accurate method to detect the extent/severity of ischemia. The diagnosis of coronary microvascular dysfunction (CMD) can be made in patients with chest pain associated to angiographically normal coronary arteries and reversible perfusion defects (RPD) in the MPS. Despite the growing knowledge about the pathophysiology of this syndrome, effective therapeutic options are still missing. Objective: The aim of this study is to evaluate the effect of aerobic exercise training (AET) on myocardial perfusion, oxygen uptake (VO2 peak), quality of life and anginal symptoms in patients with CMD. Methods: We prospectively studied 12 individuals of both gender (7 females), mean age was 53.8 ± 9.7 years, diagnosed with CMD, characterized by chest pain, coronary artery free of obstructive lesions and presence of two or more myocardial segments with RPD documented by using MPS. The perfusion defects on stress and rest images were semi-quantified by attributing visual scores (0 = normal, 4 = absent) in a 17 segment model of left ventricular wall. For each patient, we calculated score summed stress and rest scores and the global extent of reversibility (ischemia) was measured by the difference between stress-rest scores. We applied a treadmill cardiopulmonary test (CPT) obtaining VO2 peak and allowing the prescription of the AET intensity. Finally the patients answered a quality of life questionnaire SF36. After baseline assessments subjects undergone 4 months AET on a treadmill three times a week for an hour a day and prescribed intensity between 60 % and 85% of VO2 peak. At the end of four months the patients were re-evaluated by using MPS, CPT and SF36. Results: Of 12 patients, 10 (83.4 %) showed any reduction of RPD, and RPD was resolved completely in 8 (66.7 %). The comparison between baseline and post-training assessments showed statistically significant improvements in reducing the RPD (10.1 ± 8.8 to 2.8 ± 4.9 p = 0.008), number of segments of the left ventricle (LV) ischemic (7.67 ± 4.52 to 2.3 ± 4.1 p = 0.002), percentage of LV ischemia (45.1 ± 26.58 to 13.7 ± 24.1 p = 0.002), summed score at peak stress MPS (10.8 ± 8.7 to 3.1 ± 5 p = 0.004), increase VO2 peak (19.4 ± 4.8 to 22.1 ± 6.2 p = 0.01), peak oxygen pulse (2550 ± 1040 to 3043 ± 1332 p = 0.01), SF36 domains related to: functional capacity (44.6 ± 25.8 to 88.3 ± 9.1 p = 0.0002), the physical appearance (25 ± 31.9 to 89.6 ± 19.8 p = 0.002), pain (38.4 ± 22.2 to 68.4 ± 22.3 p = 0.007), vitality (49.2 ± 28.2 to 83.8 ± 12.6 p = 0.0005), social aspects (47.9 ± 27.1 to 93.8 ± 15.5 p = 0.002), emotional aspects (30.6 ± 38.8 to 80.6 ± 33.2 p = 0.005) and mental health (53 ± 22.1 to 80 ± 15.9 p = 0.001). Conclusion: The results show that AET applied to patients with CMD was associated with significant improvement in functional capacity, quality of life, including improvement in pain scores and reduction of extent/severity of reversible perfusion defects (ischemia). Our findings suggest that AET is a valid therapeutic option for treating patients with CMD. These initial results require further confirmation in a large randomized placebo controlled clinical trial.

