A literatura atual aponta o exercício físico como uma das estratégias nãofarmacológicas mais utilizadas no tratamento e prevenção de condições que acometem o tecido ósseo. Ademais, estudos indicam que a suplementação de creatina pode exercer efeitos positivos sobre o ganho de massa óssea. Sendo assim, o objetivo deste estudo foi investigar os efeitos preventivos do exercício físico associado à suplementação de creatina na perda de massa óssea em ratas ovariectomizadas. Diante disso, sessenta e cinco ratas da linhagem Wistar foram pareadas pelo peso corporal e dividas aleatoriamente em cinco grupos, sendo eles: 1) ratas falso-operadas (SHAM); 2) ratas ovariectomizadas (OVX), sedentárias e suplementadas com placebo (PL); 3) ratas OVX, sedentárias e suplementadas com creatina (CR); 4) ratas OVX, treinadas e suplementadas com placebo (PL+TR) e 5) ratas OVX, treinadas e suplementadas com creatina (CR+TR). Os animais foram submetidos a um protocolo de treinamento físico em declive em esteira rolante e suplementados com creatina diariamente por meio de gavagem esofágica. Foi realizada a avaliação de densitometria óssea para a obtenção dos parâmetros ósseos de conteúdo mineral ósseo (CMO) e densidade mineral óssea (DMO) de corpo total e regional, assim como a composição corporal nos períodos pré e pósintervenção. Além disso, foi removido o fêmur direito para a análise biomecânica. Após a intervenção, o grupo PL+TR apresentou maiores valores de CMO e DMO em comparação ao grupo PL (p=0,004 e p=0,020, respectivamente), ao passo que o grupo CR+TR experimentou maiores incrementos para o CMO e tendência ao aumento da DMO em comparação ao grupo CR (p=0,011 e p=0,064). A análise biomecânica do fêmur demonstrou que ambos os grupos treinados (PL+TR e CR+TR) apresentaram valores de força máxima significantemente maiores em relação aos grupos SHAM (p=0,024 e p=0,020, respectivamente), PL (p<0,001 e p<0,001) e CR (p=0,002 e p=0,002). Com relação à rigidez do fêmur, observou-se que o grupo SHAM não apresentou diferença significante quando comparado à ambos os grupos treinados (p=0,973 vs. PL+TR e p=0,998 vs. CR+TR), entretanto, apresentou diferença significante em relação aos grupos sedentários (p=0,048 vs. PL e p=0,024 vs. CR), ainda para esse parâmetro, o grupo PL apresentou diferença significante em relação ao grupo PL+TR (p=0,009), assim como o grupo CR foi significantemente diferente em relação ao grupo CR+TR (p=0,043). Não houve diferenças significantes entre os grupos PL e CR e entre os grupos PL+TR e CR+TR ao longo do estudo. Dessa forma, concluímos que a suplementação de creatina não apresentou efeitos isolados, nem aditivos, quando combinada ao treinamento físico, porém, o exercício físico promoveu efeitos positivos sobre o tecido ósseo, enfatizando, portanto, o seu papel terapêutico ímpar em atenuar a perda de massa óssea / The current literature indicates exercise training as one of the most used nonpharmacological strategies in the treatment and prevention of conditions that affect the bone tissue. Moreover, studies indicate that creatine supplementation may exert positive effects on bone mass gain. Thus, the aim of this study was to investigate the preventive effects of exercise training associated with creatine supplementation on bone loss in ovariectomized rats. Thus, sixty-five female Wistar rats were matched by body weight and randomly assigned into five experimental groups, as follows: 1) shammed (SHAM); 2) ovariectomized (OVX), sedentary and placebo-supplemented rats (PL); 3) OVX, sedentary and creatine-supplemented rats (CR); 4) OVX, trained and placebo-supplemented rats (PL+TR) and 5) OVX rats, trained and creatinesupplemented rats (CR+TR). The animals were submitted to a downhill running training protocol performed on a treadmill and supplemented with creatine on daily basis via gavage. Bone density were evaluated pre and post-intervention to obtain bone mineral content (BMC) and bone mineral density (BMD) from whole body and regional area, as well as body composition. Right femur was removed to biomechanical assessment. After the intervention, PL+TR group had higher BMC and BMD compared to the PL group (p=0.004 and p=0.020, respectively), while the CR+TR group experienced greater increases in BMC and tended to increase BMD compared to the CR group (p=0.011 and p=0.064, respectively). Biomechanical assessment demonstrated significantly higher femur maximum strength of both trained groups (PL+TR and CR+TR) compared to SHAM group (p=0.024 and p=0.020, respectively), PL group (p<0.001 and p<0.001) and CR group (p=0.002 and p=0.002). With respect to femur stiffness, no significant difference was observed from the SHAM group compared to both trained groups (p=0.973 vs. PL+TR and p=0.998 vs. CR+TR), however, significant difference was observed when compared to sedentary groups (p=0.048 vs. PL and p=0.024 vs. CR), moreover, significant difference was observed when the PL group was compared to PL+TR group (p=0.009), as well as the CR group was significantly different compared to the CR+TR group (p=0.043). There were no significant differences between PL and CR groups and between PL+TR and CR+TR groups along the study. Thus, we conclude that creatine supplementation showed no isolated, nor additive effects when combined with exercise training, however, exercise training promoted positive effects on bone tissue, thus emphasizing its unique therapeutic role in attenuating the loss of bone mass

