Para avaliar a participação do Sistema Renina Angiotensina (SRA) sobre a Hipertrofia Cardíaca de ratos submetidos ao treinamento resistido foram usados 64 Ratos Wistar divididos em: Controle (CO), Treinado (TR), Controle ou Treinado tratados com Losartan (LOS; 20mg/Kg/d) e Controle ou Treinado tratados com NaCl (SAL; 1% água). Os grupos treinados realizaram quatro séries de 12 repetições, 5x/sem/8sem, com 65-75% de 1 Repetição Máxima (1RM). Hipertrofia cardíaca (HC), obtida pelo peso úmido do VE corrigida pelo Peso Corporal (PC) e pelo Ecocardiograma, foi observada no grupo TR com nenhum prejuízo da função ventricular. Tanto a atividade da ECA, sistêmica e local no coração, quanto a atividade da renina não foram alteradas pelo treinamento. Pelo Western blotting, não foi observada alteração na expressão protéica do peptídeo angiotensina II e do receptor de angiotensina II AT2 com o treinamento, mas observou-se aumento de 31,4% na expressão dos receptores de angiotensina II AT1 no grupo TR. A administração do antagonista do receptor AT1 (Losartan) preveniu a HC em resposta ao treinamento. O mesmo não foi observado com a administração do NaCl para inibir a atividade da Renina. Esses resultados sugerem que o receptor AT1 participa da HC induzida pelo treinamento resistido sem a necessidade de aumento na concentração da angiotensina II cardíaca. Um possível mecanismo seria a ativação direta dos receptores AT1 pelo estiramento mecânico dos cardiomiócitos. / Besides the well-known effects of Ang II in stimulating pathological pressure-overload cardiac hypertrophy, little information is available regarding the role of Renin-Angiotensin-System (RAS) in the exercise training-induced cardiac hypertrophy. 64 male Wistar rats were divided into 6 groups: Sedentary, Trained, Sedentary or Trained + Losartan (20mg/Kg/d, n=7) and Sedentary or Trained + Salt (NaCl 1%). The exercise protocol was: 4 x 12 bouts, 5x/week during eight weeks, with 65-75% of 1 Repetition Maximum (1RM). Using LV weight/body weight ratio and echocardiography (ECHO) we have observed cardiac hypertrophy in the Trained group without any impairment in ventricular function. Concerning RAS, neither ACE, analyzed by fluorometric assay (systemic and local in the heart), nor Renin, by RIA, activities were altered after resistance training. In addition, using Western blotting analysis, no change was observed in cardiac Ang II and AT2 receptor levels while the AT1 receptor expression was upregulated in Trained groups by 31,4%. Administration of the AT1 receptor antagonist (losartan) prevented left ventricle hypertrophy in response to the resistance training. The administration of salt, to inhibit the renin activity, did not prevent the cardiac hypertrophy. These results suggest that the AT1 receptor participates in resistance-training-induced cardiac hypertrophy without an increase in Ang II concentration in the heart. A possible mechanism is the direct activation of the AT1 receptor by mechanical stretching of cardiomyocytes.

Orientadora: Marcela Sorelli Carneiro Ramos / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Biossistemas, 2013

A hipertrofia cardíaca é caracterizada como um aumento da massa cardíaca e é considerada um mau prognóstico e está associada as diversas formas de insuficiência cardíaca. No entanto, outra forma de resposta hipertrófica pode ser gerada por meio do treinamento físico, o qual produz aumento proporcional da espessura da parede, levando ao fenótipo conhecido como \"coração de atleta\", onde há uma preservação ou melhora na função cardíaca. Ambos fenótipos de remodelamento cardíaco estão estritamente associados às vias canônicas e não canônicas do sistema renina angiotensina (SRA). Estudo prévio do nosso grupo demonstrou, que o treinamento físico aeróbio alterou a expressão de microRNAs envolvidos na regulação do SRA, em especial na regulação da expressão das enzimas chave deste sistema, a enzima conversora de angiotensina 1 (ECA) e enzima conversora de angiotensina 2 (ECA2). Porém, ainda pouco se sabe sobre o papel dos microRNAs na modulação do SRA local cardíaco em resposta ao treinamento físico. O presente estudo teve como objetivo traçar o perfil de expressão de microRNAs entre camundongos treinados e com superexpressão de ECA2 cardíaca. Nós utilizamos para isso, camundongos da linhagem C57BL/6 divididos em três grupos experimentais: 1) Sedentário 2) Grupo Treinado e com 3) superexpressão de ECA2 no coração. A superexpressão de ECA2 cardíaca resultou em aumento da massa cardíaca e na alteração de 14 microRNAs em relação ao grupo controle e o treinamento aeróbio embora não tenha apresentado alteração na massa cardíaca, alterou 4 microRNAs em relação ao controle. Destes microRNAs, 3 microRNAs (-133a-5p, -208a-3p e -215) foram confirmados por RT-qPCR. A busca por alvos preditos destes microRNAs gerou uma lista de 418 genes que resultou em 24 vias de sinalização via KEGG Pathway. Destas, atenção foi dada para as vias pró-hipertróficas de PI3K e MAPK que são conhecidas por participarem do remodelamento cardíaco fisiológico e patológico / Cardiac hypertrophy is characterized as an increase in heart mass and is considered a poor prognostic sign, being associated with the various forms of heart failure. However, another form of hypertrophic response can be generated through physical training, which produces a proportional increase in wall thickness, leading to the phenotype known as the \"athlete\'s heart,\" where there is preservation or improvement in cardiac function. Both phenotypes of cardiac remodeling are strictly associated with the canonical and noncanonical pathways of the renin angiotensin system (RAS). A previous study of our group demonstrated that aerobic physical training altered the expression of microRNAs involved in the regulation of RAS, especially in the regulation of the expression of the key enzymes of this system, angiotensin converting enzyme 1 (ACE) and angiotensin converting enzyme 2 (ACE2). However, little is known about the role of microRNAs in modulating cardiac local RAS in response to physical training. The present study aimed to identify the expression profile of microRNAs between trained mice and mice with overexpression of cardiac ACE2. We used C57BL/6 lineage mice divided into three experimental groups: 1) Sedentary 2) Trained Group and 3) overexpression of cardiac ACE2. The overexpression of cardiac ACE2 resulted in an increase in cardiac mass and in the alteration of 14 microRNAs in relation to the control group and the aerobic training, although it did not present alterations in the cardiac mass, altered 4 microRNAs in relation to the control. Of these microRNAs, 3 microRNAs (-133a-5p, -208a-3p and -215-5p) were confirmed by RT-qPCR. The search for predicted targets of these microRNAs generated a list of 418 genes that resulted in 24 signaling pathways via KEGG Pathway. Of these, attention was given to the pro-hypertrophic pathways of PI3K and MAPK that are known to participate in physiological and pathological cardiac remodeling

