D.L.M. Барети

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. Мело

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, Бразилия

Е. М. Оливейра

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

В.Г. Барауна

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

Резюме

Въведение

Много проучвания показват, че приемът на сол е важен фактор, определящ сърдечно-съдовото ремоделиране, като камерна хипертрофия и фиброза (1,2). Въпреки че ефектите от високия прием на сол първоначално са свързани със способността му да повишава кръвното налягане (BP), по-късни проучвания показват, че приемът на сол може да има и сърдечни ефекти, независимо от повишеното натоварване под налягане или симпатиковата активност (3). Предложени са различни механизми за обяснение на тези неблагоприятни сърдечно-съдови ефекти от излишъка на хранителна сол и някои доказателства подкрепят ролята на местната система ренин-ангиотензин в тяхното развитие (1).

Доказано е, че натоварването със сол предизвиква ремоделиране на сърцето и дисфункция на лявата камера (ЛК) при много животински щамове, във всички възрасти, както при нормотензивни, така и при хипертонични модели (4–6). Основните структурни промени, предизвикани от натоварване със сол, включват както хипертрофия на LV, така и фиброза. От тях фиброзата на LV, а не хипертрофията на LV, определя сковаността на миокарда и диастолната дисфункция (7,8).

От фармакологичните възможности за предотвратяване на сърдечно-съдови заболявания, блокерите на ренин ангиотензиновата система и блокерите на β-адренергичните рецептори са най-използвани от клиницистите (9). Въпреки това, използването на нефармакологични интервенции, като тренировка за упражнения, се увеличава. Аеробните тренировки (бягане или плуване) са широко предписани за лечение или профилактика на сърдечно-съдови заболявания, но все още няма достатъчно доказателства относно тренировките за съпротива (RT) (10,11). По-рано нашата група е характеризирала сърдечно-съдовите адаптации на този вид упражнения в животински модели, като концентрична камерна хипертрофия без намаляване на вътрешната камера на LV и участието на AT1R, намален BP в покой и подобрена функция на единичните LV миоцити (12–15). Други групи са използвали същия модел за изследване на влиянието на RT върху костната маса и инсулиновата резистентност и като нефармакологична терапия за лечение на причинена от исхемия реперфузия (16,17).

Следователно целта на това проучване е да се изследва дали RT програма ще предотврати ремоделиране на сърцето и аномалии на ЛН, предизвикани от претоварване със сол.

Материали и методи

Животни

Мъжки плъхове Wistar (на възраст 10 седмици) бяха разделени на случаен принцип в четири групи (n = 8/група): заседнал контрол (CO); заседнал контрол плюс солена диета (CO + SALT); обучен на съпротивление (RT); тренирана устойчивост плюс солена диета (RT + SALT). Соленото претоварване (1% NaCl) се прилага от адаптационния период (седмица преди началото на тренировъчния протокол) и продължава през целия протокол в питейната вода. Нямаше разлики в приема на вода и храна между групите, както беше съобщено по-рано от нашата група (18). Всички протоколи бяха одобрени от Комитета по етика на Escola de Educação Física e Esportes, Universidade de São Paulo, Бразилия.

Протокол за упражнения

Животните се упражняваха по модел, адаптиран от Tamaki et al. (19) (Фигура 1А) и използвана преди това от нашата група (12). Плъховете носели платнени якета, за да се даде възможност за регулиране на усукването и огъването на торсите им, и те били окачени в стандартно положение на задните си крайници. Електрическа стимулация (20 V, продължителност 0,3 s, на интервали от 3 s) се прилага към опашката през повърхностен електрод. Стимулираните плъхове многократно огъват краката си, което повдига тежестта на тренировъчния апарат. Плъховете са тренирани с 4 × 12 повторения, с период на почивка от 90 s между всеки набор в продължение на 8 седмици. Животните преди това са преминали адаптация в продължение на 1 седмица (1 × ден, с товар от 200 g) и в последния ден на адаптация и на всеки две седмици е измерено максималното вдигнато тегло [максимум на едно повторение (1RM)] и тренировъчното натоварване е зададена на 80% от тази стойност (19). 1RM се определя като минималното натоварване, при което плъховете не могат да скочат след електрическа стимулация. Тренировките за упражнения се провеждаха сутрин (8: 00–10: 00 сутринта) в тъмна стая. Нашето предишно проучване показа, че тази електрическа стимулация не променя катехоламините, плазмените нива или надбъбречното тегло като маркери на стреса (14).