A literatura mostra um número substancial de trabalhos que descrevem a influência do treinamento físico sobre o remodelamento ventricular em pacientes no contexto do pós-infarto agudo do miocárdio (IAM). Entretanto, essas publicações têm apresentado resultados conflitantes. O presente estudo teve como objetivo avaliar os efeitos do treinamento físico aeróbico de moderada intensidade, realizado em pacientes pós-IAM, sobre o remodelamento ventricular, e sua correlação com a ativação neuro-humoral. Foram avaliados 14 pacientes, de ambos os gêneros, idade média de 55,1 ± 10,8 anos, acometidos por um único IAM de parede anterior, divididos em dois grupos: grupo treinado (GT) (n=07) e grupo controle (GC) (n=07). O período de seguimento para esse estudo foi de 12 semanas. Antes e após o período de seguimento, os pacientes realizaram exames laboratoriais, avaliação antropométrica, coleta da freqüência cardíaca (FC) de repouso, teste cardiopulmonar e ressonância magnética cardíaca. O GT realizou treinamento físico aeróbico supervisionado em esteira ergométrica, três vezes por semana, com intensidade definida pela FC atingida no limiar de anaerobiose ventilatório. A análise estatística foi realizada através do teste não paramétrico da Soma de Postos de Wilcoxon (análise intragrupo) e teste não paramétrico de Mann-Whitney (análise intergrupo), com nível de significância de 5%. Não houve alteração estatisticamente significante no peso, índice de massa corporal, perfil lipídico e glicemia de jejum pré e pós-intervenção tanto no GC quanto no GT. Houve redução estatisticamente significante da FC de repouso no GT, sem alteração no GC. Observou-se aumento estatisticamente significante do consumo de oxigênio no limiar de anaerobiose e no pico do esforço, bem como, no incremento do pulso de oxigênio apenas no GT. Houve redução estatisticamente significante do volume diastólico final, e tendência a significância no volume sistólico final do GC. Não se observou mudanças estatisticamente significantes nos volumes cavitários pré e pós-intervenção no GT. Não houve mudança estatisticamente significante na fração de ejeção tanto no GT quanto no GC. Houve redução estatisticamente significativa do fragmento N-terminal do proBNP na condição basal e no pico do esforço tanto no GT quanto no GC. Concluímos que o treinamento físico aeróbico, de moderada intensidade, propiciou um aumento da aptidão física e cardiorrespiratória, manutenção dos volumes cavitários e da função cardíaca, e comportamento satisfatório do status neuro-humoral no GT durante o período do estudo. / The literature shows a substantial number of studies describing the influence of physical training on ventricular remodeling in patients in the context of post-acute myocardial infarction (AMI). However, these publications have produced conflicting results. The present study was to evaluate the effects of aerobic physical training of moderate intensity, performed in patients after MI on ventricular remodeling, and its correlation with neurohumoral activation. We evaluated 14 patients of both genders, mean age 55.1 ± 10.8 years, affected by a single anterior wall AMI were divided into two groups: trained group (TG) (n = 07) and control group ( CG) (n = 07). The follow-up period for this study was 12 weeks. Before and after follow-up period, patients underwent laboratory tests, anthropometric measurements, collection of heart rate (HR) at rest, cardiopulmonary exercise testing and cardiac MRI. The TG performed supervised aerobic exercise training on a treadmill three times a week, with intensity defined by HR reached at ventilatory anaerobic threshold. Statistical analysis was performed using the nonparametric Wilcoxon Sum of stations (intragroup analysis) and nonparametric Mann-Whitney test (intergroup analysis), with a significance level of 5%. There was no statistically significant change in weight, body mass index, lipid profile and fasting glucose and post-intervention in both the CG and TG. There was a statistically significant reduction in resting HR in TG, no change in CG. There was a statistically significant increase in oxygen uptake in the anaerobic threshold and peak effort, as well as an increase in oxygen pulse only in the TG. There was a statistically significant reduction in end-diastolic volume, and a tendency to significance in end-systolic volume of the CG. There was no statistically significant changes in cavity volume before and after intervention in TG. There was no statistically significant change in ejection fraction in both the TG and GC. There was a statistically significant reduction of the N-terminal fragment of proBNP at baseline and at peak exercise in both the TG and CG. We conclude that aerobic exercise training of moderate intensity, provided an increase in cardiorespiratory fitness and, maintenance of the cavity volume and cardiac function, and satisfactory performance of the neuro-humoral status in TG during the study period.

