Em quadros mais avançados da insuficiência cardíaca (IC), além do comprometimento do miocárdio, observa-se uma importante perda de massa muscular esquelética, a qual contribui para o mau prognóstico e orbimortalidade dos pacientes. As espécies reativas de oxigênio (ROS) parecem estar diretamente envolvidas no desenvolvimento e progressão da atrofia muscular em doenças crônico-degenerativas. De fato, já é sabido que a IC está associada ao estresse oxidativo na musculatura esquelética, o qual parece contribuir para o catabolismo proteico culminando em atrofia muscular na síndrome, apesar desta relação de causa e efeito ainda ser pouco investigada. No entanto, as fontes envolvidas na produção exacerbada de ROS na musculatura esquelética em ratos com infarto do miocárdio ainda não foram caracterizadas. Como a NADPH oxidase é um complexo enzimático especializado em produzir ROS, e sabendo que esta família de enzimas pró-oxidantes é ativada for agentes pró-inflamatórios e alguns agonistas de receptores acoplados à proteína G que estão aumentados na IC, na primeira parte do projeto de pesquisa testou-se a hipótese de que as NADPH oxidases estariam hiperativadas nos músculos plantar e sóleo de ratos submetidos ao infarto do miocárdio, contribuindo para um quadro de estresse oxidativo e consequente hiperativação do sistema proteolítico ubiquitina proteassoma (SUP), culminando assim na atrofia deste tecido. Para testar esta hipótese, ratos Wistar foram submetidos à cirurgia de infarto do miocárdio ou Sham e, quatro semanas pós-cirurgias, foram submetidos a oito semanas de tratamento com uma substância inibidora da NADPH oxidase (apocinina) ou placebo. Foram quantificados nos músculos plantar e sóleo: níveis de mRNA de componentes da família Nox da NADPH oxidase presentes no tecido muscular, bem como a atividade desse complexo enzimático; marcadores de estresse oxidativo; atividade de enzimas antioxidantes e concentração total de glutationa; níveis de mRNA de componentes do SUP e atividade do proteassoma; e o trofismo muscular (Subprojeto 1). A segunda parte deste projeto testou a hipótese de que o treinamento físico aeróbico (TFA) previniria a hiperativação das NADPH oxidases na musculatura esquelética de ratos submetidos ao infarto do miocárdio, contribuindo para uma diminuição do quadro de estresse oxidativo e menor ativação do SUP, prevenindo assim a atrofia deste tecido. Para testar esta hipótese, ratos Sham e infartados foram submetidos a oito semanas de TFA ou permaneceram sedentários (Subprojeto 2). As variáveis estudadas foram as mesmas relacionadas ao subprojeto 1. Os resultados do subprojeto 1 demonstraram que o infarto do miocárdio em ratos promove atrofia do músculo plantar desencadeada em parte pela ativação da NADPH oxidase, promovendo uma maior produção de ROS e consequente hiperativação do SUP. Além disso, o infarto do miocárdio promove atrofia do músculo sóleo, a qual também está associada a um aumento dos níveis de ROS e da atividade do proteassoma, porém independente da ativação da NADPH oxidase. Em relação ao subprojeto 2, nossos dados também demonstram que o TFA previne parcialmente a atrofia do músculo plantar de ratos infartados, prevenindo a hiperativação da NADPH oxidase e a hiperativação do SUP induzida pelo infarto do miocárdio. Essa intervenção não farmacológica também previne a atrofia do músculo sóleo dos ratos infartados associada à redução das ROS e à redução da hiperativação do SUP induzida pelo infarto do miocárdio, porém de forma independente da atividade do complexo enzimático NADPH oxidase. Dessa forma, concluímos que a NADPH oxidase está envolvida de maneira músculo-específica com a produção de ROS levando a ativação do SUP e à atrofia muscular associada ao infarto crônico do miocárdio. O TFA é capaz de prevenir a atrofia muscular esquelética induzida pelo infarto do miocárdio associada a redução das ROS em ambos os músculos estudados. No musculo plantar, esta resposta esta relacionada a uma redução na hiperativação do complexo enzimático NADPH oxidase, ressaltando a contribuição desse complexo para a geração de ROS em músculos glicolíticos de ratos infartados. O TFA consiste em importante ferramenta não farmacológica agindo na homeostase redox e proteica no musculo