Efeito do betacaroteno sobre o estresse oxidativo e a expressão de conexina 43 cardíaca / Effect of beta-carotene on oxidative stress and expression of cardiac connexin 43

FUNDAMENTO: Estudos de intervenção mostraram aumento da mortalidade em pacientes que receberam betacaroteno. Contudo, não são conhecidos os mecanismos envolvidos nesse fenômeno. OBJETIVO: Avaliar a influência do betacaroteno sobre o estresse oxidativo e a expressão de conexina 43 em coração de ratos. MÉTODOS: Ratos Wistar, pesando aproximadamente 100 g, foram alocados em dois grupos: Grupo Controle (n = 30), que recebeu a dieta usada de rotina em nosso laboratório, e Grupo Betacaroteno (n = 28), que recebeu betacaroteno (na forma de cristal, adicionado e misturado à dieta) na dose de 500 mg de betacaroteno/kg de dieta. Os animais receberam tratamento até que atingissem entre 200 e 250 g, quando eram sacrificados. Foram coletados sangue, fígado e coração para realização de Western blotting e imunoistoquímica para conexina 43; foram realizados estudos morfométricos, dosagens de betacaroteno por cromatografia líquida de alta eficiência bem como de glutationa reduzida, glutationa oxidada e hidroperóxidos de lipídeos por análises bioquímicas. RESULTADOS: O betacaroteno foi detectado apenas no fígado dos animais do Grupo Betacaroteno (288 ± 94,7 µg/kg). Os níveis de glutationa reduzida/glutationa oxidada foram maiores no fígado e no coração dos animais do Grupo Betacaroteno (fígado - Grupo Controle: 42,60 ± 1,62; fígado - Grupo Betacaroteno: 57,40 ± 5,90; p = 0,04; coração: - Grupo Controle: 117,40 ± 1,01; coração - Grupo Betacaroteno: 121,81 ± 1,32 nmol/mg proteína; p = 0,03). O conteúdo de conexina 43 total foi maior no Grupo Betacaroteno. CONCLUSÃO: O betacaroteno apresentou efeito benéfico, caracterizado pelo aumento da comunicação intercelular e melhora do sistema de defesa antioxidante. Nesse modelo, os mecanismos não explicam a maior mortalidade observada com a suplementação de betacaroteno em estudos clínicos. (Arq Bras Cardiol. 2013; [online].ahead print, PP.0-0).

BACKGROUND: Intervention studies have shown an increased mortality in patients who received beta-carotene. However, the mechanisms involved in this phenomenon are still unknown. OBJECTIVE: Evaluate the influence of beta-carotene on oxidative stress and the expression of connexin 43 in rat hearts. METHODS: Wistar rats, weighing approximately 100 g, were allocated in two groups: Control Group (n=30), that received the diet routinely used in our laboratory, and Beta-Carotene Group (n = 28), which received beta-carotene (in crystal form, added and mixed to the diet) at a dose of 500 mg of beta-carotene/kg of diet. The animals received the treatment until they reached 200-250g, when they were sacrificed. Samples of blood, liver and heart were collected to perform Western blotting and immunohistochemistry for connexin 43; morphometric studies, dosages of beta-carotene by high-performance liquid chromatography as well as reduced glutathione, oxidized glutathione and lipids hydroperoxides were performed by biochemical analysis. RESULTS: Beta-carotene was detected only in the liver of Beta-Carotene Group animals (288 ± 94.7 µg/kg). Levels of reduced/oxidized glutathione were higher in the liver and heart of Beta-Carotene Group animals (liver - Control Group: 42.60 ± 1.62; liver - Beta-Carotene Group: 57.40 ± 5.90; p = 0.04; heart: - Control Group: 117.40 ± 1.01; heart - Beta-Carotene Group: 121.81 ± 1.32 nmol/mg protein; p = 0.03). The content of total connexin 43 was larger in Beta-Carotene Group. CONCLUSION: Beta-carotene demonstrated a positive effect, characterized by the increase of intercellular communication and improvement of anti-oxidizing defense system. In this model, mechanism does not explain the increased mortality rate observed with the beta-carotene supplementation in clinical studies. (Arq Bras Cardiol. 2013; [online].ahead print, PP.0-0).