A insuficiência cardíaca (IC) é a via final comum da maioria das cardiomiopatias e outras doenças do aparelho circulatório. Considerando a prevalência crescente e a morbimortalidade associada representa um importante problema de saúde pública. Em quadros mais avançados, além do comprometimento funcional, portadores de IC apresentam perda de massa muscular excessiva que pode culminar em caquexia cardíaca; condição que contribui para o mau prognóstico e a mortalidade aumentadas. A massa muscular é regulada pelo balanço entre estímulos anabólicos e catabólicos. A quinase Akt vêm sendo considerando uma importante quinase na regulação do crescimento muscular por controlar o anabolismo proteico. Dessa forma, ativadores da Akt (IGF-I e insulina), bem como proteínas alvo da sinalização da Akt (mTOR e GSK3) são importantes mediadores na manutenção da massa muscular e podem ser regulados por estímulos metabólicos, nutricionais e mecânicos. Assim, o objetivo desse estudo foi avaliar a contribuição da via de sinalização IGF-I/Akt/mTOR na atrofia muscular desencadeada pela IC tanto em humanos quanto em modelo experimental, bem como o efeito do treinamento físico aeróbico (TFA). Nossos resultados demonstraram que em biópsias do vasto lateral de pacientes portadores de IC classe II houve redução na expressão de mRNA de todas as isoformas de IGF-I e na expressão das proteínas IGFBP-3, Akt1, GSK3, pGSK3Ser9, mTOR e tendência a redução na pmTORSer2448 (p=0,08) e aumento na pAMPKThr172. Esses resultados foram acompanhados pela redução no VO2 pico desses pacientes. O TFA de 12 semanas levou a um aumento não significativo na expressão de mRNA da isoforma IGF-I Ea (p=0,07) e IGF-I PAM (p=0,06). Também observou-se aumento na pAMPKThr172 e tendência a aumento na Akt1 (p=0,07) e mTOR (p=0,06). Em modelo experimental de IC, no músculo sóleo observou-se redução na expressão das proteínas IGF-I, PI3K, pAktSer473,pGSK3Ser9 e aumento da pAMPKThr172. O TFA de 8 semanas promoveu aumento na expressão do mRNA das isoformas de IGF-I Ea, Eb e IGF-I PAM, bem como na expressão das proteínas IGFI, PI3K, pAktSer473, pmTORSer2448 e redução na pAMPKThr172. O conjunto de alterações promovido pelo TFA foi associado à maior tolerância ao esforço físico e ganho no desempenho motor em Rota Rod, além de prevenir a atrofia muscular. Quando esses animais foram tratados com rapamicina, um inibidor farmacológico da mTOR, o efeito do TFA na prevenção da atrofia muscular foi abolido. Juntos, esses resultados apoiam a hipótese de que a via de sinalização IGF-I/Akt/mTOR está envolvida no reestabelecimento muscular na IC induzida pelo TFA / Heart failure (HF) is a common ultimate consequence for the most cardiomyopathies and other diseases from circulatory system. Due its growing prevalence and morbimortality is an important public-health problem. In more advanced cases, besides functional impairment, HF patients present an excessive skeletal muscle loss which can lead to cardiac cachexia; a condition associated to a poor prognostic and increased mortality. Skeletal muscle mass is regulated by the balance between anabolic and catabolic stimuli. Akt kinase, although involved with the protein synthesis pathway, is able to regulates the skeletal muscle growth via anabolism and catabolism control. An importante role in the skeletal muscle growing has been attributed to the Akt kinase due its ability to control protein synthesis. Thus, activators (IGF-I and insulin) as well as target proteins in the Akt signaling pathway (mTOR and GSK3) are important mediators in the skeletal muscle mass homeostasis being regulated by anabolic, nutritional and mechanic stimuli. Therefore, the aim of the presente study was to evaluate the contribution of IGF-I/Akt/mTOR contribution to the muscle atrophy induced by HF in humans and mice. Additionally, the effect of aerobic exercise training were evaluated. Our data demonstrated that in biopsies obtained in the vastus lateral from class II IC patients occurred a reduction in the expression of all the forms of IGF investigated and in the expression of proteins such as IGFBP-3, Akt1, GSK3, pGSK3Ser9, mTOR, and tendency to reduce pmTORSer2448 (p=0.08) and to increase pAMPKThr172. These results were accompained by the reduction of peak VO2 in these patients. Twelve weeks of aerobic exercise training promoted a non-significant increase in the expression of the IGF-I Ea (p=0.07) and IGF-I PAM (p=0.06) mRNA expression. Moreover, it was observed an increase to pAMPKThr172, and tendency of increase for Akt1 (p=0.07) and mTOR (p=0.06) mRNA expression. In a experimental model of IC, it was observed a reduction in the expression of IGF I, PI3K, pAktSer473, pGSK3Ser9 and increase of pAMPKThr172. Eight weeks of aerobic exercise training increased the mRNA of IGF-I Ea, Eb and IGF-I PAM isoforms, as well as in the expression of IGF-I, PI3K, pAktSer473, pmTORSer2448 and pAMPKThr172 reduction. The changes induced by aerobic exercise training were associated with a higher tolerance to exercise and motor performance in rota rod besides prevent muscular atrophy. When treated with a inhibitor of mTOR, rapamycin, the adaptations induced by aerobic exercise training were blunted, supporting the hypothesis that the IGF-I/Akt/mTOR signaling pathway is involved in the recovering of muscle mass induced by physical training