esquelético de ratos infartados / Although heart failure (HF) is a syndrome of cardiac origin, it promotes significant skeletal muscle atrophy in more advanced stages, which contributes to poor prognosis and increased mortality rate. Reactive oxygen species (ROS) seem to be directly involved in the development and progression of muscle atrophy in chronic degenerative diseases. In fact, HF is associated with skeletal muscle oxidative stress, which seems to contribute to protein catabolism and muscle atrophy. However, it is important to highlight that the sources involved in the exacerbated skeletal muscle ROS production in HF have not been characterized yet. NADPH oxidase enzyme complex is an important source of ROS production activated by proinflammatory cytokines and some G-protein-coupled receptors, which are increased in HF. Therefore, in the first part of the thesis, we tested whether NADPH oxidases would be overactivated in plantaris and soleus muscles of rats submitted to myocardial infarction, thus contributing to oxidative stress and consequent ubiquitin proteasome proteolytic system (UPS) hyperactivation, ultimately leading to muscle atrophy. To test this hypothesis, Wistar rats underwent myocardial infarction or Sham surgery and, four weeks post-surgery, rats underwent eight weeks of treatment with an NADPH oxidase inhibitor (apocynin) or placebo. It was quantified in plantaris and soleus muscles: mRNA levels of skeletal muscle-NOX family, as well as NADPH oxidase activity; oxidative stress markers; antioxidant enzymes activity and total glutathione concentration; mRNA levels of UPS components and proteasome activity; and muscle trophicity (Subproject 1). In the second part of the thesis we tested whether aerobic exercise training (AET) would prevent NADPH oxidases overactivity in plantaris and soleus muscles of rats submitted to myocardial infarction, thus decreasing oxidative stress and UPS hyperactivation, preventing skeletal muscle atrophy. To test this hypothesis, Sham and infarcted rats underwent eight weeks of AET or remained sedentary (Subproject 2). The variables studied were the same as in Subproject 1. The results of the subproject 1 demonstrated that myocardial infarction in rats induces plantaris muscle atrophy triggered in part by overactivation of NADPH oxidase promoting increased ROS production paralleled by UPS hyperactivation. Moreover, myocardial infarction induced soleus muscle atrophy, which was also associated with increased ROS levels and proteasome overactivity, but independently of NADPH oxidase activation. Regarding the subproject 2, our data showed that AET partially prevented plantaris muscle atrophy in infarcted rats, preventing myocardial infarction-induced NADPH oxidase hyperactivation and UPS hyperactivation. AET also prevented soleus muscle atrophy in infarcted rats, which was associated with a ROS levels reduction and prevention of myocardial infarction-induced UPS hyperactivation, but independently of NADPH oxidase activity. Collectively, our data give support for the involvement of NADPH oxidase as a source of ROS production leading to UPS activation and skeletal muscle atrophy associated with chronic myocardial infarction, however this occurs in a muscle specific pattern. AET prevents myocardial infarction-induced skeletal muscle atrophy and exacerbated ROS levels in both plantaris and soleus muscles. In plantaris muscle, this response is related to a prevention of NADPH oxidase hyperactivation, highlighting the contribution of this enzyme complex to ROS production in glycolytic muscles of infarcted rats. Finally, AET is an important nonpharmacologic tool acting in skeletal muscle redox and protein homeostasis of infarcted rats