A hipertrofia cardíaca é caracterizada como um aumento da massa cardíaca e é considerada um mau prognóstico e está associada as diversas formas de insuficiência cardíaca. No entanto, outra forma de resposta hipertrófica pode ser gerada por meio do treinamento físico, o qual produz aumento proporcional da espessura da parede, levando ao fenótipo conhecido como \"coração de atleta\", onde há uma preservação ou melhora na função cardíaca. Ambos fenótipos de remodelamento cardíaco estão estritamente associados às vias canônicas e não canônicas do sistema renina angiotensina (SRA). Estudo prévio do nosso grupo demonstrou, que o treinamento físico aeróbio alterou a expressão de microRNAs envolvidos na regulação do SRA, em especial na regulação da expressão das enzimas chave deste sistema, a enzima conversora de angiotensina 1 (ECA) e enzima conversora de angiotensina 2 (ECA2). Porém, ainda pouco se sabe sobre o papel dos microRNAs na modulação do SRA local cardíaco em resposta ao treinamento físico. O presente estudo teve como objetivo traçar o perfil de expressão de microRNAs entre camundongos treinados e com superexpressão de ECA2 cardíaca. Nós utilizamos para isso, camundongos da linhagem C57BL/6 divididos em três grupos experimentais: 1) Sedentário 2) Grupo Treinado e com 3) superexpressão de ECA2 no coração. A superexpressão de ECA2 cardíaca resultou em aumento da massa cardíaca e na alteração de 14 microRNAs em relação ao grupo controle e o treinamento aeróbio embora não tenha apresentado alteração na massa cardíaca, alterou 4 microRNAs em relação ao controle. Destes microRNAs, 3 microRNAs (-133a-5p, -208a-3p e -215) foram confirmados por RT-qPCR. A busca por alvos preditos destes microRNAs gerou uma lista de 418 genes que resultou em 24 vias de sinalização via KEGG Pathway. Destas, atenção foi dada para as vias pró-hipertróficas de PI3K e MAPK que são conhecidas por participarem do remodelamento cardíaco fisiológico e patológico / Cardiac hypertrophy is characterized as an increase in heart mass and is considered a poor prognostic sign, being associated with the various forms of heart failure. However, another form of hypertrophic response can be generated through physical training, which produces a proportional increase in wall thickness, leading to the phenotype known as the \"athlete\'s heart,\" where there is preservation or improvement in cardiac function. Both phenotypes of cardiac remodeling are strictly associated with the canonical and noncanonical pathways of the renin angiotensin system (RAS). A previous study of our group demonstrated that aerobic physical training altered the expression of microRNAs involved in the regulation of RAS, especially in the regulation of the expression of the key enzymes of this system, angiotensin converting enzyme 1 (ACE) and angiotensin converting enzyme 2 (ACE2). However, little is known about the role of microRNAs in modulating cardiac local RAS in response to physical training. The present study aimed to identify the expression profile of microRNAs between trained mice and mice with overexpression of cardiac ACE2. We used C57BL/6 lineage mice divided into three experimental groups: 1) Sedentary 2) Trained Group and 3) overexpression of cardiac ACE2. The overexpression of cardiac ACE2 resulted in an increase in cardiac mass and in the alteration of 14 microRNAs in relation to the control group and the aerobic training, although it did not present alterations in the cardiac mass, altered 4 microRNAs in relation to the control. Of these microRNAs, 3 microRNAs (-133a-5p, -208a-3p and -215-5p) were confirmed by RT-qPCR. The search for predicted targets of these microRNAs generated a list of 418 genes that resulted in 24 signaling pathways via KEGG Pathway. Of these, attention was given to the pro-hypertrophic pathways of PI3K and MAPK that are known to participate in physiological and pathological cardiac remodeling

Baseado na hipótese de que a modulação do estresse oxidativo cardíaco é diretamente associada à ativação de vias de sinalização de crescimento celular, propomos estudar o perfil oxidativo cardíaco em modelos de hipertrofia cardíaca patológica (HCP) e fisiológica (HCF). Além disso, buscamos verificar se existe associação deste perfil com a ativação de vias de sinalização de crescimento celular, bem como com a função cardíaca e se isto é influenciado pelo exercício físico e pelos sistemas reninaangiotensina (SRA) e nervoso simpático (SNS). Para isso, desenvolvemos cinco trabalhos onde avaliamos parâmetros funcionais, morfológicos, bioquímicos e moleculares que permitem avaliação dos mecanismos relacionados com o objetivo desta tese. No primeiro artigo (I), mostramos o efeito do exercício em animais SHR sobre a diminuição do estresse oxidativo e da atividade simpática cardíaca, avaliada através da concentração de noradrenalina no coração. Esses parâmetros apresentaram fortes correlações com a redução da hipertrofia cardíaca patológica hipertensiva. Este primeiro estudo mostrou que atividade do SNS sobre o coração está associada ao aumento do estresse oxidativo, podendo, então, estimular o desenvolvimento da HCP. No segundo estudo (artigo II), buscamos comparar o perfil oxidativo cardíaco em ratos normotensos e hipertensos e associar estes parâmetros com a ativação de vias de sinalização intracelulares. Verificamos que os animais SHR com hipertensão estabelecida apresentam elevado estresse oxidativo cardíaco, e isto está fortemente associado com o índice de hipertrofia cardíaca (IHC) e com a ativação da p38. Por outro lado, verificamos uma associação inversa entre o dano protéico oxidativo e a ativação da ERK1/2. Os resultados demonstram, assim, que animais SHR com hipertensão estabelecida