A musculatura esquelética tem um papel fundamental para a manutenção da homeostase do organismo. A perda de massa muscular está relacionada a prejuízos na qualidade de vida de indivíduos saudáveis, além de piorar o prognóstico de pacientes com doenças sistêmicas, como o câncer, o diabetes e a insuficiência cardíaca. Em quadros mais graves de insuficiência cardíaca, a perda excessiva de massa muscular associada a um reduzido consumo de oxigênio de pico, são considerados como preditores independentes de mortalidade. O aumento do estresse oxidativo tem sido apontado como um dos principais desencadeadores do aumento da degradação de proteínas na atrofia muscular. Na presente tese, investigamos a contribuição do estresse oxidativo para a ativação das vias de sinalização NF-kB, FOXO e MAPK na atrofia muscular desencadeada pela insuficiência cardíaca. Para compreender melhor os mecanismos envolvidos na ativação dessas vias pelo estresse oxidativo, utilizamos a linhagem de células musculares C2C12. Observamos que o tratamento com peróxido de hidrogênio (1,2mM, 12h) induziu um aumento do estresse oxidativo, o qual foi capaz de aumentar a atividade do proteassoma, desencadeando a atrofia dos miotúbulos. Verificamos também um aumento da expressão proteica de alguns componentes dessas vias de sinalização, como p-p38 e NF-kB; apontando para uma ativação diferenciada dessas vias pelo estresse oxidativo. Para verificar se essas vias de sinalização relacionadas ao estresse oxidativo estavam também relacionadas à atrofia desencadeada pela insuficiência cardíaca, avaliamos um modelo experimental de ratos com insuficiência cardíaca induzida pelo infartado do miocárdio. Observamos uma redução da área de secção transversa do músculo plantar, acompanhada de um aumento da inflamação sistêmica, de p38 e das atividades de NF-kB e do proteassoma. Como o treinamento físico aeróbico tem se apresentado como uma estratégia terapêutica não farmacológica eficaz na redução do estresse oxidativo e no restabelecimento da atividade do sistema ubiquitina proteassoma, submetemos os ratos infartados ao treinamento físico aeróbico em esteira rolante. O treinamento físico aeróbico preveniu a perda de massa muscular, reduzindo a inflamação sistêmica e as atividades de NF-kB e do proteassoma. Em conjunto, os resultados apontam para o estresse oxidativo como um fator preponderante para o aumento da degradação de proteínas relacionada à atrofia muscular, seja por indução de inflamação (TNF-&#945;) ou por sua ação direta. Além disso, observamos que as vias de sinalização são ativadas de forma diferenciada nos dois modelos, sugerindo que a degradação de proteínas nos miotúbulos está relacionada ao controle de qualidade de proteínas e, nos ratos infartados, às alterações do metabolismo, servindo como fonte de energia. Já o treinamento físico aeróbico comprovou sua eficácia no restabelecimento da atividade do proteassoma, reduzindo a inflamação e a atividade de NF-kB, prevenindo assim, a perda de massa muscular / About 40% of human body mass consists of skeletal muscles, which are involved in all aspects of movement including breathing, eating, posture, walking and reflexes. Skeletal muscle is also important as a source of heat generation and as a regulator of intermediary metabolism. Loss of skeletal muscle mass and function (skeletal muscle atrophy) leads to several functional impairments, affecting health and quality of life. It occurs in several chronic diseases such as cancer, diabetes and heart failure. In heart failure, atrophy is considered an independent predictor of poor prognosis. Oxidative stress has a crucial role in atrophy, activating different signaling pathways capable of stimulating the ubiquitin proteasome system to degrade proteins. In this study, we investigated the oxidative stress contribution to NF-kB, FOXO and MAPK signaling pathway activation in heart failure-induced atrophy. To better understand the mechanisms involved with oxidative stress and signaling pathways activation in atrophy, we have used C2C12 skeletal muscle cells. We observed that, even in high hydrogen peroxide concentrations, oxidative stress increased proteasome activity, phosphorylated p38 and NF-kB protein expression, causing myotubes atrophy. In an experimental heart failure model of infarcted rats, we evaluated plantaris muscle and verified a reduced cross sectional area, accompanied by increased systemic inflammation, p-38 protein expression and increased both NF-kB and proteasome activities. As aerobic exercise training causes a lot of beneficial effects on skeletal muscle structure and function in chronic diseases, we submitted infarcted rats to 8 weeks of aerobic exercise training on a treadmill. Aerobic exercise training prevented atrophy by reducing inflammation and both NF-kB and proteasome activities. Collectively, our data suggest a differentiated activation by oxidative stress in muscle cells and animal models. In the first case, protein degradation was involved with protein quality control; and, in the other, oxidative stress is a second messenger, stimulating protein degradation to provide substrates to metabolism. Aerobic exercise training re-established proteasome activity by reducing inflammation and NF-kB activity, preventing muscle atrophy

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.