Evidências na literatura demonstraram que o aumento da adiposidade confere maior suscetibilidade ao desenvolvimento de diabetes tipo 2, pois o tecido adiposo branco (TAB) atua na regulação da homeostasia energética e da sensibilidade à insulina através da sua atividade endócrina e de interações com reguladores neuroendócrinos. O treinamento físico aeróbio tem sido fortemente recomendado para a prevenção e tratamento do diabetes tipo 2, pois promove adaptações no metabolismo energético que contribuem diretamente para a melhora da resposta glicêmica e para o controle de peso corporal. Embora esteja claro na literatura o papel do treinamento físico contra o desenvolvimento de distúrbios no metabolismo da glicose e obesidade, uma lacuna de conhecimento ainda existe quando buscamos informações a respeito da participação metabólica do TAB na prevenção do diabetes tipo 2 através do treinamento físico aeróbio. Dessa forma, o presente estudo teve como objetivo testar a hipótese de que o efeito protetor do treinamento físico contra o desenvolvimento de diabetes tipo 2 é mediado por adaptações funcionais do TAB. Para isso, foram utilizados camundongos alimentados com dieta normocalórica e de cafeteria submetidos ou não ao treinamento físico aeróbio. O treinamento físico aeróbio foi eficaz para a prevenção do diabetes tipo 2, e essa resposta foi associada à menor adiposidade corporal resultante do aumento da lipólise e da capacidade oxidativa do TAB induzido pela maior ativação via da AMPK/ACC / Evidence in the literature have shown that increased adiposity confers greater susceptibility to developing type 2 diabetes and white adipose tissue (WAT) acts in the regulation of energy homeostasis and insulin sensibility through its endocrine activity and interaction with neuroendocrine regulators. Aerobic physical training has been strongly recommended for the prevention and treatment of type 2 diabetes because it promotes adaptations in the energy metabolism that contribute directly to the improvement of glycemic metabolism and body weight control. Although it is clear in the literature the role of physical training against the development of disturbances in the glucose metabolism and obesity, the role of WAT to prevent type 2 diabetes through physical training was poorly investigated. Thus, the present study aimed to test the hypothesis that the protective effect of physical training against the development of type 2 diabetes is mediated by functional adaptations of WAT. For this, we used mice fed with control or cafeteria diet and submitted or not to aerobic physical training. The physical training was effective for the prevention of type 2 diabetes, and this response was associated with lower body fat due to increased lipolysis and oxidative capacity of WAT induced by the activation of AMPK/ACC

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.

Os receptores a2-adrenérgicos pré-sinápticos (a2 AR) regulam a função cardiovascular através da inibição da liberação do neurotransmissor no terminal nervoso simpático. Recentemente, foi publicado que a ablação dos subtipos a2A e a2C -AR em camundongos (KO) leva a hiperatividade simpática com evidências de disfunção cardíaca aos 4 meses de idade. Esses camundongos constituem um modelo experimental para o estudo dos tratamentos farmacológicos e não farmacológicos para a prevenção e o tratamento da insuficiência cardíaca. Nós estudamos se o treinamento físico melhoraria a função cardíaca e a expressão de proteínas cardíacas envolvidas no controle do Ca2+ intracelular em camundongos KO. Métodos e Resultados: Camundongos controle e KO foram estudados dos 3 aos 5 meses, onde a cardiomiopatia está em estágio inicial, e divididos aleatoriamente em treinados e sedentários. O treinamento físico (TF) foi realizado com natação, 1 hora por dia, 5 vezes por semana, por 8 semanas. A pressão arterial e a freqüência cardíaca de repouso (FC) foram medidas por pletismografia de cauda. A fração de encurtamento (FS) por ecocardiograma. A tolerância ao esforço físico por teste progressivo em esteira rolante. O tônus simpático cardíaco foi estimado por bloqueio farmacológico dos receptores muscarínicos e adrenérgicos com atropina na presença ou ausência do antagonista b-adrenérgico propranolol. O diâmetro dos cardiomiócitos e a fração de colágeno cardíaco por microscopia óptica. A expressão das proteínas cardíacas: bomba de Ca2+ do retículo sarcoplasmático (SERCA2), fosfolambam (PLB), fosfo-Ser16-PLB, fosfo-Thr17-PLB, trocador sódio-cálcio (NCX), canais de rianodina (RYR), fosfo-Ser2809-RYR, e as fosfatases 1 e 2A foram analisadas por Western Blot. Aos 3 meses de idade não foram observadas diferenças significantes na pressão arterial, FS e tolerância ao esforço físico entre os animais controle e KO, no