e HCP, apresentam um quadro de estresse oxidativo cardíaco, e isso pode determinar o predomínio da ativação de vias pró-apoptóticas, em detrimento das vias de sobrevivência celular. Após, realizamos o terceiro estudo (artigo III), onde avaliamos o efeito do enalapril, um inibidor da enzima conversora da angiotensina (ECA) sobre os parâmetros avaliados no estudo anterior. Mostramos através do uso do enalapril, que o SRA estimula o estresse oxidativo cardíaco e a ativação da p38 nos animais SHR com hipertensão estabelecida e HCP. No entanto, este sistema não exerce influência sobre a Akt e a ERK1/2 nesta fase da hipertensão. Na seqüência, o artigo IV possibilitou a avaliação do perfil oxidativo cardíaco e das vias e fatores relacionados com o crescimento celular e o desenvolvimento da HCF induzida pelo exercício de natação. Demonstramos, através deste estudo, que o estresse oxidativo e o desequilíbrio redox não estão diretamente relacionados com o desenvolvimento da HCF, uma vez que estes estavam diminuídos nos animais treinados. No entanto, verificamos o aumento da fosforilação da Akt e da ERK1/2 na HCF, e esta ativação de vias relacionadas ao crescimento celular pode estar sendo estimulada pelo SRA, provavelmente via fatores de crescimento, como o EGF avaliado neste estudo. Assim, realizamos o último trabalho (artigo V) onde avaliamos os efeitos induzidos pelo exercício sobre a redução da HCP de animais SHR, e a participação do SRA nesses mecanismos. Verificamos que o exercício isolado diminuiu o estresse oxidativo cardíaco, como já havíamos observado no artigo I, mas também demonstramos que esse efeito parece determinar a diminuição da ativação da p38 e o aumento da Akt. Esses achados indicam que o exercício parece reduzir os fatores pró-apoptóticos cardíacos e estimular mecanismos de sobrevivência, que no final resultam na melhora da função cardíaca. A participação do SRA nesse mecanismo benéfico do exercício parece ser discreta pela sua possível redução, porém influencia a ativação da Akt na regressão da HCP. Dessa forma, concluímos que o estresse oxidativo está diretamente associado ao desenvolvimento da HCP possivelmente promovendo o desequilíbrio entre vias de sobrevivência e apoptose celulares, determinando assim, em condições patológicas, o predomínio da última. Nessas condições, o SRA e o SNS são importantes por estimular esse quadro de estresse oxidativo, e o exercício, pelo contrário, atua sobre esses sistemas melhorando o estado geral cardíaco. Em condições fisiológicas, a ativação de vias relacionadas ao crescimento celular passa a desempenhar um papel chave na determinação da HCF, e isso se deve à participação do SRA e de fatores de crescimento sobre o coração. / Considering that oxidative stress is directly associated with cell growth pathways activation, the aim of this study was to assess cardiac oxidative stress profile in rat models of physiological (HCF) and pathological (HCP) cardiac hypertrophy. In addition, we aimed to verify whether an association exists with intracellular pathways activation and cardiac function. The participation of renin-angiotensin (SRA) and sympathethic nervous (SNS) systems and exercise training effect on cardiac hypertrophy were also assessed. Therefore, we have evaluated functional, morphological, biochemical, and molecular parameters to assess hypertrophic mechanisms. The first study (I) demonstrated in spontaneously hypertensive rats (SHR) that exercise training decreased cardiac oxidative stress and sympathetic activity, assessed through cardiac norepinephrine concentration. The data were strongly correlated with the reduction of pathological cardiac hypertrophy. The first study therefore has shown that cardiac SNS activity is associated with the increase of oxidative stress, which could determine HCP. In the second study (II), we aimed to compare the cardiac oxidative status between normotensive and hypertensive rats, and to establish an association with intracellular pathways activation. We have observed that SHR with established hypertension have increased cardiac oxidative stress, and it was directly associated the cardiac hypertrophy index (CHI) and with p38 activation. On the other hand, it was verified negative correlation between protein oxidative damage and ERK1/2 activation. Thus, the results indicate that SHR with established hypertension and HCP have high oxidative stress, which could determine the predominance of proapoptotic mechanisms. Next, the third study (III) has evaluated an angiotensin-converting enzyme (ECA) inhibitor, enalapril, effect on the same parameters assessed in article II. We have shown in SHR with established hypertension that SRA stimulates cardiac oxidative stress and p38 activation, whereas enalapril has not modified Akt and ERK1/2 activation. The fourth study (IV) investigated cardiac oxidative profile and cell grouth related pathways on swimming training-induced HCF. We have demonstrated that the decrease of oxidative stress and the enhanced redox status were not directly associated with IHC. However, we verified increased Akt and ERK1/2 phosphorilation on HCF. This pathways response may be stimulated by SRA through increasing growth factors such as EGF. Thus, the fifth study (V) associated exercise training and enalapril to assess the exercise effect and SRA participation on hypertrophic mechanisms. It was demonstrated that only exercise decreased cardiac oxidative stress, as previously observed in article I, but it has also decreased p38 activation while increased Akt. The findings indicate that, in SHR, exercise may decreases cardiac proapoptotic factors and stimulates survival mechanisms, improving the cardiac function. Moreover, in SHR it is possible that exercise induces the decrease of angiotensin II or inhibits its action whereas it was also observed a small SRA participation in trained SHR by enalapril-induced decrease of Akt phosphorilation. Therefore, the overall results indicate that oxidative stress is directly associated with HCP and might promote the imbalance between cell survival and proapoptotic pathways. Moreover, SRA and SNS stimulate cardiac oxidative stress while exercise improves the overall cardiac function. On the other hand, in physiologic conditions, the activation of cell growth-related pathways exerts a key role on HCF development, and it depends on SRA participation.