O tabagismo está associado com a remodelação de junções comunicantes no coração de ratos: explicação do paradoxo dos fumantes? / Smoking is associated with remodeling of gap junction in the rat heart: smoker's paradox explanation?

FUNDAMENTO: Em estudo anterior, utilizando o modelo de ratos, a exposição à fumaça do cigarro durante 5 semanas aumentou a sobrevida após IAM, apesar da idade similar e tamanho do infarto entre fumantes e não fumantes, e da ausência de reperfusão. OBJETIVO: Dessa forma, o presente estudo teve como objetivo analisar os efeitos da exposição à fumaça do cigarro sobre a intensidade, distribuição ou fosforilação da conexina 43 no coração de ratos. MÉTODOS: Ratos Wistar, pesando 100 g, foram distribuídos aleatoriamente em 2 grupos: 1) Controle (n = 25); 2) Expostos à fumaça do cigarro (ETS), n = 23. Depois de 5 semanas, foram conduzidas análise morfométrica do ventrículo esquerdo, imuno-histoquímica e Western blot para conexina 43 (Cx43). RESULTADOS: A fração do volume de colágeno, as áreas transversais e o peso ventricular não foram estatisticamente diferentes entre os grupos controle e ETS. O grupo ETS apresentou uma coloração de menor intensidade da Cx43 em discos intercalados (Controle: 2,32 ± 0,19; ETS: 1,73 ± 0,18; p = 0,04). A distribuição da Cx43 em discos intercalados não diferiu entre os grupos (Controle: 3,73 ± 0,12; ETS: 3,20 ± 0,17; p = 0,18). Os ratos do grupo ETS mostraram um nível maior de forma desfosforilada da Cx43 (Controle: 0,45 ± 0,11; ETS: 0,90 ± 0,11; p = 0,03). Por outro lado, o Cx43 total não diferiu entre os grupos de controle e ETS (Controle: 0,75 ± 0,19; ETS: 0,93 ± 0,27; p = 0,58). CONCLUSÃO: A exposição à fumaça do cigarro resultou na remodelação das junções comunicantes cardíacas, caracterizada por alterações na quantidade e fosforilação da Cx43 em corações de ratos. Essa constatação pode explicar o paradoxo dos fumantes observado em alguns estudos.

BACKGROUND: In a previous study utilizing the rat model, exposure to tobacco smoke for 5 weeks increased survival after AMI, despite similar age and infarct size between the smokers and nonsmokers, and absence of reperfusion. OBJECTIVE: Thus, this study aimed to analyze the effects of exposure to tobacco smoke on intensity, distribution or phosphorylation of connexin 43 in the rat heart. METHODS: Wistar rats weighing 100 g were randomly allocated into 2 groups: 1) Control (n = 25); 2) Exposed to tobacco smoke (ETS), n = 23. After 5 weeks, left ventricular morphometric analysis, immunohisthochemistry and western blotting for connexin 43 (Cx43) were performed. RESULTS: Collagen volume fraction, cross-sectional areas, and ventricular weight were not statistically different between control and ETS. ETS showed lower stain intensity of Cx43 at intercalated disks (Control: 2.32 ± 0.19; ETS: 1.73 ± 0.18; p = 0.04). The distribution of CX43 at intercalated disks did not differ between the groups (Control: 3.73 ± 0.12; ETS: 3.20 ± 0.17; p = 0.18). ETS rats showed higher levels of dephosphorylated form of Cx43 (Control: 0.45 ± 0.11; ETS: 0.90 ± 0.11; p = 0.03). On the other hand, total Cx43 did not differ between control and ETS groups (Control: 0.75 ± 0.19; ETS: 0.93 ± 0.27; p = 0.58). CONCLUSION: Exposure to tobacco smoke resulted in cardiac gap junction remodeling, characterized by alterations in the quantity and phosphorylation of the Cx43, in rats hearts. This finding could explain the smoker's paradox observed in some studies.