Submitted by Nadir Basilio (nadirsb@uninove.br) on 2018-07-16T20:49:37Z No. of bitstreams: 1 Danielle da Silva Dias.pdf: 3090914 bytes, checksum: d346273638612b707bd90d03e883db70 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-16T20:49:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Danielle da Silva Dias.pdf: 3090914 bytes, checksum: d346273638612b707bd90d03e883db70 (MD5) Previous issue date: 2017-10-19 / The aim of the present study was to evaluate the impact of combined exercise training on the development of cardiovascular and neuroimmune dysfunctions induced by fructose overload in sedentary hypertensive (SH), SHR + fructose (HF) and SHR + fructose + training (Treadmill + ladder, 60 days, 40-60% of maximal capacity) (HFTC). The groups were divided into subgroups evaluated at 7, 15, 30 and 60 days (n=6/group/time). Fructose was offered in drinking water (10%). Metabolic, hemodynamic, autonomic, inflammatory, and oxidative stress parameters were evaluated. Regarding the metabolic profile, the HF group showed increase in white adipose tissue in relation to the H group and the HFTC group diminished these values values at 60 days (HF: 1.91± 0.10 vs. H: 1.61±0.11 and HFTC: 1.42±0.13 g). The HF group presented reduction in insulin sensitivity (HF: 3.15±0.2 vs. H: 3.96±0,1 and HFTC: 4.32±0.2 %/min) at 60 days in relation to H and HFTC groups. The HF group increased triglycerides (TG) when compared to H group at 60 days of protocol (HF:139±7 vs. H: 106±5 and HFTC:107±8 mg/dL). TG were lower in the HFTC group than in the HF group at 60 days. Fructose consumption (HF) induced a further increase in mean arterial pressure (MAP) at 30 and 60 days in SHR (HF-30 days: 1534 e HF-60 days: 184±4 vs. H-30 days: 1413 e H-60 days: 1653 mmHg). On the other hand, combined exercise training reduced MAP in 30 and 60 days of fructose overload in relation to the HF group (HFTC: 142±8 and 167±6 mmHg). There was a decrease on heart rate variability (VAR-PI) in 7 days and 60 days in the HF group (10.5±1.3 and 40.81± 6.12 ms2) in relation to the H group (23±1.5 and 59.7 ±3.4 ms2); the HFTC group did not presented this impairment (26.8±2.1 and 70.4±5.9 ms2). In addition, the HF group had a lower alpha index (spontaneous baroreflex) at 7 days compared to the H group (0.23±0.03 vs. 0.35±0.01 ms/mmHg), which was not observed in the HFTC group. There was an increase in IL-6 and TNFα in cardiac tissue at 15, 30 and 60 days in the HF and HFTC groups compared to the H groups. The HFTC group presented higher IL-10 values in the heart at 7 days compared to the HF group (28±1 vs. 16±1 pg/mg of protein). The HF group presented increase in cardiac lipoperoxidation at 30 and 60 days in relation to the H group. The HFTC group decreased lipoperoxidation compared to HF group at 60 days (1302±58 vs. 1956±215 cps/mg protein) and there was also reduction in protein oxidation in this time. In addition, there was an increase in NADPH oxidase in the HF group at 60 days when compared to the H group and reduction in this parameter in the HFTC group in relation to the HF group at the same time (H: 0.18±0.02; HF: 0.46 ±0.04; HFTC 0.35 ±0.03 μm/mg protein). Considering the redox balance, the HFTC group presented increase in this evaluation in 7, 15, 30 and 60 days in relation to H and HF groups. Our results show that only 7 days of fructose consumption impaired the autonomic control of the circulation, followed by reduction in plasma nitrites and increase in cardiac IL-6 and TNF- in 15 days, culminating in increased cardiac protein and lipids damage, which are probably associated with the appearance of cardiometabolic dysfunctions after 30 days of protocol in SHR. In addition, combined exercise training prevented the development of autonomic dysfunction in this model, which probably promoted favorable neuroimmune changes and oxidative stress profile, culminating in a marked attenuation of cardiometabolic dysfunctions in SHR submitted to fructose consumption. Together our findings reinforce the role of the autonomic nervous system in the genesis of cardiometabolic dysfunctions and evidence an important role of combined exercise training in the prevention of these alterations. / O objetivo do presente estudo foi avaliar o impacto do treinamento físico combinado no desenvolvimento das disfunções cardiovasculares e neuroimunes induzidas pela sobrecarga de frutose em ratos hipertensos (SHR). Para isto SHR foram divididos em grupos: SHR (H), SHR+frutose (HF) e SHR+frutose+treinamento físico combinado (esteira+escada, 60 dias, 40-60% da capacidade máxima) (HFTC). A frutose foi oferecida na água de beber (10%). Parâmetros metabólicos, hemodinâmicos, autonômicos, inflamação e estresse oxidativo foram avaliados em subgrupos (n=6 grupo/tempo) em 7, 15, 30 e 60 dias. Com relação ao perfil metabólico o grupo HF aumentou o peso do tecido adiposo branco em relação ao grupo H e o grupo HFTC reduziu esses valores em 60 dias (HF: 1,91± 0,10 vs. H: 1,61±0,11 e HFTC: 1,42±0,13 g). Houve redução de sensibilidade à insulina no grupo HF em 60 dias (HF: 3,15±0,2 vs. H:3,96±0,1 e HFTC: 4,32±0,2 %/min) em relação aos grupos H e HFTC. O grupo HF apresentou aumento de triglicérides (TG) quando comparado ao grupo H em 60 dias protocolo (HF:139±7 vs. H: 106±5 e HFTC:107±8 mg/dl), o que não foi observado no grupo HFTC. O consumo de frutose (grupos HF) induziu um aumento adicional na pressão arterial média (PAM) em 30 e 60 dias de protocolo nos SHR (HF-30 dias: 1534 e HF-60 dias: 184±4 vs. H-30 dias: 1413 e H-60 dias: 1653 mmHg). Por outro lado, o treinamento físico combinado (HFTC: 142±8 e 167±6 mmHg) reduziu a PAM em 30 e 60 dias de sobrecarga de frutose em relação aos grupos HF. Não foram observadas diferenças na frequência cardíaca basal entre os grupos. Houve diminuição da variabilidade da frequência cardíaca (VAR-IP) em 7 dias e em 60 dias nos grupos HF (10,51,3 e 40,816,12 ms2) em relação aos grupos H (231,5 e 59,73,4 ms2); o grupo HFTC não