A hipertrofia cardíaca é um mecanismo de adaptação do coração ao aumento de demanda. De acordo com o estímulo, fisiológico ou patológico, a hipertrofia apresenta diferentes características morfológicas e moleculares. Compreender os mecanismos comuns e distintos entre os dois tipos de hipertrofia é um passo importante para o desenvolvimento de estratégias de prevenção e tratamento da IC. Dentre os mecanismos distintos cabe ressaltar a participação das espécies reativas do oxigênio (EROs) que parecem estar presentes em altos níveis na hipertrofia cardíaca patológica e em baixos na fisiológica. Além disso, o papel regulatório dos microRNAs (miRs) tem sido demonstrado nas doenças cardiovasculares. No entanto, a influência das EROs no desenvolvimento da hipertrofia e nas adaptações decorrentes a ela ainda não está estabelecido. Assim, nosso objetivo foi avaliar as diferenças morfológicas e moleculares da hipertrofia cardíaca fisiológica, induzida pelo exercício, e da patológica, induzida por bandeamento aórtico (TAC), e sua modulação pela vitamina E. Os modelos de exercício e TAC desenvolveram hipertrofia cardíaca de forma compatível com o estímulo recebido. Essas adaptações ocorreram conjuntamente com alterações na expressão dos miRs-21, -26b, -150, -210 e -499. A vitamina E inibiu o estímulo angiogênicos, no modelo fisiológico, assim como a expressão dos miRs-21, -150 e -210. No entanto, esses efeitos não alteraram o fenótipo final da hipertrofia cardíaca fisiológica. No modelo patológico, por outro lado, a vitamina E reduziu a fibrose e o dano oxidativo, além de alterar a expressão de miRs já descritos no desenvolvimento da hipertrofia cardíaca patológica. Novamente, esse efeito não foi suficiente para reduzir a hipertrofia cardíaca. Em conjunto, os dados desse estudo sugerem que a vitamina E e/ou sua capacidade antioxidante têm a capacidade de influenciar de forma benéfica a hipertrofia patológica; no entanto, seus efeitos podem ser desfavoráveis no estímulo fisiológico. / Cardiac hypertrophy is an adaptive mechanism of the heart to the increased demand. According to the stimulus, physiological or pathological, cardiac hypertrophy present different morphological and molecular features. Understanding both the unique and the shared features in each type of hypertrophy is an important step to the development of novel approaches in the HF management. Among the unique mechanisms, the participation of reactive oxygen species (ROS) seems to be present at high levels in pathological and at low levels in physiological cardiac hypertrophy. Furthermore, the regulatory role of microRNAs (miRs) have been shown in cardiovascular diseases. However, ROS influence in cardiac hypertrophy development and their adaptations were not established yet. Thus, our objective was to evaluate morphological and molecular differences between physiological cardiac hypertrophy (physical exerciceinduced) and pathological cardiac hypertrophy (transverse aortic constrictioninduced), and its modulation by vitamin E. Exercise and TAC models developed cardiac hypertrophy in a manner consistent with the received stimulus. These adaptations occurred along with changes in miR-21, -26b, -150, -210 and -499 expression. Vitamin E inhibited angiogenic adaptations, as well as miR-21, -150 and -210 expression in physiological model. However, these effects did not change the final physiological cardiac hypertrophy phenotype. On the other hand, in the pathological model, vitamin E reduced oxidative damage and fibrosis, and altered the expression of miRs described in pathological cardiac hypertrophy development. Again, this effect was not sufficient to reduce cardiac hypertrophy. In conclusion, vitamin E and/or its antioxidant capacity have the capacity to influence the pathological hypertrophy in a beneficial way, but its effects can be unfavorable in the physiological stimulus.

