Az ellenállóképzés csillapítja a sótúlterhelés okozta szívműködési átalakulást és diasztolés diszfunkciót normotenzív patkányokban

D.L.M. Barretti

1 Laboratório de Bioquímica e Biologia Molecular do Exercício, Escola de Educação Física e Esportes, Universidade de São Paulo, São Paulo, SP, Brasil

S.F.S. Melo

1 Laboratório de Bioquímica e Biologia Molecular do Exercício, Escola de Educação Física e Esportes, Universidade de São Paulo, São Paulo, SP, Brasil

2 Laboratório de Fisiologia Molecular, Centro de Ciências da Saúde, Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória, ES, Brasil

E. Oliveira

1 Laboratório de Bioquímica e Biologia Molecular do Exercício, Escola de Educação Física e Esportes, Universidade de São Paulo, São Paulo, SP, Brasil

V.G. Barauna

2 Laboratório de Fisiologia Molecular, Centro de Ciências da Saúde, Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória, ES, Brasil

Absztrakt

Bevezetés

Számos tanulmány bebizonyította, hogy a sóbevitel fontos meghatározója a szív- és érrendszeri átalakításnak, például a kamrai hipertrófiának és a fibrózisnak (1,2). Noha a magas sófogyasztás hatásai eredetileg a vérnyomás (BP) megemeléséhez kapcsolódtak, későbbi vizsgálatok kimutatták, hogy a sófogyasztásnak a megnövekedett nyomásterheléstől vagy szimpatikus aktivitástól függetlenül is lehetnek kardiális hatásai (3). Különböző mechanizmusokat javasoltak az étrendi sófelesleg ezen káros kardiovaszkuláris hatásainak magyarázatára, és néhány bizonyíték alátámasztja a helyi renin-angiotenzin rendszer szerepét a fejlődésükben (1).

A sóterhelés kimutatták, hogy sok állatfajban, minden életkorban, mind normotenzív, mind hipertóniás modellekben a szív átalakulását és a bal kamra (LV) diszfunkcióját indukálja (4–6). A sóterhelés által kiváltott főbb strukturális változások közé tartozik mind az LV hipertrófia, mind a fibrózis. Ezek közül az LV fibrózis, nem pedig az LV hipertrófia, határozza meg a szívizom merevségét és a diasztolés diszfunkciót (7,8).

A szív- és érrendszeri betegségek megelőzésének farmakológiai lehetőségei közül a renin-angiotenzin-blokkolókat és a β-adrenerg receptor-blokkolókat használják a klinikusok a leggyakrabban (9). Azonban növekszik a nem farmakológiai beavatkozások, például a testedzés. Az aerob edzést (futás vagy úszás) kiterjedten írták elő a szív- és érrendszeri betegségek kezelésére vagy megelőzésére, de egyelőre nem áll rendelkezésre elegendő bizonyíték a rezisztencia edzésről (10, 11). Csoportunk korábban már jellemezte az ilyen típusú testgyakorlás kardiovaszkuláris adaptációit állatmodellekben, mint például a koncentrikus kamrai hipertrófia az LV belső kamra redukciója nélkül és az AT1R részvétele, a csökkent nyugalmi BP és az egyetlen LV miocita funkciójának javulása (12–15). Más csoportok ugyanazt a modellt alkalmazták az RT csonttömegre és inzulinrezisztenciára gyakorolt hatásának tanulmányozására, valamint nem farmakológiai terápiaként az ischaemia-reperfúzió okozta sérülések kezelésére (16, 17).

Ezért ennek a tanulmánynak az volt a célja, hogy megvizsgálja, hogy egy RT program megakadályozza-e a só túlterheléséből eredő szívműködési átalakulást és LV-rendellenességet.

Anyag és módszerek

Állatok

A hím Wistar patkányokat (10 hetesek) véletlenszerűen négy csoportra osztották (n = 8/csoport): ülő kontroll (CO); ülő kontroll plusz sós étrend (CO + SALT); képzett ellenállás (RT); ellenállóképesség és sós étrend (RT + SALT). A sótúlterhelést (1% NaCl) az adaptációs periódustól (az edzés kezdete előtti héttől) adtuk be, és az egész protokoll alatt folytattuk az ivóvízben. A víz- és táplálékbevitelben nem volt különbség a csoportok között, amint arról korábban csoportunk beszámolt (18). Az összes jegyzőkönyvet az Escola de Educação Física e Esportes, São Paulo Universidade, Brazília etikai bizottsága hagyta jóvá.