apresentou esse prejuízo (26,82,1 e 70,45,9 ms2). Além disso, o grupo HF apresentou menor índice alfa (barorreflexo espontâneo) em 7 dias em relação ao grupo H (0,230,03vs. 0,350,01 ms/mmHg), o que não foi observado no grupo HFTC. Houve aumento de IL-6 e TNFα no coração em 15, 30 e 60 dias nos grupos HF e HFTC em relação aos respectivos grupos H. O grupo HFTC apresentou maiores valores de IL-10 cardíaco em 7 dias em relação ao grupo HF (281 vs. 161 pg/mg de proteína). Os grupos HF apresentaram aumento de lipoperoxidação cardíaca em 30 e 60 dias em relação aos grupos H; o grupo HFTC diminuiu a lipoperoxidação em relação ao grupo HF em 60 dias (130258 vs.1956215 cps/mg proteína), além de reduzir a oxidação de proteínas em tecido cardíaco nesse mesmo tempo. Adicionalmente, houve um aumento na NADPH oxidase no grupo HF em 60 dias em relação ao grupo H e redução no grupo HFTC em relação ao grupo HF no mesmo tempo (H: 0,180,02; HF: 0,460,04; HFTC 0,350,03 µm/mg de proteína). No balanço redox, o grupo aos grupos H e HF apresentaram redução da razão GSH/GSSG em 7, 15, 30 e 60 dias em relação aos grupos HFTC. Nossos resultados evidenciam que com apenas 7 de consumo de frutose houve prejuízo no controle autonômico da circulação, que foi seguida por redução de nitritos, aumento de IL-6 e TNF- no coração em 15 dias, culminando em aumento de lesão à proteínas e lipídeos nesse tecido, que provavelmente se associam ao aparecimento das disfunções cardiometabólicas a partir de 30 dias de protocolo nos SHR. Adicionalmente, o treinamento físico combinado impediu o desenvolvimento da disfunção autonômica neste modelo, o que provavelmente promoveu alterações neuroimunes e de perfil de estresse oxidativo favoráveis, culminado em marcante atenuação das disfunções cardiometabólicas em SHR submetidos ao consumo de frutose. Em conjunto nossos achados reforçam o papel do sistema nervoso autônomo na gênese das disfunções cardiometabólicas e evidenciam um importante papel do treinamento físico combinado na prevenção dessas alterações.

Submitted by Nadir Basilio (nadirsb@uninove.br) on 2018-07-16T21:15:58Z No. of bitstreams: 1 Filipe Fernandes Conti.pdf: 2117259 bytes, checksum: 21aef2931e9bc68c1df23685f3d8200a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-16T21:15:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Filipe Fernandes Conti.pdf: 2117259 bytes, checksum: 21aef2931e9bc68c1df23685f3d8200a (MD5) Previous issue date: 2016-12-15 / Diabetic patients frequently present cardiomyopathy and autonomic neuropathy, which increases mortality risk. On the other hand, exercise training has been suggested as a non-pharmacological tool in the prevention and treatment of type 2 diabetes. However, there are few studies that evaluated the effects of the three types of exercise training, aerobic, resistance or combined, mainly in the female sex, on diabetic cardiomyopathy and autonomic neuropathy. Thus, the objective of this study was to evaluate the effects of exercise training on cardiac and autonomic changes in female mice with a model of type 2 diabetes associated or not with myocardial infarction. To better understand and analyze the data, we divided the thesis into three protocols with specific objectives: 1) to describe the use of the ECG platform coupled to the echocardiogram machine for the acquisition of cardiac signals used in the analysis of heart rate variability in trained and sedentary (Protocol 1); 2) to analyze the effects of three types of exercise training (aerobic, resistance and combined) on cardiac and autonomic function parameters in ob/ob female mice, a model of type 2 diabetes (Protocol 2); 3) to evaluate the effects of aerobic exercise training on cardiac, autonomic, oxidative stress and inflammation parameters in ob/ob female mice submitted to myocardial infarction (MI) (Protocol 3). In protocol 1, a new approach to the acquisition of the RR interval in mice for the analysis of heart rate variability (HRV) using the echocardiographic machine was described. This method was tested in sedentary mice and trained mice submitted to a protocol of exercise training in the wheel (8 weeks), proving the improvement of cardiac function and autonomic modulation in the trained group. In the protocol 2, ob/ob animals (group O) presented additional body weight gain, hyperglycemia, glucose intolerance, reduction of sympathetic and vagal modulation and impairment in diastolic function parameters in relation to control animals (group C), showing a development of diabetic cardiomyopathy and diabetic autonomic neuropathy. The animals submitted to aerobic training (OTA group, treadmill: 40-60% maximum test, 8 weeks) and combined (OTC group, treadmill + ladder in alternate days: 40-60% maximum capacity, 8 weeks) showed improvement of diastolic function and myocardial global index (MPI – C: 0.48±0.01, O: 0.59±0.04, OTA: 0.37±0.02, OTR: 0.51±0,05; OTC: 0.33±0.02) in relation to the O and resistance (OTR) groups. There was an improvement in HRV in the OTA group in relation to the other ob/ob groups (cardiac vagal modulation (AF - O: 12±3, OTA: 20±6, OTR: 9±3, OTC: 7±2 ms2). Correlations between the improvement of the cardiac vagal modulation and the attenuation of the ventricular dysfunction were observed. In addition, the three types of exercise training attenuated the body weight gain in obese animals, as well as reduced glycemia and glucose intolerance. In protocol 3, myocardial infarction (OIS group) reduced exercise capacity, cardiac function (ejection fraction - O: 68.0±2.0 vs. OIS: 49.5±4.8%), and HRV (RMSSD - O: 5.9±0.7 vs. OIS: 0.7±1 ms; SD1 - O: 4.2±0.5 vs. OIS: 0.5±0.1 ms; SD2 - O: 13.6±2.1 vs. OIS: 2.0±7.5 ms), increased pro-inflammatory profile (increase of IL-17 and reduction of IL-10) and increased oxidative stress (lipoperoxidation- O: 2,92 ± 0,37 vs. OIS: 6.53 ± 1.05 μmol/mg protein; Protein oxidation - O: 8.46±0.61 vs. OIS: 13.02±1.20 nmol/mg protein) in ob/ob female mice. On the other