O exercício aeróbico é recomendado para indivíduos pré-hipertensos como prevenção da hipertensão arterial. Uma única sessão de exercício aeróbico promove hipotensão pósexercício. Estudos prévios com normotensos observaram menor hipotensão pós-exercício pela manhã do que ao final da tarde, porém, estes estudos não incluíram uma situação controle (sem exercício) e avaliaram apenas alguns determinantes hemodinâmicos desse fenômeno. Dessa forma, o objetivo deste estudo foi analisar e comparar a resposta da pressão arterial (PA) e seus determinantes hemodinâmicos e mecanismos autonômicos após uma sessão de exercício aeróbico realizado pela manhã (9:00 h) e ao final do dia (18:30 h), relacionando os resultados obtidos com os efeitos deste exercício em alguns marcadores neuro-hormonais do ritmo circadiano. Para tanto, 16 homens pré-hipertensos participaram de 4 sessões experimentais conduzidas em ordem aleatória: duas pela manhã e duas ao final do dia. Em cada fase do dia, foram realizadas uma sessão controle (repouso) e outra de exercício (cicloergômetro, 45 min, 50% VO2pico). A PA clínica, o débito cardíaco (DC), a resistência vascular periférica (RVP), o volume sistólico (VS), a frequência cardíaca (FC), a modulação autonômica cardíaca e vasomotora, a sensibilidade barorreflexa, o fluxo sanguíneo muscular, a capacidade vasodilatadora e as concentrações plasmáticas de noradrenalina e adrenalina foram medidos antes e após a intervenção em cada sessão. Além disso, a PA ambulatorial de 24 horas foi medida após as sessões e a concentração do metabólito da melatonina 6- sulfatoximelatonina produzida durante a noite anterior e posterior a cada sessão foi dosada. Os dados foram analisados pela ANOVA de 2 ou 3 fatores repetidos bem como pelo teste t ou teste de wilcoxon pareado e as associações foram calculadas pelas correlações de Pearson e Spearman. Foi aceito como significante P0,05. O exercício promoveu maior redução da PA sistólica pela manhã do que ao final do dia (-7±3 vs -3±4 mmHg, P<0,05), enquanto que a PA diastólica diminuiu de forma semelhante nestas duas fases do dia (-3±3 vs -3±3 mmHg, respectivamente). O DC diminuiu e a RVP tendeu a aumentar pós-exercício pela manhã, enquanto que estas variáveis não se modificaram pós-exercício ao final do dia (-460±771ml/min e +2,0±3,8 mmHg.min/l; +148±633ml/min e -1,4±2,8 mmHg.min/l, respectivamente). O VS diminuiu similarmente pós-exercício em ambas as fases do dia (- 12±15 vs. -9±10 ml, P<0,05), enquanto que a FC aumentou mais ao final do dia (+7±5 vs. +10±5 bpm, P<0,05). Isto ocorreu, devido ao exercício promover aumento do balanço simpatovagal (BF/AF) somente ao final do dia (+1,5±1,6, P<0,05), enquanto que a modulação vasomotora (BFPAS) pós-exercício diminuiu apenas pela manhã (-0,5±0,9 mmHg2, P<0,05). A sensibilidade barorreflexa espontânea, avaliada pelo do ganho médio de sequências positivas e negativas (SBR±) diminuiu pós-exercício nas duas fases do dia. O exercício não teve nenhum efeito sobre o fluxo sanguíneo e a capacidade vasodilatadora do braço, mas aumentou a capacidade vasodilatadora da perna apenas quando o exercício foi realizado ao final do dia (+116±172 ua, P<0,05). Nas medidas ambulatoriais, o exercício realizado ao final do dia reduziu a PA de sono e no período entre a 5 e 7ª hora pós-exercício. O exercício não teve nenhum efeito sobre os níveis de noradrenalina, adrenalina e 6-sulfatoximelatonina. Dessa forma, não houve correlações consistentes entre o efeito do exercício nos níveis hormonais e nas variáveis hemodinâmicas, autonômicas e ambulatoriais em nenhuma das fases do dia. Em conclusão, em pré-hipertensos, uma única sessão de exercício aeróbico reduz a PA pósexercício tanto quando o exercício é realizado pela manhã quanto ao final do dia, mas o maior efeito hipotensor é observado quando o exercício é realizado pela manhã para a PA sistólica. Este maior efeito hipotensor sistólico se deve à queda do DC pela manhã, que ocorre devido à diminuição do volume sistólico e menor aumento da FC pós-exercício nesta fase do dia, o que é provocado pelo menor aumento do balanço simpatovagal e se acompanha de menor aumento na capacidade vasodilatadora da musculatura ativa nesta fase do dia. O efeito hipotensor do exercício, no entanto, ao final do dia se reflete em redução da PA de sono pósexercício. Os efeitos do exercício aeróbico, realizado em diferentes fases do dia, sobre a PA clínica e ambulatorial e seus mecanismos hemodinâmicos, autonômicas