Gyakorlási protokoll

Az állatokat Tamaki és munkatársai adaptált modellje szerint gyakoroltuk. (19) (1A. Ábra) és csoportunk korábban (12) használta. A patkányok vászondzsekit viseltek, hogy lehetővé tegyék a torzók csavarodásának és hajlításának szabályozását, és standard helyzetben a hátsó végtagjaikon felfüggesztették őket. Elektromos stimulációt (20 V, 0,3 másodperces időtartam, 3 másodperces időközönként) alkalmaztunk a farokra egy felületi elektródán keresztül. A stimulált patkányok többször meghajlították a lábukat, ami megemelte az edzőberendezés súlykarját. A patkányokat 4 × 12 ismétléssel képeztük ki, 90 hétig tartó pihenőidővel az egyes szettek között 8 hétig. Az állatok korábban 1 héten át (1x nap, 200 g terheléssel) alkalmazkodtak, az alkalmazkodás utolsó napján és kéthetente megmérték a megemelt maximális súlyt [egy ismétlés maximum (1RM)], és az edzés terhelését ennek az értéknek a 80% -át határozták meg (19). Az 1RM-et úgy határoztuk meg, mint azt a minimális terhelést, amelynél a patkányok nem voltak képesek ugrani az elektromos stimulációt követően. Gyakorlási edzéseket hajtottak végre reggel (8: 00–10: 00) egy sötét szobában. Korábbi tanulmányunk kimutatta, hogy ez az elektromos stimuláció nem változtatja meg a katekolaminokat, a plazma szintet vagy a mellékvese súlyát stressz markerként (14).

Asztal 1.

DataCOCO + SÓTRT + SÓ

Testtömeg (g)
1. hét	396 ± 8	370 ± 7	383 ± 5	386,8 ± 6
8. hét	458 ± 3 *	424 ± 5 *	420 ± 8	417,8 ± 0
1RM (g)
1. hét	889 ± 22	910 ± 5	924 ± 19	1011 ± 44
8. hét	1010 ± 84	1080 ± 72	2271 ± 74 *	2400 ± 105 *
Szisztolés vérnyomás (Hgmm)	123 ± 3	126 ± 4	122 ± 4	119 ± 9
Diasztolés vérnyomás (Hgmm)	101 ± 4	99 ± 3	98 ± 5	97 ± 8
Szívritmus (ütés/perc)	341 ± 8	344 ± 10	325 ± 11	326 ± 9

Az adatokat minden csoportban 8 patkány átlagaként ± SE-ként adtuk meg. A testtömeg és az 1RM értékeket az edzés protokoll 1. és 8. hetében mértük. A szisztolés és a diasztolés vérnyomás és a pulzus közvetlen mérését 48 órával az utolsó edzés után végeztük. 1RM: 1 ismétlés maximum; CO: kontroll; CO + SÓ: kontroll + 1% sótartalmú étrend; RT: ellenállás képzett; RT + SÓ: rezisztencia képzett + 1% sótartalmú étrend.

BP és HR

A szisztolés BP, a diasztolés BP és a HR hasonló maradt a csoportok között, a kezeléstől függetlenül (1. táblázat).

Kamrai hipertrófia

Az LV súly-testtömeg aránya 8,5, illetve 10,6% -kal volt magasabb az RT, illetve az RT + SALT csoportokban, a CO csoporthoz képest (1B. Ábra). Hasonlóképpen, az LV súly/sípcsont hosszúság aránya 8,6% -kal, illetve 10,5% -kal volt magasabb az RT, illetve az RT + SALT csoportokban, mint a CO csoport (1C. Ábra). Az echokardiográfiával mért bal kamrai tömeg (2. táblázat) 12, illetve 19% -kal volt magasabb az RT és az RT + SALT csoportokban, mint a CO csoport. Nem volt különbség a CO és CO + SALT csoportok, illetve az RT és RT + SALT csoportok között.

2. táblázat.

DataCOCO + SÓTRT + SÓ

Szívritmus (ütés/perc)	321 ± 4	310 ± 16	318 ± 9	312 ± 12
LVIDd	0,74 ± 0,04	0,75 ± 0,08	0,76 ± 0,06	0,77 ± 0,07
PWTd	0,144 ± 0,006	0,140 ± 0,004	0,155 ± 0,005 #	0,158 ± 0,004 #
IVSTd	0,143 ± 0,007	0,141 ± 0,005	0,154 ± 0,003 #	0,157 ± 0,004 #
LVM (g)	0,68 ± 0,04	0,67 ± 0,05	0,76 ± 0,03 #	0,83 ± 0,04 #
Szisztolés funkció
FS (%)	35,2 ± 0,8	33,4 ± 1,1	36,8 ± 1	36,2 ± 1,4
EF (%)	71,8 ± 1,4	67,8 ± 1,5	72,2 ± 1,2	72,4 ± 1,8
VCF (m/s)	4,5 ± 0,1	4,3 ± 0,2	4,5 ± 0,2	4,8 ± 0,2
Diasztolés funkció
E-hullám (m/s)	0,571 ± 0,012	0,572 ± 0,023	0,570 ± 0,017	0,553 ± 0,013
A-hullám (m/s)	0,315 ± 0,008	0,419 ± 0,015 *	0,306 ± 0,008	0,360 ± 0,014
E/A arány	1,81 ± 0,01	1,37 ± 0,03 *	1,87 ± 0,05	1,55 ± 0,05 * +

Az adatokat minden csoportban 8 patkány átlag ± SE értékeként adtuk meg. Echokardiográfiát 24 órával az utolsó edzés után végeztünk. CO: kontroll; CO + SÓ: kontroll + 1% sótartalmú étrend; RT: ellenállás képzett; RT + SÓ: rezisztencia képzett + 1% sótartalmú étrend; LVIDd: bal kamra végdiasztolés belső átmérője; PWTd: diasztolés hátsó falvastagság; IVSTd: diasztolés interventricularis septum vastagság; LVM: bal kamrai tömeg; FS: a bal kamra frakcionált rövidülése; EF: bal kamrai ejekciós frakció; VCF: a kerületi szál rövidülésének sebessége; E és A: korai és késői hullámok.

