Acute Physical Stress Preconditions the Heart Against Ischemia/Reperfusion Injury Through Activation of Sympathetic Nervous System / Estresse Físico Agudo Precondiciona o Coração Contra a Injúria por Isquemia/Reperfusão Através da Ativação do Sistema Nervoso Simpático

Abstract Background: Stress is defined as a complicated state that related to homeostasis disturbances, over-activity of the sympathetic nervous system and hypothalamus-pituitary-adrenal axis responses. Cardiac preconditioning reduces myocardial damages. Objective: This study was designed to assess the cardioprotective effects of acute physical stress against ischemia/reperfusion (I/R) injury through the activation of the sympathetic nervous system. Methods: Thirty-two male Wistar rats were divided into four groups; (1) IR (n = 8): rats underwent I/R, (2) Acute stress (St+IR) (n = 8): physical stress induced 1-hour before I/R, (3) Sympathectomy (Symp+IR) (n = 8): chemical sympathectomy was done 24-hours before I/R and (4) Sympathectomy- physical stress (Symp+St+IR) (n = 8): chemical sympathectomy induced before physical stress and I/R. Chemical sympathectomy was performed using 6-hydroxydopamine (100 mg/kg, sc). Then, the hearts isolated and located in the Langendorff apparatus to induce 30 minutes ischemia followed by 120 minutes reperfusion. The coronary flows, hemodynamic parameters, infarct size, corticosterone level in serum were investigated. P < 0.05 demonstrated significance. Results: Physical stress prior to I/R could improve left ventricular developed pressure (LVDP) and rate product pressure (RPP) of the heart respectively, (63 ± 2 versus 42 ± 1.2, p < 0.05, 70 ± 2 versus 43 ± 2.6, p < 0.05) and reduces infarct size (22.16 ± 1.3 versus 32 ± 1.4, p < 0.05) when compared with the I/R alone. Chemical sympathectomy before physical stress eliminated the protective effect of physical stress on I/R-induced cardiac damages (RPP: 21 ± 6.6 versus 63 ± 2, p < 0.01) (LVDP: 38 ± 4.5 versus 43 ± 2.6, p < 0.01) (infarct size: 35 ± 3.1 versus 22.16 ± 1.3, p < 0.01). Conclusion: Findings indicate that acute physical stress can act as a preconditional stimulator and probably, the presence of sympathetic nervous system is necessary.

Resumo Fundamento: O estresse é definido como um estado complicado de distúrbios da homeostase, hiperatividade do sistema nervoso simpático e das respostas do eixo hipotálamo-hipófise-adrenal. O pré-condicionamento cardíaco diminui os danos do miocárdio. Objetivo: Esse estudo avaliou os efeitos cardioprotetores do estresse físico agudo contra a lesão por isquemia-reperfusão (I/R) através da ativação do sistema nervoso simpático. Métodos: Trinta e dois ratos machos Wistar foram divididos em quatro grupos; (1) IR (n = 8): ratos submetidos a I/R, (2) Estresse agudo (St+IR) (n = 8): estresse físico induzido 1 hora antes da I/R, (3) Simpatectomia (Symp+IR) (n = 8): a simpatectomia química foi realizada 24 horas antes da I/R e (4) Simpatectomia-estresse físico (Symp+St+IR) (n = 8): simpatectomia induzida antes do estresse físico e da I/R. A simpatectomia química foi realizada com 6-hidroxidopamina (100 mg/kg, SC). Em seguida, os corações foram isolados e colocados em aparato de Lagendorff por 30 minutos para induzir isquemia, seguida de reperfusão por 120 minutos. Os fluxos coronarianos, os parâmetros hemodinâmicos, o tamanho do infarto e os níveis de corticosterona plasmática foram investigados. Valores de p < 0,05 foram considerados significativos. Resultados: O estresse físico anterior à I/R pode melhorar a pressão desenvolvida no ventrículo esquerdo (PDVE) e duplo produto (DP), respectivamente, (63 ± 2 versus 42 ± 1,2, p < 0,05, 70 ± 2 versus 43 ± 2,6, p < 0,05) e reduzir o tamanho do infarto (22,16 ± 1,3 versus 32±1,4, p < 0,05) quando comparado com a I/R isoladamente. A simpatectomia química antes do estresse físico eliminou o efeito protetor do estresse físico sobre os danos cardíacos induzidos pela I/R (DP: 21 ± 6,6 versus 63 ± 2, p < 0,01) (PDVE: 38 ± 4,5 versus 43 ± 2,6, p < 0,01) (tamanho do infarto: 35 ± 3,1 versus 22,16 ± 1,3, p < 0,01). Conclusão: Os achados indicam que o estresse físico agudo pode funcionar como um estimulador pré-condicional e, provavelmente, a presença do sistema nervoso simpático é necessária.