entanto, KO apresentou taquicardia basal. Aos 5 meses de idade, quando a disfunção cardíaca está em estágio inicial, KO apresentou intolerância ao esforço, taquicardia basal, com aumento significante do tônus simpático cardíaco (34%), aumento do diâmetro dos cardiomiócitos (15%) e da fração de colágeno cardíaco (32%) quando comparados os animais controle. Além disso, a FS estava diminuída no KO vs. controle (16 ± 0,2 vs. 20 ± 0,9%, p<0,05). A diminuição na FS no grupo KO estava associada à redução na expressão de SERCA 2 (26%) e NCX (34%). Por outro lado, a expressão de fosfo-Ser16-PLB e fosfo-Ser2809-RYR estavam 56% e 42% aumentadas no grupo KO quando comparado ao grupo controle, respectivamente. O TF nos camundongos KO preveniu a intolerância ao esforço físico e a disfunção sistólica, normalizou a FC de repouso e o tônus simpático cardíaco, mas não alterou a fração de colágeno cardíaco. A melhora na função ventricular estava associada à restauração da expressão de SERCA2 e fosfo-Ser2809-RYR. Além disso, o TF aumentou a razão SERCA2/PLB no KO e a expressão de fosfo-Ser16-PLB no grupo KO com 5 meses de idade. Conclusão: Os dados apresentados no presente trabalho fornecem evidências de mecanismos moleculares que confirmam o benefício do treinamento físico como medida preventiva da insuficiência cardíaca. / Presynaptic a2-adrenoceptors (a2 AR) regulate the cardiovascular function by inhibiting neurotransmitter release on the sympathetic nerve terminals. We have recently reported that disruption for both a2A and a2C AR subtypes in mice (KO) leads to sympathetic hyperactivity with evidence of cardiac dysfunction by 4 mo of age. These mice provide a model system for evaluating non-pharmacological and pharmacological approaches for the prevention and treatment of heart failure. We investigated whether exercise training would improve the cardiac function and expression of myocardial Ca2+ handling proteins in KO. Methods and Results: We studied a cohort of congenic KO and their wild type (WT) controls over a period of 2 months (from 3-5 mo of age). Mice from both groups were randomly assigned into sedentary and trained. Exercise training (ET) consisted of 8-wk swimming session of 60 minutes, 5 days/wk. Blood pressure and heart rate (HR) were determined non-invasively by tail cuff. Cardiac contractility was evaluated by echocardiography. Exercise capacity was measured using a graded treadmill protocol. Cardiac sympathetic tone was estimated by pharmacological blockade of muscarinic receptors with atropine in the presence or absence of the b-adrenergic receptor antagonist propranolol. Cardiomyocyte cross-sectional diameter and cardiac collagen fraction were evaluated by optical microscopy. The protein expression of cardiac sarcoplasmic reticulum Ca2+ pump (SERCA2), phospholamban (PLB), phospho-Ser16-PLB, phospho-Thr17-PLB, sodium-calcium exchanger (NCX), ryanodine receptor (RYR), phospho-Ser2809-RYR2, and phosphatases 1 and 2A were analyzed using Western blotting technique. At 3 mo of age, no significant difference in blood pressure, FS and exercise capacity was observed between WT and KO mice, although KO mice had significantly higher HR. At 5 mo of age, when cardiac dysfunction is in an early stage, KO presented exercise intolerance and higher HR with significantly increased cardiac sympathetic tone (34%), cardiomyocyte cross-sectional diameter (15%) and cardiac collagen fraction (32%) when compared with WT mice. In addition, KO presented lower FS than WT mice (16± 0.2 vs. 20± 0.9%, p£0.05). The impaired FS in KO was associated with a reduction of SERCA2 (26%) and NCX (34%) expression. Conversely, phospho-Ser16-PLB and phospho-Ser2809-RYR2 was 56% and 42% increased in KO when compared with WT mice, respectively. ET prevented exercise intolerance and systolic dysfunction, normalized baseline HR and cardiac sympathetic tone, while it did not change cardiac collagen fraction. The improved ventricular function was associated with restored SERCA2 and phospho-Ser2809-RYR2 expression levels. Indeed, ET increased SERCA/PLB ratio and phospho-Ser16-PLB expression in 5 mo-old KO mice. Conclusion: Our data provide evidence of molecular mechanisms by which ET is a successful adjuvant to pharmacological therapy of HF.