Közbeiktatott CVF

A sótartalmú étrend a CVF 2,4-szeres növekedését váltotta ki a CO + SALT csoportban a CO csoporthoz képest (1D. Ábra). Érdekes módon az RT eltörölte ezt a növekedést az RT + SALT csoportban, fenntartva a COF-hez hasonló CVF-et. Az 1E. Ábra reprezentatív képeket mutat az LV-ben picro-sziriusvörössel festett kollagénrostokról.

Vita

Ez a tanulmány kimutatta, hogy az RT 1% só hozzáadásával indukálta az LV diasztolés diszfunkcióját. A vizsgálat fő megállapításai az, hogy az RT megakadályozta az LV intersticiális kollagén képződését 1% NaCl-nak kitett patkányokban és csökkentette a diasztolés diszfunkció kialakulását, függetlenül a BP változásától.

A szakirodalomban számos tanulmány számol be a morfológiai LV-változásokról, amelyeket a só diéta indukál, függetlenül a fokozott BP-től (2). Ahogy az várható volt, az ivóvízben lévő 1% -os NaCl-értékünk nem befolyásolta a BP-t (18). Ezenkívül nem figyeltünk meg az 1% -os sótartalmú diéta által kiváltott LV tömeg változását (CO + SALT csoport). Noha a CO + SAL csoportban nem alakult ki sem kamrai hipertrófia, sem magas vérnyomás, az LV diszfunkcióját és az interstitialis kollagén frakció növekedését figyeltük meg a szívizomban. Kimutatták, hogy normál egerekben a magas sótartalmú étrend a helyi szív renin-angiotenzin rendszer aktiválódását váltja ki, amely a pro-fibrotikus faktorok, például az aldoszteron és az angiotenzin II, miokardiális termelésének fő tényezője (1). A fent leírt megállapításokkal összhangban Baldo és mtsai. (21) kimutatta, hogy a magas sótartalmú étrenddel kezelt spontán hipertóniás patkányoknál LV merevség alakul ki, amelyet az aldoszteron receptor blokkoló spironolakton megakadályoz, ami arra utal, hogy a szívizomban termelt helyi aldoszteron közvetítheti a só által kiváltott fibrózist. Továbbá más tényezők, például a transzformáló növekedési faktor-b1 (TGF-b1), kimutatták, hogy miokardiális fibrózist indukálnak normotenzív sókkal kezelt patkányokban (22).

Legjobb tudomásunk szerint nincs olyan kutatás, amely feltárná a kollagén átalakítás és a diasztolés funkció mechanizmusát az RT edzés után. Csoportunk azonban megmutatta a mikroRNS-29c expresszióját, amely a kollagén gént célozza meg, és az úszás során a szívszövet kevesebb kollagén lerakódásával jár. Ezenkívül a mikroRNS-29a és -29c expresszió megakadályozta az I. és III. Típusú kollagén expresszióját a szívizom infarktusának határában és távoli régióiban. Ebben a két vizsgálatban (11,27) javult a diasztolés funkció, amit az echokardiográfiával kapott E/A arány mutat.

Noha a kísérleti vizsgálatok a só kórokozó hatásaira összpontosítottak a BP emelésének képességén keresztül, a közelmúltban nyilvánvalóvá vált, hogy a só fontos és közvetlen szerepet játszik a szívizom szerkezetében és működésében. Úgy gondoljuk, hogy az RT megakadályozhatja a sótúlterhelés káros hatásait azáltal, hogy csökkenti a kollagén lerakódását és ezáltal elkerüli az LV merevségét. A rágcsálóknál itt bemutatott eredményeket emberben kell reprodukálni, és így az RT az aerob edzéshez hasonlóan fontos, nem farmakológiai stratégiává válhat a szívbetegségek kezelésében.

A tanulmány korlátozásaként meg kell említenünk, hogy a vízbevitelt nem mértük, ami nem teszi lehetővé a sóbevitel pontos mennyiségének megismerését. Ezenkívül az intersticiális fibrózist csak mikroszkóppal mértük, és a jövőbeni vizsgálatoknak fel kell boncolniuk a sóhatások RT modulációja mögött álló molekuláris mechanizmusokat, függetlenül a BP változásoktól.

Összefoglalva: először mutatjuk be, hogy az RT megakadályozta az intersticiális kollagén lerakódást LV patkányokban, amelyek 1% NaCl-nak és sóterhelés által kiváltott attenuált diszfunkciónak voltak kitéve a BP változásaitól.