e vasculares não se relacionam aos efeitos deste exercício sobre as catecolaminas e a produção de melatonina / Aerobic exercise is recommended for prehypertensive individuals to prevent hypertension development. An aerobic exercise bout promotes post-exercise hypotension, and previous studies with normotensive individuals reported that post-exercise hypotension is lower when exercise is conducted in the morning than in the evening. However, these studies have not included a control situation (without exercise) and only evaluated some hemodynamic determinants of this phenomenon. Thus, the aim of this study was to analyze and to compare blood pressure (BP) responses and their hemodynamic determinants and autonomic mechanisms after an aerobic exercise performed in the morning (9:00a.m) and the evening 6:30p.m), associating these results with the effects of this exercise in some neurohormonal markers of circadian rhythms. For this, 16 prehypertensive men underwent 4 experimental sessions conducted in random order: two in the morning and two in the evening. At each time of day, one control (rest) and one exercise (cycle ergometer, 45 min, 50% of VO2peak) sessions were performed. Clinic BP, cardiac output (CO), systemic vascular resistance (SVR), stroke volume (SV), heart rate (HR), cardiac autonomic modulation, vasomotor modulation, baroreflex sensitivity, muscle blood flow, vasodilation and plasma concentrations of norepinephrine and epinephrine were measured before and after the intervention in each session. In addition, ambulatory BP was measured for 24 hours after the experimental sessions and the concentration of melatonin metabolite 6-sulfatoxymelatonin produced during the sleep before and after each session was assessed. Data were analyzed by 2 or 3-way ANOVA for repeated measures as well as by paired t test or Wilcoxon test, and the associations between variables were calculated by Pearson and Spearman correlations. P 0.05 was accepted as significant. Exercise produced a greater systolic BP reduction in the morning than the evening (-7 ± 3 -3 ± 4 mmHg, P<0.05), while the diastolic blood pressure decreased similarly in both times of day (-3±3 vs -3±3 mmHg, respectively, P<0.05). CO decreased and SVR tended to increased after exercise in the morning, while these variables did not change after exercise in the evening (-460 ± 771ml/min and +2.0 ± 3.8 mmHg.min/l; +148 633ml/min ± 2.8 and -1.4 ± mmHg.min/l , respectively). VS decreased similarly after exercise in both times of day (-12 ± 15 vs -9 ± 10 ml, P<0.05), while the HR increased more in the evening (+7 ± 5 vs +10 ± 5 bpm, P<0.05). This occurred because exercise increased sympathovagal balance only in the evening (+1.5 ± 1.6, P<0.05), whereas vasomotor modulation decreased only after exercise performed in the morning (-0.5 ± 0.9 mmHg2, P<0.05). Spontaneous baroreflex sensitivity, measured by the average gain of positive and negative sequences (± SBR) decreased after the exercise in both times of day. The exercise did not affect arm blood flow and vasodilatory capacity, but increased leg vasodilation when exercise was performed in the evening (+116 ± 172 au, P<0.05). In regard to ambulatory measures, the exercise performed in the evening reduced asleep BP and BP measured 5-7hr post-exercise. The exercise did not have any effect in the norepinephrine, epinephrine and 6- sulphatoxymelatonin. Thus, there was not consistent correlation between the effect of exercise in hormone levels and in hemodynamic, autonomic and ambulatory responses. In conclusion, in prehypertensives, a single bout of aerobic exercise reduces post-exercise BP regardless if the exercise is performed in the morning or in the evening, however a greater hypotensive effect is observed in the morning for systolic BP. This greater systolic hypotensive effect is due to the decrease in CO in the morning, related to a decrease in SV and a lower increase in HR after the exercise performed in the morning, which is caused by a lower increase in sympathovagal balance and is accompanied by a smaller increase in active muscles vasodilatory capacity in the morning. The hypotensive effect of evening exercise leads to a reduction in asleep BP. The effects of exercise, performed at different times of day, on postexercise clinic and ambulatory BP as well in its hemodynamic, autonomic and vascular determinants are not related to the effects of this exercise in catecholamines and melatonin production