hand, aerobic exercise training (treadmill: 40-60% maximal test, 4 weeks) post-MI in ob/ob females, despite not modifying cardiac function, improved exercise capacity, as well as HRV (RMSSD - 2.8±0.7 ms, SD1- 2.0±0.5 ms, SD2 – 7.5±1.2 ms), the inflammatory profile (reduction of IL-17 and increase of IL-10) and oxidative stress (lipoperoxidation - 4.18±0.3 μmol / mg protein; Protein oxidation - 10.18 ± 0.55 nmol / mg protein). In conclusion, even before the establishment of severe hyperglycemia, the development of type 2 diabetes in ob/ob females is associated with cardiac and autonomic dysfunctions, which are attenuated by resistance training, but mainly by aerobic or combined exercise training. In addition, myocardial infarction is associated with exacerbation of diabetic cardiomyopathy and autonomic neuropathy in females, and aerobic exercise training has a beneficial role in autonomic modulation, inflammation and cardiac oxidative stress in this condition. Taken together, our findings reinforce the important role of exercise training in managing cardiac and autonomic dysfunctions associated with complications of type 2 diabetes in females. / Pacientes diabéticos frequentemente apresentam cardiomiopatia e neuropatia autonômica, que aumentam risco de mortalidade. Por outro lado, o treinamento físico vem sendo sugerido como uma ferramenta não-farmacológica na prevenção e tratamento do diabetes tipo 2. Porém, são escassos os estudos que avaliaram os efeitos dos três tipos de treinamento físico, aeróbio, resistido ou combinado, principalmente no sexo feminino, na cardiopatia e neuropatia diabética. Dessa forma o objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos do treinamento físico sobre as alterações cardíacas e autonômicas em camundongos fêmeas com um modelo de diabetes tipo 2 associado ou não ao infarto do miocárdio. Para melhor compreensão e análise dos dados, dividimos a tese em três protocolos com objetivos específicos: 1) descrever o uso da plataforma de ECG acoplado ao aparelho de ecocardiograma para aquisição dos sinais cardíacos usados na análise da variabilidade da frequência cardíaca em camundongos treinados e sedentários (Protocolo 1); 2) analisar os efeitos de três tipos de treinamento físico (aeróbio, resistido e combinado) sobre parâmetros de função cardíaca e autonômica em camundongos fêmeas ob/ob, um modelo de diabetes tipo 2 (Protocolo 2); 3) avaliar os efeitos do treinamento físico aeróbio sobre parâmetros de função cardíaca, autonômicos, de estresse oxidativo e de inflamação em camundongos fêmeas ob/ob submetido ao infarto do miocárdio (IM) (Protocolo 3). No protocolo 1, foi descrita uma nova abordagem para aquisição do intervalo RR em camundongos para a análise da variabilidade da frequência cardíaca (VFC) utilizando a aparelho de ecocardiograma. Este método foi testado em camundongos sedentários e submetidos à treinamento físico em roda (8 semanas) comprovando-se a melhora da função cardíaca e da modulação autonômica no grupo treinado. No protocolo 2, os animais ob/ob (grupo O) apresentaram aumento adicional de peso corporal, hiperglicemia, intolerância à glicose, redução da modulação simpática e vagal e prejuízo em parâmetros de função diastólica em relação a animais controles (grupo C), evidenciando o desenvolvimento de cardiomiopatia e neuropatia autonômica diabética. Os animais submetidos ao treinamento aeróbio (grupo OTA, esteira: 40-60% teste máximo, 8 semanas) e combinado (grupo OTC, esteira+escada em dias alternados: 40-60% capacidade máxima, 8 semanas) apresentaram melhora da função diastólica e global cardíaca (Índice de performance miocárdica (MPI) - C: 0,48±0,01; O: 0,59±0,04; OTA: 0,37±0,02; OTR: 0,51±0,05; OTC: 0,33±0,02) em relação aos grupos O e treinado resistido (OTR). Foi observada melhora da VFC no grupo OTA em relação aos demais grupos ob/ob (Modulação vagal cardíaca (AF) - O: 12±3; OTA: 20±6; OTR: 9±3; OTC: 7±2 ms2). Foram observadas correlações entre a melhora da modulação vagal cardíaca com a atenuação da disfunção ventricular. Além disto, os três tipos de treinamento físico atenuaram o ganho de peso corporal nos animais obesos, além de reduzirem a glicemia e a intolerância à glicose. No protocolo 3, o infarto do miocárdio (grupo OIS) promoveu redução da capacidade de exercício, da função cardíaca (Fração de ejeção- O: 68,0±2,0 vs. OIS: 49,5±4,8 %) e da VFC (RMSSD- O: 5,9±0,7 vs. OIS: 0,7±01 ms; SD1- O: 4,2±0,5 vs. OIS: 0,5±0,1 ms; SD2 - O: 13,6±2,1 vs. OIS: 2,0±7,5 ms) um perfil pró inflamatório (aumento de IL-17 e redução de IL-10) e aumento de estresse oxidativo (Lipoperoxidação- O: 2,92±0,37 vs. OIS: 6,53±1,05 µmoles/mg proteína; Oxidação de proteínas- O: 8,46±0,61 vs. OIS: 13,02±1,20 nmol/mg proteína) em camundongos fêmeas ob/ob. Por outro lado, o treinamento físico aeróbio (esteira: 40-60% teste máximo, 4 semanas) pós IM em fêmeas ob/ob, apesar de não modificar a função cardíaca, melhorou a capacidade de exercício, bem como a VFC (RMSSD- 2,8±0,7 ms; SD1- 2,0±0,5 ms; SD2 - 7,5±1,2 ms), o perfil inflamatório (redução de IL-17 e aumento de IL-10) e de estresse oxidativo (Lipoperoxidação- 4,18±0,3 µmoles/mg proteína; Oxidação de proteínas- 10,18±0,55 nmol/mg proteína). Concluindo, os resultados evidenciam que mesmo antes do estabelecimento de hiperglicemia severa, o desenvolvimento do diabetes tipo 2 em fêmeas ob/ob está associado a disfunções cardíacas e autonômicas, que são atenuadas pelo treinamento físico resistido, mas principalmente pelo aeróbio ou combinado. Além disto, o infarto do miocárdio está associado à exacerbação da cardiomiopatia e neuropatia autonômica diabética em fêmeas, tendo o treinamento físico aeróbio um papel benéfico na modulação autonômica, na inflamação e no estresse oxidativo cardíaco nessa condição. Em conjunto, nossos achados reforçam o importante papel do treinamento físico no manejo das disfunções cardíacas e autonômicas associadas as complicações do diabetes tipo 2 no sexo feminino.