Orientadora: Profa. Dra. Marcela Sorelli Carneiro Ramos / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Biossistemas, 2017. / As doencas cardiovasculares correspondem ao maior risco de morte subita em todo o mundo, a populacao mundial tem se tornado cada vez mais sedentaria e junto as doencas cardiovasculares outros problemas de saude publica aumentam como a obesidade e diabetes mellitus. Os gastos com a saude publica aumentam muito devido a maior incidencia de doencas associadas ao sedentarismo, obesidade, tabagismo, estresse, hipertensao arterial entre outros. Especificamente a obesidade e considerada uma epidemia mundial, que esta associada aos habitos alimentares e sedentarismo, e esta amplamente relacionada ao fator de risco cardiovascular como hipertensao arterial, resistencia insulinica, dislipidemia e diabetes mellitus, que favorecem o processo aterosclerotico e a ocorrencia de eventos cardiovasculares. Ha uma maior prevalencia de hipertensao arterial em individuos obesos e presenca de hipertrofia cardiaca, que e a maior condicao de morbimortalidade cardiovascular. Trata-se de uma doenca cronica relacionada a eventos pro-inflamatorios com acao de diversas citocinas e quimiocinas alem de hormonios envolvidos na resposta imunologica inata. Os receptores Toll-Like fazem parte da Resposta Imunologica Inata e estao presentes em diversos tecidos, incluindo o coracao. Quando ativados desencadeiam uma resposta intracelular, ativando fatores transcricionais, como NF-kB, que leva a transcricao genica de citocinas inflamatorias: IL-6, TNF-¿¿, INF-gama, IL-1. Algumas doencas cardiovasculares sao antecedidas por inflamacoes sistemicas ou locais, demonstrando que as citocinas sao responsaveis por modular o trofismo cardiaco. Diante do exposto, uma analise mais completa envolvendo obesidade e processos inflamatorios com o risco cardiovascular se faz necessaria para a compreensao de moleculas e vias de sinalizacao, reguladas nessa patologia. O presente estudo tem como objetivo avaliar a contribuicao dos fatores inflamatorios na hipertrofia cardiaca induzida por modelo experimental de obesidade. Para tanto, foram utilizados camundongos C57Bl/6 e camundongos FVB/NJ submetidos ao tratamento com dieta rica em gordura contendo 23% proteina, 35,5% carboidrato e 35,9% gordura e foram comparados aos grupos chow (controle) submetidos a dieta composta por 19% de proteina, 56% de carboidrato, 3,5% de gordura por 68 dias de tratamento. Os animais C57Bl/6 apresentaram maior ganho de peso em relacao aos FVB/NJ ao final dos 68 dias de dieta High Fat. O aumento de colesterol serico, insulina, glicemia, epiWAT (epididymal white adipose tissue) foi maior nos animais C57Bl/6. As duas linhagens apresentaram Heart Weight/Body Lenght e Heart Weight/Tibia Lenght maior em relacao ao grupo Chow, ou seja, grupo controle. Atraves da tecnica de Q-PCR os niveis de mRNA dos marcadores moleculares de hipertrofia cardiaca foram avaliados, e o marcador alfa-actina mostrou-se aumentado na linhagem C57Bl/6 enquanto o marcador ANF (atrial natriuretic factor) mostrou-se aumentado na linhagem FVB/NJ, quando comparados aos seus respectivos grupos chow. Os genes TLR2, TLR4, TNF-¿¿, IL-6, MyD88 e NF-kB tambem foram avaliados. A expressao genica de TLR2, MyD88 e NF-kB mostrou-se diminuida nos animais FVB/NJ submetidos a dieta rica em gordura quando comparados aos animais controle. Na linhagem C57Bl/6, observou-se aumento na expressao genica de TNF-¿¿ e NF-kB. A inducao da obesidade promoveu maior ganho de peso na linhagem C57Bl/6 acompanhado de maior adiposidade abdominal e no tecido epididimal, essa linhagem apresentou maior sensibilidade a insulina e maiores niveis de colesterol na dieta High Fat em relacao a linhagem FVB/JN. Houve remodelamento cardiaco em ambas linhagens e a expressao genica de citocinas inflamatorias foi mais evidente na linhagem C57Bl/6, tambem apresentando maior expressao genica de NF-kB. A linhagem FVB/NJ apresentou diminuicao na expressao de MyD88 e NF-kB na dieta High Fat. Com base nos resultados obtidos verificamos que os camundongos C57Bl/6 mostraram-se mais suscetiveis a dieta enquanto a linhagem FVB/JN mostrou-se mais resistente. / Cardiovascular diseases correspond to an increased risk of worldwide sudden death, the world population has become increasingly sedentary and with cardiovascular diseases other public health problems increase such as obesity and diabetes mellitus. Expenditures on public health increase greatly due to a higher incidence of diseases associated with sedentarism, obesity, smoking, stress, hypertension among others. Obesity specifically is considered a worldwide epidemic, which is associated with eating habits and sedentary lifestyle, and is largely related to cardiovascular risk such as hypertension, insulin resistance, dyslipidemia and diabetes mellitus, which favor the atherosclerotic process and occurrence of cardiovascular events. There is a higher prevalence of hypertension in obese and presence of cardiac hypertrophy, which is a higher cardiovascular morbidity and mortality condition. It is a chronic disease related to pro-inflammatory events with the action of various cytokines and chemokines in addition to hormones involved in the innate immune response. Toll-like receptors are part of the innate immune response and are present in several tissues including the heart. When activated trigger an intracellular response, activating transcriptional factors such as NF-kB, which leads to the genetic transcription of inflammatory cytokines: IL-6, TNF- á, IFN-gamma, IL-1. Some cardiovascular diseases are antecedents of systemic or local inflammations, demonstrating that cytokines are responsible for modulating cardiac trophism. In summary, a more complete analysis involving obesity and inflammatory processes with cardiovascular risk to understand molecules and signaling pathways regulated in this pathology are needed. The present study aims to evaluate the contribution of inflammatory factors in cardiac hypertrophy induced by the experimental model of obesity. For this, C57Bl/6 mice and FVB/NJ mice submitted to a high fat diet containing 23% protein, 35.5% carbohydrate and 35.9% fat were compared to the Chow (control) groups submitted to a chow diet containing 19% protein, 56% carbohydrate, 3.5% fat for 68 days of treatment. The C57Bl/6 animals presented greater weight gain in relation to FVB/NJ at the end of 68 days of high fat diet. Serum cholesterol, insulin, glycemia, epiWAT (epididymal white adipose tissue) increased in C57B1/6 animals. Both strains presented Heart Weight/Body Lenght and Heart Weight/Tibia Lenght higher than the Chow group. mRNA levels of cardiac hypertrophy molecular markers were evaluated through Q-PCR technique, and the alpha-actin marker was shown to be increased in the C57B1/6 lineage while the ANF (atrial natriuretic factor) marker was shown to be increased in the FVB/NJ lineage, when compared to their respective chow groups. TLR2, TLR4, TNF-á, IL-6, MyD88 and NF-kB genes were also evaluated. Gene expression of TLR2, MyD88 and NF-kB were decreased in FVB / NJ animals submitted to a high fat diet when compared to control animals. There was an increase in the gene expression of TNF-á and NF-kB in C57Bl/6 lineage. The induction of obesity promoted greater weight gain in the C57Bl/6 mice followed by a greater abdominal and epididymal adiposity, this lineage presented higher insulin sensitivity and higher cholesterol levels in the High Fat diet when compared to the FVB/JN lineage. There was cardiac remodeling in both lineages and inflammatory cytokines gene expression were more evident in the C57Bl/6 mice, also presenting a greater gene expression of NF-kB. The FVB/NJ mice showed decreased expression of MyD88 and NF-kB on the High Fat diet. Based on the results, we found that the C57Bl/6 mice were more susceptible to the High Fat diet than the FVB/JN strain.