Estudos demonstram o envolvimento do superóxido vascular (O-2) na hipertensão arterial, associado à menor vasodilatação, decorrente da redução na biodisponibilidade de óxido nitrico (NO). O treinamento físico (TF) aeróbio tem sido mostrado eficiente em diminuir a pressão arterial em hipertensos, associado a melhora da função endotelial. Entretanto, os mecanismos pelos quais o TF modula a vasomotricidade não são completamente conhecidos. O Objetivo foi avaliar o efeito TF aeróbio (natação, 10 semanas) na resposta vasomotora em aorta de ratos espontaneamente hipertensos (SHR), destacando-se o a produção de O-2 e do NO nesta resposta. Os ratos SHR apresentaram menor resposta vasodilatadora à ACh, bem como vasoconstrição em concentrações elevadas de ACh. Além disso, os ratos SHR apresentarm maior índice de produção de O-2 , menor biodisponibilidade de NO e maior expressão protéica das enzimas eNOS e NOX 4. O TF de natação foi capaz de melhorar a resposta vasodilatadora dependente do endotelio, associado a diminuição do conteúdo de O-2 e aumento da biodisponibilidade de NO em aortas dos ratos. Os resultados demonstram que o TF aeróbico de natação promove redução do estresse oxidativo vascular, aumenta a biodisponibilidade de NO e aumenta a vasodilatação endotélio dependente. Estas alterações vasculares parecem contribuir para a redução da pressão artera nos ratos SHR treinados / Experimental and clinical evidence indicates that vascular superoxide (O-2) play an important pathophysiological role in the development of hypertension, associated with decreased nitric oxide (NO) bioavailability and impaired endothelial-dependent vasorelaxation. Aerobic exercise trainning (AET) decrases blood pressure and improves enthotelial-dependent vasorelaxation in hypertensive. However, the molecular mechanism of trainning-induced improvement of vasomotricity is not completry understood. The purpose of this study was examine the effect of AET (swimming, 10 wk) on the aorta function in SHR rats, emphasizing the O-2 and NO production indices. Resultas: SHR rats showed decreased maximal vasorelatation and paradoxical vasocontriction at high doses of ACh. This resposnes was related to increased O-2 and decreased NO bioavailability, associated with increased expression of eNOS and NOX-4. On the other hand, swimming AET improved the endothelial-dependent vasorelaxation, which were associated with decreased O-2 and improved NO bioavailability. Conclusion: the results show that swimming AET reduces vascular oxidative stress, improves No biodisponibility and increases endotelium-dependent vasorelaxation in SHR rats. These changes may be involved in blood pressure reducton in trained SHR rats

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

Estudos demonstram o envolvimento do superóxido vascular (O-2) na hipertensão arterial, associado à menor vasodilatação, decorrente da redução na biodisponibilidade de óxido nitrico (NO). O treinamento físico (TF) aeróbio tem sido mostrado eficiente em diminuir a pressão arterial em hipertensos, associado a melhora da função endotelial. Entretanto, os mecanismos pelos quais o TF modula a vasomotricidade não são completamente conhecidos. O Objetivo foi avaliar o efeito TF aeróbio (natação, 10 semanas) na resposta vasomotora em aorta de ratos espontaneamente hipertensos (SHR), destacando-se o a produção de O-2 e do NO nesta resposta. Os ratos SHR apresentaram menor resposta vasodilatadora à ACh, bem como vasoconstrição em concentrações elevadas de ACh. Além disso, os ratos SHR apresentarm maior índice de produção de O-2 , menor biodisponibilidade de NO e maior expressão protéica das enzimas eNOS e NOX 4. O TF de natação foi capaz de melhorar a resposta vasodilatadora dependente do endotelio, associado a diminuição do conteúdo de O-2 e aumento da