Papel da lipoperoxidação na intensificação da remodelação causada pelo betacaroteno após o infarto / Rol de la lipoperoxidación en la intensificación de la remodelación ocasionada por el betacaroteno tras infarto / Role of lipoperoxidation in the remodeling intensification induced by beta-carotene after infarction

FUNDAMENTO: Os mecanismos envolvidos na maior remodelação causada pelo betacaroteno após o infarto são desconhecidos. OBJETIVO: Analisar o papel da lipoperoxidação na remodelação ventricular após o infarto do miocárdio, em ratos suplementados com betacaroteno. MÉTODOS: Ratos foram infartados e distribuídos em dois grupos: C (controle) e BC (500mg/kg/dieta). Após seis meses, foram realizados ecocardiograma e avaliação bioquímica. Utilizamos o teste t, com significância de 5 por cento. RESULTADOS: Os animais do grupo BC apresentaram maiores médias das áreas diastólicas (C = 1,57 ± 0,4 mm²/g, BC = 2,09 ± 0,3 mm²/g; p < 0,001) e sistólicas (C = 1,05 ± 0,3 mm²/g, BC = 1,61 ± 0,3 mm²/g; p < 0,001) do VE, ajustadas ao peso corporal do rato. A função sistólica do VE, avaliada pela fração de variação de área, foi menor nos animais suplementados com betacaroteno (C = 31,9 ± 9,3 por cento, BC = 23,6 ± 5,1 por cento; p = 0,006). Os animais suplementados com betacaroteno apresentaram valores maiores da relação E/A (C = 2,7 ± 2,5, BC = 5,1 ± 2,8; p = 0,036). Não foram encontradas diferenças entre os grupos em relação aos níveis cardíacos de GSH (C = 21 ± 8 nmol/mg de proteína, BC = 37 ±15 nmol/mg de proteína; p = 0,086), GSSG (C = 0,4 (0,3-0,5) nmol/g de proteína, BC = 0,8 (0,4-1,0; p = 0,19) de proteína; p = 0,246) e lipoperóxidos (C = 0,4 ± 0,2 nmol/mg de tecido, BC = 0,2 ± 0,1 nmol/mg de tecido; p = 0,086). CONCLUSÃO: A maior remodelação em animais infartados e suplementados com betacaroteno não depende da lipoperoxidação.

BACKGROUND: The mechanisms involved in the biggest remodeling caused by the post-infarct beta-carotene are unknown. OBJECTIVE: To analyze the role of lipoperoxidation in the ventricular remodeling after infarct of the myocardium in rats supplemented with beta-carotene. METHODS: Rats were infarcted and divided into two groups: C (control) and BC (500mg/kg/regimen). After six months, echocardiogram and biochemical evaluation were performed. The t test was used, with 5 percent significance. RESULTS: The animals from BC group presented highest means of the diastolic (C = 1.57 ± 0.4 mm²/g, BC = 2.09 ± 0.3 mm²/g; p < 0.001) and systolic (C = 1.05 ± 0.3 mm²/g, BC = 1.61 ± 0.3 mm²/g; p < 0.001) areas of LV, which were adapted according to the rat's body weight. The systolic function of LV, evaluated by the area variation fraction, was lower in the animals supplemented with beta-carotene (C = 31.9 ± 9.3 percent, BC = 23.6 ± 5.1 percent; p = 0.006). The animals supplemented with beta-carotene presented higher values of the E/A relation (C = 2.7 ± 2.5, BC = 5.1 ± 2.8; p = 0.036). No differences were found between the groups concerning the cardiac levels of the GSH (C = 21 ± 8 nmol/mg of protein, BC = 37 ± 15 nmol/mg of protein; p = 0.086), GSSG (C = 0.4 (0.3-0.5) nmol/g of protein, BC = 0.8 (0.4-1.0; p = 0.19) of protein; p = 0.246) and lipoperoxides (C = 0.4 ± 0.2 nmol/mg of tissue, BC = 0.2 ± 0.1 nmol/mg of tissue; p = 0.086). CONCLUSION: The highest remodeling in infarcted rats supplemented with beta-carotene does not depend on the lipoperoxidation.