Orientadora: Profa. Dra. Marcela Sorelli Carneiro Ramos / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Biossistemas, 2017. / hipertrofia cardiaca pode ser considerada uma adaptacao fisiologica que se desenvolve quando ha uma sobrecarga cronica imposta ao miocardio. A lesao renal e definida como uma diminuicao abrupta da funcao renal e pode ser considerada uma doenca inflamatoria que pode atingir outros orgaos como, por exemplo, pulmoes, figado e coracao. Evidencias sugerem um papel importante para interleucina-6 (IL-6) nas vias moleculares que iniciam a hipertrofia. O sistema nervoso simpatico (SNS) esta relacionado com a funcao imunologica inervando os orgaos imunes sendo responsavel pela liberacao de catecolaminas. Por sua vez, as catecolaminas quando liberadas no coracao modificam o debito cardiaco por alterarem a forca de contracao nas fibras miocardicas e a frequencia cardiaca. Alem de influenciar funcionalmente a circulacao, o aumento na atividade do SNS, pode exercer um efeito trofico sobre as celulas musculares lisas e miocardicas, podendo assim, contribuir para o trofismo do sistema cardiovascular. O presente estudo buscou avaliar a participacao do Sistema Nervoso Simpatico, no desenvolvimento da hipertrofia cardiaca induzida por lesao renal isquemica. Para tanto, foram utilizados camundongos machos C57BL/6 submetidos a oclusao do pediculo renal esquerdo, por 60 min, seguido de reperfusao por 12 dias, e submetidos ou nao ao tratamento com o ¿À-bloqueador atenolol. Os resultados demostraram que o modelo experimental de isquemia/reperfusao (I/R), foi capaz de gerar um quadro de falencia renal e induzir hipertrofia cardiaca, devido ao processo inflamatorio causado pela lesao. Alem disso, o tratamento com atenolol foi capaz de prevenir o crescimento hipertrofico observado apos a I/R, avaliado pelas relacoes Peso coracao/Peso Corporeo, pelos niveis de RNAm de ANF e BNP (marcadores moleculares de hipertrofia cardiaca) e pelos niveis das citocinas inflamatorias. Da mesma forma, o tratamento reduziu os niveis de expressao genica e proteica do receptor ¿À adrenergico assim como dos demais componentes da via, e tambem a atividade enzimatica de PKA. Os niveis de noradrenalina tambem se mostraram elevados apos isquemia e reperfusao, apresentando uma relacao com a hipertrofia observada, sugerindo um papel importante do SNS na regulacao do quadro hipertrofico. Diante do exposto, os dados apresentados demonstram uma sensibilidade do tecido cardiaco para as acoes do SNS, o qual pode estar presente na regulacao de mecanismos que levam a patogenese da hipertrofia cardiaca neste modelo. / Cardiac hypertrophy is a physiological adaptation that develops when a chronic overload is imposed on the myocardium. Kidney damage is defined as an abrupt decrease in kidney function and can be considered an inflammatory disease that can target other organs such as the lungs, the liver and the heart. Evidence suggests an important role for interleukin-6 (IL-6) in the molecular pathways that initiate hypertrophy. The sympathetic nervous system is related to the immune function by innervating the immune organs and also being responsible for the release of catecholamines. On the other hand, the catecholamines released in the heart modify the cardiac output because they change the contraction force of the myocardial fibers and the heart rate. An increase in the activity of the SNS, which functionality influencescirculation, can exert a trophic effect on the smooth and over myocardial muscle cells, thus contributing to the trophism of the cardiovascular system. The present study aimed to evaluate the participation of the Sympathetic Nervous System in thedevelopment of cardiac hypertrophy induced ischemia/reperfusion animal model. Therefore, C57BL / 6 mice were submitted to left renal pedicle occlusion for 60 min, followed by reperfusion for 12 days, with or without treatment with the â-blocker atenolol. The results demonstrated that the experimental model of ischemia / reperfusion (I / R) was able to generate renal failure and induce cardiac hypertrophy due to the inflammatory process caused by the lesion. In addition, atenolol treatment was able to prevent the hypertrophic development observed after I / R, performed by heart weight/ bodyweight ratios, ANF and BNP mRNA levels (molecular markers of cardiac hypertrophy), and cytokine levels. Similarly, the treatment reduced the levels of gene and protein expression of the â-adrenergic receptor as well as of the other components of the pathway and enzymatic activity of PKA. Noradrenaline levels were also elevated after ischemia / reperfusion, showing a relationship with the hypertrophy phenomenon and therefore suggesting an important role of SNS in the regulation of hypertrophic conditions. In conclusion, this data indicates a sensitivity of the cardiac tissue to the actions of the SNS, which may be present in the regulation of mechanisms that lead to the pathogenesis of cardiac hypertrophy in this model.