Effect of Lactation on myocardial vulnerability to ischemic insult in rats / Efeito da Lactação sobre a Vulnerabilidade do Miocárdio ao Insulto Isquêmico em Ratas

Abstract Background: Cardiovascular diseases are the leading cause of mortality and long-term disability worldwide. Various studies have suggested a protective effect of lactation in reducing the risk of cardiovascular diseases. Objective: This study was designed to assess the effects of pregnancy and lactation on the vulnerability of the myocardium to an ischemic insult. Methods: Eighteen female rats were randomly divided into three groups: ischemia-reperfusion (IR), in which the hearts of virgin rats underwent IR (n = 6); lactating, in which the rats nursed their pups for 3 weeks and the maternal hearts were then submitted to IR (n = 6); and non-lactating, in which the pups were separated after birth and the maternal hearts were submitted to IR (n = 6). Outcome measures included heart rate (HR), left ventricular developed pressure (LVDP), rate pressure product (RPP), ratio of the infarct size to the area at risk (IS/AAR %), and ventricular arrhythmias - premature ventricular contraction (PVC) and ventricular tachycardia (VT). Results: The IS/AAR was markedly decreased in the lactating group when compared with the non-lactating group (13.2 ± 2.5 versus 39.7 ± 3.5, p < 0.001) and the IR group (13.2 ± 2.5 versus 34.0 ± 4.7, p < 0.05). The evaluation of IR-induced ventricular arrhythmias indicated that the number of compound PVCs during ischemia, and the number and duration of VTs during ischemia and in the first 5 minutes of reperfusion in the non-lactating group were significantly (p < 0.05) higher than those in the lactating and IR groups. Conclusion: Lactation induced early-onset cardioprotective effects, while rats that were not allowed to nurse their pups were more susceptible to myocardial IR injury.

Resumo Fundamento: As doenças cardiovasculares são a principal causa de mortalidade e invalidez a longo prazo a nível mundial. Diversos estudos têm sugerido um efeito protetor da lactação na redução do risco para doenças cardiovasculares. Objetivo: Este estudo foi desenvolvido para avaliar os efeitos da gestação e da lactação sobre a vulnerabilidade do miocárdio ao insulto isquêmico. Métodos: Dezoito ratas foram divididas aleatoriamente em três grupos: isquemia-reperfusão (IR), no qual os corações de ratas virgens foram submetidos à IR (n = 6); lactantes, no qual as ratas amamentaram seus filhotes por 3 semanas e os corações maternos foram, em seguida, submetidos à IR (n = 6); e não lactantes, no qual os filhotes foram separados após o nascimento e os corações maternos foram submetidos à IR (n = 6). As medidas de desfecho incluíram frequência cardíaca (FC), pressão desenvolvida no ventrículo esquerdo (PDVE), duplo produto (DP), razão do tamanho do infarto sobre a área sob risco (TI/ASR %) e arritmias ventriculares - contração ventricular prematura (CVP) e taquicardia ventricular (TV). Resultados: O TI/ASR foi substancialmente menor no grupo de lactantes quando comparado ao grupo de não lactantes (13,2 ± 2,5 versus 39,7 ± 3,5, p < 0,001) e ao grupo IR (13,2 ± 2,5 versus 34,0 ± 4,7, p < 0,05). A avaliação das arritmias ventriculares induzidas pela IR indicou que o número de CVPs compostas na isquemia, e o número e a duração das TVs na isquemia e nos primeiros 5 minutos de reperfusão no grupo de não lactantes foram significativamente (p < 0,05) mais elevados do que os encontrados nos grupos IR e de lactantes. Conclusão: A lactação induziu o aparecimento precoce de efeitos cardioprotetores, enquanto ratas que não foram permitidas a amamentar seus filhotes se mostraram mais suscetíveis à lesão miocárdica por IR.