Introdução. Sabe-se que a terapia de ressincronização cardíaca (TRC) aumenta a capacidade ao esforço e reduz a ativação simpática em pacientes com insuficiência cardíaca (IC). Por outro lado, existem evidências de que o treinamento físico (TF) melhora o controle neurovascular, tolerância ao exercício e qualidade de vida dos pacientes com IC. Neste estudo, nós testamos a hipótese de que o TF associado à TRC diminuiria a atividade nervosa simpática muscular (ANSM) e a vasoconstrição periférica. Adicionalmente, esta associação de TRC e TF melhoraria a função cardíaca, consumo de oxigênio pico e qualidade de vida nesses pacientes. Métodos. Vinte e oito pacientes com IC submetidos há um mês de TRC e fração de ejeção < 35% foram consecutivamente e aleatoriamente divididos em dois grupos: treinados (TRCt, n=14, 54 ± 4 anos) e não-treinados (TRCs, n=14, 57 ± 1 anos). Um grupo de indivíduos controles saudáveis também foi incluído no estudo (n=11, 43 ± 4 anos). A ANSM foi avaliada diretamente pela técnica de microneurografia. O fluxo sanguíneo muscular foi avaliado pela técnica de pletismografia de oclusão venosa. A capacidade física foi avaliada pelo teste cardiopulmonar, a função cardíaca pelo ecocardiograma e a qualidade de vida pelo questionário Minnesota Living with Heart Failure. O TF foi realizado em esteira ergométrica por 40 minutos, 3 vezes por semana, durante 4 meses. Resultados. No período pré-intervenção, a ANSM foi significativamente maior (p=0,01) nos pacientes com IC quando comparados com os indivíduos saudáveis. O fluxo sanguíneo muscular não foi diferente entre os grupos estudados (p=0,24). Após quatro meses de treinamento físico, a ANSM foi reduzida (65 ± 7 vs 43 ± 8 disparos/100batimentos, p < 0,001), atingindo níveis semelhantes àqueles observados nos indivíduos saudáveis (43 ± 8 vs 31 ± 3 disparos/100batimentos, p=0,44). Além disso, o TF associado a TRC aumentou o FSM (1,63 ± 0,14 vs 1,85 ± 0,12 ml/min/100ml, p=0,02), a fração de ejeção (28 ± 3 vs 33 ± 4%, p=0,04) e a capacidade funcional (18,5 ± 1,1 vs 21,5 ± 1,7 ml/kg/min, p=0,04), o que não foi observado no grupo TRCs. Não houve alteração significativa na qualidade de vida dos pacientes (26 ± 4 vs 20 ± 4, p=0,11). Conclusão. O treinamento físico associado à TRC melhora expressivamente o controle neurovascular, a função cardíaca e a capacidade física em pacientes com IC. Estes achados destacam a importância da inclusão do treinamento físico no tratamento de pacientes com IC submetidos à TRC / Background. Cardiac Resynchronization Therapy (CRT) is known to increase exercise capacity and decrease sympathetic activation in HF. On the other hand, there is evidence that exercise training improves neurovascular control, physical capacity and quality of life in HF patients. We tested the hypothesis that exercise training (ET) associated with CRT would reduce muscle sympathetic nerve activity (MSNA) and peripheral vasoconstriction in chronic heart failure patients. In addition, the association of CRT and ET would improve cardiac function, peak oxygen consumption and quality of life in these patients. Methods. Twenty-eight HF patients submitted a month of CRT, EF < 35%, with CRT for 1 month were consecutively and randomly divided into two groups: Exercise-trained (CRTt, n=14, 54 ± 4 years old) and untrained (CRTs, n=14, 57 ± 1 years old). A control group was also involved in the study (n=11, 43 ± 4 years). MSNA was directly evaluated by microneurography technique and forearm blood flow by venous occlusion plethysmography. Peak VO2 was determined by cardiopulmonary exercise test, cardiac function by echocardiography and quality of life by Minnesota Living with Heart Failure questionnaire. ET consisted of three 40-minute exercise sessions per week on a treadmill for four months. Results. Baseline MSNA was significantly higher (p=0.01) in heart failure patients when compared with healthy controls. The forearm blood flow was not different between groups (p=0.24). After four months of ET, MSNA was significantly reduced (65±7 vs 43±8 bursts/100 heart beats, p < 0.001) reaching levels similar to those observed in healthy subjects (43±8 vs. 31±3 bursts/100 heart beats, p=0.44). Furthermore, ET associated with CRT increased forearm blood flow (1.63±0.14 vs. 1.85±0.12 ml/min/100ml, p=0.02), EF (28±3 vs. 33±4%, p=0.04) and peak VO2 (18.5±1.1 vs 21.5 ± 1.7 ml/kg/min, p=0.04), which was not observed in the CRTs. There was not significant changes in the quality of life of patients (26 ± 4 vs. 20 ± 4, p=0.11). Conclusions. ET associated with CRT improves neurovascular control, cardiac function and functional capacity in heart failure patients. These findings highlight the importance of including ET in the treatment of heart failure patients submitted to CRT