Baseado na hipótese de que a modulação do estresse oxidativo cardíaco é diretamente associada à ativação de vias de sinalização de crescimento celular, propomos estudar o perfil oxidativo cardíaco em modelos de hipertrofia cardíaca patológica (HCP) e fisiológica (HCF). Além disso, buscamos verificar se existe associação deste perfil com a ativação de vias de sinalização de crescimento celular, bem como com a função cardíaca e se isto é influenciado pelo exercício físico e pelos sistemas reninaangiotensina (SRA) e nervoso simpático (SNS). Para isso, desenvolvemos cinco trabalhos onde avaliamos parâmetros funcionais, morfológicos, bioquímicos e moleculares que permitem avaliação dos mecanismos relacionados com o objetivo desta tese. No primeiro artigo (I), mostramos o efeito do exercício em animais SHR sobre a diminuição do estresse oxidativo e da atividade simpática cardíaca, avaliada através da concentração de noradrenalina no coração. Esses parâmetros apresentaram fortes correlações com a redução da hipertrofia cardíaca patológica hipertensiva. Este primeiro estudo mostrou que atividade do SNS sobre o coração está associada ao aumento do estresse oxidativo, podendo, então, estimular o desenvolvimento da HCP. No segundo estudo (artigo II), buscamos comparar o perfil oxidativo cardíaco em ratos normotensos e hipertensos e associar estes parâmetros com a ativação de vias de sinalização intracelulares. Verificamos que os animais SHR com hipertensão estabelecida apresentam elevado estresse oxidativo cardíaco, e isto está fortemente associado com o índice de hipertrofia cardíaca (IHC) e com a ativação da p38. Por outro lado, verificamos uma associação inversa entre o dano protéico oxidativo e a ativação da ERK1/2. Os resultados demonstram, assim, que animais SHR com hipertensão estabelecida e HCP, apresentam um quadro de estresse oxidativo cardíaco, e isso pode determinar o predomínio da ativação de vias pró-apoptóticas, em detrimento das vias de sobrevivência celular. Após, realizamos o terceiro estudo (artigo III), onde avaliamos o efeito do enalapril, um inibidor da enzima conversora da angiotensina (ECA) sobre os parâmetros avaliados no estudo anterior. Mostramos através do uso do enalapril, que o SRA estimula o estresse oxidativo cardíaco e a ativação da p38 nos animais SHR com hipertensão estabelecida e HCP. No entanto, este sistema não exerce influência sobre a Akt e a ERK1/2 nesta fase da hipertensão. Na seqüência, o artigo IV possibilitou a avaliação do perfil oxidativo cardíaco e das vias e fatores relacionados com o crescimento celular e o desenvolvimento da HCF induzida pelo exercício de natação. Demonstramos, através deste estudo, que o estresse oxidativo e o desequilíbrio redox não estão diretamente relacionados com o desenvolvimento da HCF, uma vez que estes estavam diminuídos nos animais treinados. No entanto, verificamos o aumento da fosforilação da Akt e da ERK1/2 na HCF, e esta ativação de vias relacionadas ao crescimento celular pode estar sendo estimulada pelo SRA, provavelmente via fatores de crescimento, como o EGF avaliado neste estudo. Assim, realizamos o último trabalho (artigo V) onde avaliamos os efeitos induzidos pelo exercício sobre a redução da HCP de animais SHR, e a participação do SRA nesses mecanismos. Verificamos que o exercício isolado diminuiu o estresse oxidativo cardíaco, como já havíamos observado no artigo I, mas também demonstramos que esse efeito parece determinar a diminuição da ativação da p38 e o aumento da Akt. Esses achados indicam que o exercício parece reduzir os fatores pró-apoptóticos cardíacos e estimular mecanismos de sobrevivência, que no final resultam na melhora da função cardíaca. A participação do SRA nesse mecanismo benéfico do exercício parece ser discreta pela sua possível redução, porém influencia a ativação da Akt na regressão da HCP. Dessa forma, concluímos que o estresse oxidativo está diretamente associado ao desenvolvimento da HCP possivelmente promovendo o desequilíbrio entre vias de sobrevivência e apoptose celulares, determinando assim, em condições patológicas, o predomínio da última. Nessas condições, o SRA e o SNS são importantes por estimular esse quadro de estresse oxidativo, e o exercício, pelo contrário, atua sobre esses sistemas melhorando o estado geral cardíaco. Em condições fisiológicas, a ativação de vias relacionadas ao crescimento celular passa a desempenhar um papel chave na determinação da HCF, e isso se deve à participação do SRA e de fatores de crescimento sobre o coração. / Considering that oxidative stress is directly associated with cell growth pathways activation, the aim of this study was to assess cardiac oxidative stress profile in rat models of physiological (HCF) and pathological (HCP) cardiac hypertrophy. In addition, we aimed to verify whether an association exists with intracellular pathways activation and cardiac function. The participation of renin-angiotensin (SRA) and sympathethic nervous (SNS) systems and exercise training effect on cardiac hypertrophy were also assessed. Therefore, we have evaluated functional, morphological, biochemical, and molecular parameters to assess hypertrophic mechanisms. The first study (I) demonstrated in spontaneously hypertensive rats (SHR) that exercise training decreased cardiac oxidative stress and sympathetic activity, assessed through cardiac norepinephrine concentration. The data were strongly correlated with the reduction of pathological cardiac hypertrophy. The first study therefore has shown that cardiac SNS activity is associated with the increase of oxidative stress, which could determine HCP. In the second study (II), we aimed to compare the cardiac oxidative status between normotensive and hypertensive rats, and to establish an association with intracellular pathways activation. We have observed that SHR with established hypertension have increased cardiac oxidative stress, and it was directly associated the cardiac hypertrophy index (CHI) and with p38 activation. On the other hand, it was verified negative