FUNDAMENTO: Los mecanismos implicados en la mayor remodelación ocasionada por betacaroteno tras el infarto son desconocidos. OBJETIVO: Analizar el rol que juega la lipoperoxidación en la remodelación ventricular tras el infarto de miocardio, en ratas suplementadas con betacaroteno. MÉTODOS: Se había inducido a un infarto a las ratas y se las distribuyó en grupos: C (control) y BC (500mg/kg/dieta). Tras seis meses, se realizaron ecocardiograma y evaluación bioquímica. Utilizamos la prueba t, con significancia del 5 por ciento. RESULTADOS: Los animales del grupo BC presentaron mayores promedios de las áreas diastólicas (C = 1,57 ± 0,4 mm²/g, BC = 2,09 ± 0,3 mm²/g; p < 0,001) y sistólicas (C = 1,05 ± 0,3 mm²/g, BC = 1,61 ± 0,3 mm²/g; p < 0,001) del VI, ajustadas al peso corporal de la rata. La función sistólica del VI, evaluada por la fracción de variación de área, fue menor en los animales suplementados con betacaroteno (C = 31,9 ± 9,3 por ciento, BC = 23,6 ± 5,1 por ciento; p = 0,006). Los animales suplementados con betacaroteno presentaron valores mayores de la relación E/A (C = 2,7 ± 2,5, BC = 5,1 ± 2,8; p = 0,036). No se encontraron diferencias entre los grupos con relación a los niveles cardiacos de GSH (C = 21 ± 8 nmol/mg de proteína, BC = 37 ±15 nmol/mg de proteína; p = 0,086), GSSG (C = 0,4 (0,3-0,5) nmol/g de proteína, BC = 0,8 (0,4-1,0; p = 0,19) de proteína; p = 0,246) y lipoperóxidos (C = 0,4 ± 0,2 nmol/mg de tejido, BC = 0,2 ± 0,1 nmol/mg de tejido; p = 0,086). CONCLUSIÓN: La mayor remodelación en animales infartados y suplementados con betacaroteno no depende de la lipoperoxidación.

Influência da exposição à fumaça de cigarro e da suplementação da dieta com Beta-Caroteno sobre a comunicação intercelular em cardiomiócitos de ratos / Influence of exposure to cigarette smoke and supplementation of diet with beta-carotene on the intercellular communication in cardiomyocytes of rates

Em estudo anterior realizado em nosso laboratório ratos expostos à fumaça de cigarro apresentaram menor mortalidade após infarto agudo do miocárdio em relação ao grupo controle. Entretanto a mortalidade aumentou nos ratos fumantes quando receberam Beta-caroteno. Não se sabe qual o mecanismo da diminuição de mortalidade nos animais fumantes. Formulamos a hipótese de que a fumaça de cigarro induziria estresse oxidativo que causaria efeito tipo precondicionamento cardíaco. O efeito tipo precondicionamento diminuiria a comunicação intercelular pelas junções comunicantes. A suplementação da dieta com Beta-caroteno inibiria os efeitos provenientes da exposição à fumaça de cigarro. Foram estudados ratos Wistar, distribuídos em 4 grupos: grupo controle (C) - formado por 30 animais, que receberam a dieta usada de rotina em nosso laboratório; 2) grupo Beta-caroteno (SC) - composto por 28 animais que receberam Beta-caroteno (na forma de cristal adicionado e misturado à dieta) na dose de 500 mg de Beta-caroteno/kg de dieta; 3) grupo exposto à fumaça de cigarro (EFC) composto por 28 animais, que receberam a dieta usada de rotina em nosso laboratório e foram expostos ao cigarro; 4) grupo Beta-caroteno/EFC (SC/EFC) - formado por 28 animais que receberam o Beta-caroteno na mesma forma que o grupo SC e foram expostos à fumaça de cigarro. A suplementação com Beta-­caroteno e a EFC foram realizados simultaneamente, até que ratos, com peso inicial de 100g, atingissem peso corpóreo de 200-250g...