Die chronische Herzinsuffizienz ist ein schwerwiegendes progredientes Krankheitsbild, das sich neben Dyspnoe und abnehmender Leistungsfähigkeit in einer nachgewiesenen Verschlechterung der HDL-Funktion manifestiert. In zahlreichen Studien, in denen der Einfluss von körperlichem Training auf die Progredienz der chronischen Herzinsuffizienz untersucht wurde, korrelierte dauerhaftes Ausdauertraining mit einer Verbesserung der eNOS-Aktivität und damit der HDLFunktion in Gefäßen. Ein Regulationsmechanismus von Endothelzellen besteht in der Expression von angiogenen microRNAs, die über negative Regulation die Proteinexpression beeinflussen. Ziel dieser Studie ist es nun, einen möglichen Zusammenhang zwischen der HDL-Funktionalität und der microRNA-Expression in Endothelzellen zu prüfen und damit die Funktionsänderung von HDL bei Herzinsuffizienten auf molekularer Ebene nachzuweisen. Zudem soll eine Beeinflussung der HDL-Funktion durch körperliches Training geprüft werden. Dafür wurde das HDL von gesunden und herzinsuffizienten Probanden (NYHAIII-Stadium) vor und nach einem vier- bzw. zwölfwöchigen Trainingsprogramm aus dem Plasma isoliert. Anschließend erfolgte mit dem gewonnenen HDL die 24-stündige Inkubation von HAEC-Kulturen. Nach Isolation der microRNAs aus dem gewonnenen Zelllysat konnte die Menge ausgewählter proangiogener miRs über RT-PCR quantifiziert werden. Die molekularbiologische Analyse der Proben zeigte eine, im Vergleich zu den Kontrollzellen, signifikant verringerte Menge an miR-21, -126 und -222 in den, mit HDLNYHAIII-inkubierten, Endothelzellen. Die miR-Expression der Endothelzellen zeigte nach dem Trainingsprogramm eine Annäherung an das Expressionsniveau der Kontrollen. Aus der dargelegten Studie wird so ersichtlich, dass das HDL von Herzinsuffizienten die Expression von proangiogenen microRNAs in Endothelzellen hemmt, was scheinbar in Korrelation mit der Ausbildung von endothelialen Dysfunktionen bei Herzinsuffizienz steht. Zudem konnte gezeigt werden, dass körperliches Training mit einer verbesserten Endothelfunktion über die Erhöhung der miR-Expression in Endothelzellen einhergeht.

- 4 - Abstract Adaptation to hypoxia or exercise training has cardioprotective effects against acute ischemic injury, but can potentially negatively influence heart function. Possible negative changes depend on the degree of hypoxia and exercise training intensity. It is therefore necessary to evaluate the effects of the specific adaptation protocols used. The ideal technique is echocardiography, which enables non-invasive, repeated and long-term measurements of the same individual allowing to study the development of changes in the course of adaptation. The aim of this study was to determine the effects of selected protocols of adaptation to intermittent hypobaric hypoxia (corresponding to the altitude of 4,000 to 8,000 meters above sea level, for 15 weeks in total) and exercise training (running speed 30 m.min-1 for 60 min a day, 4 weeks in total) on the left ventricle geometry and systolic function in rats. We assessed basic echocardiographic parameters of the ventricle geometry and function such as fractional shortening, ejection fraction, stroke volume, cardiac output etc. The adaptation of rats to intermittent hypobaric hypoxia lead neither to the impairment of systolic function nor to the development of left ventricle hypertrophy compared to controls; signs of moderate hypertrophy were observed only...

Typ-2-Diabetiker haben ein hohes kardiovaskuläres Risiko. Es wurden 23 Typ-2-Diabetiker in eine Interventions- und eine Kontrollgruppe randomisiert. Die Interventionsgruppe nahm an einem multifaktoriellen Sekundärpräventionsprogramm mit Fokus auf intensivem körperlichen Training teil. Die Kontrollgruppe wurde leitlinienkonform durch die Hausärzte therapiert. Nach einem vierwöchigen stationären Training trainierte die Interventionsgruppe über fünf Monate zu Hause. Beide Gruppen wurden bei Studienbeginn, nach vier Wochen und nach sechs Monaten umfassend untersucht (Ergometrie, Labordiagnostik verschiedener Stoffwechselparameter, Messung der Endothelfunktion, Quantifizierung der koronaren Plaquelast). Nach vier Wochen sowie nach sechs Monaten Training zeigte sich in der Interventionsgruppe eine Verbesserung von Gewicht, BMI, maximaler Trainingsintensität und Trainingsdauer. Weiterhin zeigte sich nach vier Wochen Training eine signifikante Verbesserung der Stoffwechselparameter, die nach sechs Monaten nicht mehr nachweisbar war. Die Endothelfunktion verbesserte sich erst nach sechs Monaten Training signifikant. Die koronare Plaquelast veränderte sich nicht. Die Kontrollgruppe zeigte zu keinem Zeitpunkt Veränderungen. Ein intensives multifaktorielles Interventionsprogramm kann die endotheliale Dysfunktion der Koronararterien von Typ-2-Diabetikern korrigieren, ohne eine quantitative Regression der Atherosklerose zu erreichen. Ein stationäres Training verbessert die Stoffwechselsituation gegenüber einem Heimtraining, vermutlich durch verbesserte Compliance und bessere diätetische Kontrolle.