индуцираното

маса 1.

DataCOCO + SALTRTRT + SALT
Телесно тегло (g)
1-ва седмица396 ± 8370 ± 7383 ± 5386,8 ± 6
8-ма седмица458 ± 3 * 424 ± 5 ​​* 420 ± 8417,8 ± 0
1RM (g)
1-ва седмица889 ± 22910 ± 5924 ± 191011 ± 44
8-ма седмица1010 ± 841080 ± 722271 ± 74 * 2400 ± 105 *
Систолично кръвно налягане (mmHg)123 ± 3126 ± 4122 ± 4119 ± 9
Диастолно кръвно налягане (mmHg)101 ± 499 ± 398 ± 597 ± 8
Сърдечна честота (bpm)341 ± 8344 ± 10325 ± 11326 ± 9

Данните се отчитат като средно ± SE за 8 плъха във всяка група. Стойностите на телесното тегло и 1RM бяха измерени през първата и осмата седмица от тренировъчния протокол. Пряко измерване на систолното и диастоличното кръвно налягане и сърдечната честота бяха извършени 48 часа след последната тренировъчна сесия. 1RM: 1 повторение максимум; CO: контрол; CO + СОЛ: контрол + 1% диета със сол; RT: обучен на съпротива; RT + SALT: тренирана с устойчивост + 1% солена диета.

BP и HR

Систоличният BP, диастоличният BP и HR остават сходни сред групите, независимо от лечението (Таблица 1).

Камерна хипертрофия

Съотношението тегло към телесно тегло LV е съответно с 8,5 и 10,6% в групите RT и RT + SALT, в сравнение с групата CO (Фигура 1В). По същия начин съотношението тегло на LV спрямо теглото на пищяла е съответно 8,6% и 10,5% в групите RT и RT + SALT, отколкото групата CO (Фигура 1С). Масата на лявата камера (Таблица 2), измерена чрез ехокардиография, е с 12 и 19% по-висока в групите RT и RT + SALT, съответно, от групата CO. Няма разлика между CO и CO + SALT групите или RT и RT + SALT групите.

Таблица 2.

DataCOCO + SALTRTRT + SALT
Сърдечна честота (bpm)321 ± 4310 ± 16318 ± 9312 ± 12
LVIDd0,74 ± 0,040,75 ± 0,080,76 ± 0,060,77 ± 0,07
PWTd0,144 ± 0,0060,140 ± 0,0040,155 ± 0,005 # 0,158 ± 0,004 #
IVSTd0,143 ± 0,0070,141 ± 0,0050,154 ± 0,003 # 0,157 ± 0,004 #
LVM (g)0,68 ± 0,040,67 ± 0,050,76 ± 0,03 # 0,83 ± 0,04 #
Систолна функция
FS (%)35,2 ± 0,833,4 ± 1,136,8 ± 136,2 ± 1,4
EF (%)71,8 ± 1,467,8 ± 1,572,2 ± 1,272,4 ± 1,8
VCF (m/s)4,5 ± 0,14,3 ± 0,24,5 ± 0,24,8 ± 0,2
Диастолна функция
E-вълна (m/s)0,571 ± 0,0120,572 ± 0,0230,570 ± 0,0170,553 ± 0,013
A-вълна (m/s)0,315 ± 0,0080,419 ± 0,015 * 0,306 ± 0,0080,360 ± 0,014
Съотношение E/A1,81 ± 0,011,37 ± 0,03 * 1,87 ± 0,051,55 ± 0,05 * +

Данните се отчитат като средно ± SE за 8 плъхове във всяка група. Ехокардиографията е извършена 24 часа след последната тренировъчна сесия. CO: контрол; CO + СОЛ: контрол + 1% диета със сол; RT: обучен на съпротива; RT + SALT: тренирана с устойчивост + 1% солена диета; LVIDd: вътрешно-диастоличен вътрешен диаметър на лявата камера; PWTd: диастолна дебелина на задната стена; IVSTd: дебелина на диастолната интервентрикуларна преграда; LVM: маса на лявата камера; FS: фракционно скъсяване на лявата камера; EF: фракция на изтласкване на лявата камера; VCF: скорост на скъсяване на периферните влакна; Д и А: ранни и късни вълни.