correlation between protein oxidative damage and ERK1/2 activation. Thus, the results indicate that SHR with established hypertension and HCP have high oxidative stress, which could determine the predominance of proapoptotic mechanisms. Next, the third study (III) has evaluated an angiotensin-converting enzyme (ECA) inhibitor, enalapril, effect on the same parameters assessed in article II. We have shown in SHR with established hypertension that SRA stimulates cardiac oxidative stress and p38 activation, whereas enalapril has not modified Akt and ERK1/2 activation. The fourth study (IV) investigated cardiac oxidative profile and cell grouth related pathways on swimming training-induced HCF. We have demonstrated that the decrease of oxidative stress and the enhanced redox status were not directly associated with IHC. However, we verified increased Akt and ERK1/2 phosphorilation on HCF. This pathways response may be stimulated by SRA through increasing growth factors such as EGF. Thus, the fifth study (V) associated exercise training and enalapril to assess the exercise effect and SRA participation on hypertrophic mechanisms. It was demonstrated that only exercise decreased cardiac oxidative stress, as previously observed in article I, but it has also decreased p38 activation while increased Akt. The findings indicate that, in SHR, exercise may decreases cardiac proapoptotic factors and stimulates survival mechanisms, improving the cardiac function. Moreover, in SHR it is possible that exercise induces the decrease of angiotensin II or inhibits its action whereas it was also observed a small SRA participation in trained SHR by enalapril-induced decrease of Akt phosphorilation. Therefore, the overall results indicate that oxidative stress is directly associated with HCP and might promote the imbalance between cell survival and proapoptotic pathways. Moreover, SRA and SNS stimulate cardiac oxidative stress while exercise improves the overall cardiac function. On the other hand, in physiologic conditions, the activation of cell growth-related pathways exerts a key role on HCF development, and it depends on SRA participation.

A hipertrofia cardíaca é um mecanismo de adaptação do coração ao aumento de demanda. De acordo com o estímulo, fisiológico ou patológico, a hipertrofia apresenta diferentes características morfológicas e moleculares. Compreender os mecanismos comuns e distintos entre os dois tipos de hipertrofia é um passo importante para o desenvolvimento de estratégias de prevenção e tratamento da IC. Dentre os mecanismos distintos cabe ressaltar a participação das espécies reativas do oxigênio (EROs) que parecem estar presentes em altos níveis na hipertrofia cardíaca patológica e em baixos na fisiológica. Além disso, o papel regulatório dos microRNAs (miRs) tem sido demonstrado nas doenças cardiovasculares. No entanto, a influência das EROs no desenvolvimento da hipertrofia e nas adaptações decorrentes a ela ainda não está estabelecido. Assim, nosso objetivo foi avaliar as diferenças morfológicas e moleculares da hipertrofia cardíaca fisiológica, induzida pelo exercício, e da patológica, induzida por bandeamento aórtico (TAC), e sua modulação pela vitamina E. Os modelos de exercício e TAC desenvolveram hipertrofia cardíaca de forma compatível com o estímulo recebido. Essas adaptações ocorreram conjuntamente com alterações na expressão dos miRs-21, -26b, -150, -210 e -499. A vitamina E inibiu o estímulo angiogênicos, no modelo fisiológico, assim como a expressão dos miRs-21, -150 e -210. No entanto, esses efeitos não alteraram o fenótipo final da hipertrofia cardíaca fisiológica. No modelo patológico, por outro lado, a vitamina E reduziu a fibrose e o dano oxidativo, além de alterar a expressão de miRs já descritos no desenvolvimento da hipertrofia cardíaca patológica. Novamente, esse efeito não foi suficiente para reduzir a hipertrofia cardíaca. Em conjunto, os dados desse estudo sugerem que a vitamina E e/ou sua capacidade antioxidante têm a capacidade de influenciar de forma benéfica a hipertrofia patológica; no entanto, seus efeitos podem ser desfavoráveis no estímulo fisiológico. / Cardiac hypertrophy is an adaptive mechanism of the heart to the increased demand. According to the stimulus, physiological or pathological, cardiac hypertrophy present different morphological and molecular features. Understanding both the unique and the shared features in each type of hypertrophy is an important step to the development of novel approaches in the HF management. Among the unique mechanisms, the participation of reactive oxygen species (ROS) seems to be present at high levels in pathological and at low levels in physiological cardiac hypertrophy. Furthermore, the regulatory role of microRNAs (miRs) have been shown in cardiovascular diseases. However, ROS influence in cardiac hypertrophy development and their adaptations were not established yet. Thus, our objective was to evaluate morphological and molecular differences between physiological cardiac hypertrophy (physical exerciceinduced) and pathological cardiac hypertrophy (transverse aortic constrictioninduced), and its modulation by vitamin E. Exercise and TAC models developed cardiac hypertrophy in a manner consistent with the received stimulus. These adaptations occurred along with changes in miR-21, -26b, -150, -210 and -499 expression. Vitamin E inhibited angiogenic adaptations, as well as miR-21, -150 and -210 expression in physiological model. However, these effects did not change the final physiological cardiac hypertrophy phenotype. On the other hand, in the pathological model, vitamin E reduced oxidative damage and fibrosis, and altered the expression of miRs described in pathological cardiac hypertrophy development. Again, this effect was not sufficient to reduce cardiac hypertrophy. In conclusion, vitamin E and/or its antioxidant capacity have the capacity to influence the pathological hypertrophy in a beneficial way, but its effects can be unfavorable in the physiological stimulus.