biodisponibilidade de NO em aortas dos ratos. Os resultados demonstram que o TF aeróbico de natação promove redução do estresse oxidativo vascular, aumenta a biodisponibilidade de NO e aumenta a vasodilatação endotélio dependente. Estas alterações vasculares parecem contribuir para a redução da pressão artera nos ratos SHR treinados / Experimental and clinical evidence indicates that vascular superoxide (O-2) play an important pathophysiological role in the development of hypertension, associated with decreased nitric oxide (NO) bioavailability and impaired endothelial-dependent vasorelaxation. Aerobic exercise trainning (AET) decrases blood pressure and improves enthotelial-dependent vasorelaxation in hypertensive. However, the molecular mechanism of trainning-induced improvement of vasomotricity is not completry understood. The purpose of this study was examine the effect of AET (swimming, 10 wk) on the aorta function in SHR rats, emphasizing the O-2 and NO production indices. Resultas: SHR rats showed decreased maximal vasorelatation and paradoxical vasocontriction at high doses of ACh. This resposnes was related to increased O-2 and decreased NO bioavailability, associated with increased expression of eNOS and NOX-4. On the other hand, swimming AET improved the endothelial-dependent vasorelaxation, which were associated with decreased O-2 and improved NO bioavailability. Conclusion: the results show that swimming AET reduces vascular oxidative stress, improves No biodisponibility and increases endotelium-dependent vasorelaxation in SHR rats. These changes may be involved in blood pressure reducton in trained SHR rats

L'insuffisance cardiaque chronique (ICC) est une maladie dite " systémique " caractérisée notamment par le dérèglement de la balance végétative cardiaque et par un remodelage de l'architecture du tissu cardiaque. En rééducation cardiovasculaire, l'activité physique (AP) modérée et régulière joue un rôle majeur : améliorant les symptômes, la qualité de vie, l'aptitude physique des patients, elle permet de réduire les ré-hospitalisations et impacte favorablement la morbi-mortalité. Dans un premier travail bibliographique nous proposons une synthèse des effets bénéfiques de l'AP chez l'ICC, sur le rééquilibrage de l'activité orthosympathique et parasympathique. Puis, dans un deuxième travail, nous montrons que le réentraînement à l'effort par intervalles, court, intense, avec récupération passive améliore plus efficacement la capacité physique et le tonus vagal chez le patient ICC comparativement à un entraînement d'intensité modérée et continue. Enfin dans un troisième travail initié chez le rongeur en IC systolique post-ischémique, les analyses histologiques indiquent que l'entraînement débuté très tôt après la phase aigüe (J+7), provoque à la fois une hypertrophie et une amélioration de l'organisation structurelle des cardiomyocytes (alignement de l'appareil contractile, réorganisation de l'agencement des mitochondries inter-fibrillaires et des disques intercalaires). Par contre, la question de la prolifération des cardiomyocytes induite par l'entraînement reste entière pour le moment. En synthèse, notre projet Doctoral s'articule autour d'un projet clinique chez le patient ICC et d'une étude fondamentale chez la souris IC post-ischémique. L'objectif général de ces travaux est de déterminer de nouvelles caractéristiques pour les programmes d'exercice physique dans l'ICC, utilisables en pratique clinique courante au cours de la réadaptation cardiovasculaire. / Chronic heart failure (CHF) is characterized by the disruption of the cardiac vegetative balance and by a remodelling of the architecture of the cardiac tissue. Moderate and regular physical activity (PA) is the cornerstone of the cardiovascular rehabilitation programs. By improving