Интерстициална CVF

Солената диета предизвика повече от 2,4-кратно увеличение на CVF в групата CO + SALT в сравнение с групата CO (Фигура 1D). Интересното е, че RT отмени това увеличение в групата RT + SALT, поддържайки CVF, подобен на този в групата CO. Фигура 1Е показва представителни изображения на колагеновите влакна, оцветени с пикро-сириус червено в LV.

Дискусия

Това проучване демонстрира, че RT намалява диастоличната дисфункция на ЛН, предизвикана чрез добавяне на 1% сол в диетата. Основните констатации от проучването са, че RT предотвратява образуването на LV интерстициален колаген при плъхове, подложени на 1% NaCl и отслабва развитието на диастолична дисфункция, независимо от промените в BP.

В литературата има много проучвания, съобщаващи за морфологични промени в ЛН, предизвикани от солена диета, независима от повишен АН (2). Както се очаква, нашият 1% NaCl в питейната вода не повлиява BP (18). Освен това не наблюдавахме промяна в масата на ЛН, предизвикана от диетата с 1% сол (група CO + SALT). Въпреки че групата CO + SAL не е развила нито камерна хипертрофия, нито хипертония, ние наблюдаваме дисфункция на LV и повишена фракция на интерстициален колаген в миокарда. Доказано е, че диетата с високо съдържание на сол при нормални мишки предизвиква активиране на локалната сърдечна ренин-ангиотензинова система, която е основният фактор в производството на миокарда на про-фиброзни фактори като алдостерон и ангиотензин II (1). В съответствие с констатациите, описани по-горе, Baldo et al. (21) показват, че спонтанно хипертоничните плъхове, лекувани с диета с високо съдържание на сол, развиват скованост на ЛН, което се предотвратява от блокера на алдостероновия рецептор спиронолактон, което предполага, че местният алдостерон, произведен в миокарда, може да медиира индуцирана от солта фиброза. Освен това, други фактори, като трансформиращ растежен фактор-b1 (TGF-b1), са показали, че индуцират миокардна фиброза при нормотензивни плъхове, лекувани със сол (22).

Доколкото ни е известно, няма проучвания, изследващи механизма между ремоделирането на колаген и диастоличната функция след тренировка за RT. Нашата група обаче показа експресията на microRNA-29c, която е насочена към колагеновия ген и е свързана с по-малко отлагане на колаген в сърдечната тъкан при упражнения за плуване. В допълнение, експресията на микроРНК-29а и -29с предотвратява експресията на колаген тип I и III в границата и отдалечените региони на миокардния инфаркт. В тези две проучвания (11,27) е имало подобрение в диастолната функция, както е показано от съотношението Е/А, получено чрез ехокардиография.

Въпреки че експерименталните проучвания са фокусирани върху патогенните ефекти на солта чрез способността й да повишава АТ, наскоро стана очевидно, че солта изглежда играе важна и пряка роля в структурата и функцията на миокарда. Ние вярваме, че RT може да предотврати вредните ефекти от претоварването със сол, като намали отлагането на колаген и по този начин се избегне сковаността на НН. Констатациите, показани тук при гризачи, трябва да се възпроизвеждат при хора и по този начин RT може да се превърне във важна нефармакологична стратегия при лечението на сърдечни заболявания, подобно на аеробното обучение.

Като ограничение на изследването трябва да посочим, че приемът на вода не е измерен, което не ни позволява да знаем точното количество прием на сол. Също така, интерстициалната фиброза се измерва само чрез микроскопия и бъдещите проучвания трябва да дисектират молекулярните механизми зад RT модулацията на солевите ефекти, независимо от промените в BP.

В заключение показваме за първи път, че RT предотвратява отлагането на интерстициален колаген при плъхове с LV, подложени на 1% NaCl и затихна диастолна дисфункция, предизвикана от претоварване със сол, независимо от промените в BP.