symptoms, quality of life, physical fitness of the patients, PA also reduce re-hospitalization and had a favourable impact on morbi-mortality. In a first work, we propose a review of the beneficial effects of PA in patients with CHF, on the sympathovagal balance activity. Then, in a second work, we show that short high intensity interval training with passive recovery is more efficient than moderate intensity and continuous training to improve physical fitness and vagal tone in CHF patients. Finally, in a third work initiated in the rodent with post-ischemic heart failure, the histological analyses indicate that early (D+7, after the acute coronary syndrome) exercise training-induced both hypertrophy and an improvement of the structural organization of the cardiomyocytes. The question of exercise training-induced cardiomyocyte proliferation remains. In summary, our PhD project is based on two studies merging clinical trial and basic research. The overall goal of this work is to identify new features for physical exercise training programs in CHF that can be used in routine care during cardiovascular rehabilitation.

La present tesi avalua els efectes de certs factors ambientals sobre la paraoxonasa1 (PON1), enzim antioxidant, possiblement protector enfront les malalties cardiovasculars, a través de dos estudis d'intervenció i un de transversal. En primer lloc, el tractament amb simvastatina dels pacients amb hipercolesterolèmia familiar, que presentaven una activitat paraoxonasa baixa, s'associava a un increment de l'activitat fins a valors similars als d'individus normolipèmics, independentment dels polimorfismes PON1-55 o PON1-192. En segon lloc, l'entrenament físic s'associava a un augment de l'activitat paraoxonasa en els individus QQ i una disminució de la mateixa en els portadors de l'al·lel R pel polimorfisme PON1-192. L'increment de l'activitat paraoxonasa immediatament després de l'exercici físic agut era seguit per una disminució subseqüent de l'activitat. La recuperació dels nivells basals d'activitat paraoxonasa a les 24h de l'exercici físic agut es donava en els individus QQ independentment del seu estat d'entrenament, i en els individus portadors de l'al·lel R només quan estan entrenats. En tercer lloc, el consum elevat d'àcid oleic comportava un augment de la concentració de c-HDL i de l'activitat paraoxonasa en els homes portadors dels genotips QR i RR del polimorfisme PON1-192, respectivament.Paraules claus: paraoxonasa, PON1, genotips, simvastatina, hipercolesterolèmia familiar, interacció gen-dieta, lipoproteïna d'alta densitat (HDL), exercici físic agut, entrenament físic, estrès oxidatiu, àcid oleic, oli d'oliva, peròxids lipídics, malaltia cardiovascular. / The present thesis evaluates some environmental factor effects on paraoxonase1 (PON1), an possibly protective against cardiovascular disease antioxidant enzyme, through two intervention studies and a cross-sectional one. First, treatment with simvastatin of the familial hypercholesterolemic patients, which had low paraoxonase activity, was associated with an increase in the activity to values similar to the normolipemic ones, regardless of the PON1-55 or PON1-192 polymorphisms. Second, Regular exercise was associated with an increase in PON1 activity in QQ subjects and with a decrease in R carriers. Increased PON1 activity immediately after a bout of exercise was subsequently followed by a decrease of activity. The recovery of the basal PON1 activity levels at 24 h was found in QQ subjects regardless of their training status and in trained R carriers, but not in untrained R carriers. Third, high oleic acid intake was associated with increased HDL cholesterol and PON1 activity levels only in men who were QR and RR of the PON1-192 polymorphism, respectively.

No description available.