Influência do treinamento físico aeróbio associado à terapia com células-tronco mesenquimais na morfologia e função do ventrículo direito de ratos com infarto do miocárdio induzido no ventrículo esquerdo

Abstract

O objetivo do presente estudo foi verificar a influência do treinamento físico aeróbio associado à terapia com células-tronco mesenquimais (CTMs) na morfologia e função do ventrículo direito (VD) de ratos com infarto (IM) induzido no ventrículo esquerdo (VE). Foram utilizados 96 ratos (Rattus novergicus) da linhagem Wistar, com cerca de 30 dias de idade e peso corporal de 146 g ± 10 g. Os animais foram separados em grupos experimentais com 16 ratos cada: sedentário cirurgia simulada(SED SHAM), sedentário infartado (SED IM), sedentário infartado e tratado com células-tronco mesenquimais (SED IM CT), exercitado cirurgia simulada (EX SHAM); exercitado infartado (EX IM) e exercitado infartado e tratado com células-tronco mesenquimais (EX IM CT). No início e ao final do período de treinamento, todos os animais foram submetidos a um teste de esforço progressivo para determinar o tempo total de exercício até a fadiga (TTF). A velocidade máxima de corrida (VMC) obtida neste teste no início do período foi utilizada para determinar a intensidade de corrida adotada no programa de treinamento. Vinte e quatro horas após a indução do IM no VE e infusão das CTMs ou após realização da cirurgia simulada, os animais dos grupos exercitados iniciaram o programa de treinamento de corrida com carga progressiva em esteira rolante (velocidade final: 60 % da VMC, 60min/dia, 0o de inclinação, 5 dias/semana) que durou 12 semanas. Os animais dos grupos sedentários permaneceram pelo mesmo período em suas caixas. Ao final do período experimento, 8 animais de cada grupo foram utilizados para análises histológicas e ecocardiográficas (ECO) da função do VD. Os cardiomiócitos do VD dos demais animais de cada grupo foram isolados por dispersão enzimática e foram utilizados para análises morfológicas e mensuração da contratilidade e do transiente intracelular global de cálcio [Ca2+]i (frequência de estimulação de 1Hz em temperatura ambiente de ~ 25oC). Os resultados mostraram que os animais treinados apresentaram maior TTF ao final do período de treinamento, comparados aos sedentários (p &#8804; 0,05). O IM ocasionou um acometimento de 30,40% do miocárdio, aumentou o peso do coração, pesos absoluto e relativo dos ventrículos (p &#8804; 0,05). Não foi detectado nenhum efeito do IM sobre os pesos absoluto e relativo do VD. O IM reduziu (p < 0,05) a função do VD (TAPSE: SED IM = 0,54 ± 0,16cm vs SED SHAM = 1,40 ± 0,21cm). Não foram detectados efeitos do IM sobre as propriedades morfológicas estruturais do VD e sobre a morfologia celular (p > 0,05). O IM aumentou a amplitude de contração celular e do transiente de [Ca2+]i e reduziu os tempos para o pico e para 50% do decaimento do transiente de [Ca2+]i (p &#8804; 0,05). A terapia celular reduziu no percentual de área infartada (15 %) e atenuou a redução da função do VD (TAPSE: SED IM CT = 1,28 ± 0,17cm vs SED IM = 0,54 ± 0,16 cm) (p &#8804; 0,05). Todavia, a terapia celular não teve efeitos (p > 0,05) sobre o peso do coração, pesos absoluto e relativo dos ventrículos, pesos absoluto e relativo do VD, propriedades morfológicas estruturais do VD e morfologia dos cardiomiócitos (comprimento, largura e volume). A terapia celular reduziu (p < 0,05) a amplitude e o tempo para o pico de contração celular, a amplitude do transiente de [Ca2+]i e aumentou (p < 0,05) tanto o tempo para o pico como o tempo para 50% de decaimento do transiente de [Ca2+]i. O treinamento físico reduziu a área infartada (21,33%), mas não causou efeitos no peso do coração, pesos absoluto e relativo dos ventrículos e pesos absoluto e relativo do VD. Foi observado aumento da função do VD em resposta ao treinamento físico (TAPSE: EX IM = 1,47 ± 0,17cm vs SED IM = 0,54 ± 0,16cm), porém não foram verificados efeitos sobre as propriedades morfológicas estruturais do VD e sobre a morfologia dos cardiomiócitos (p > 0,05). Na contratilidade celular, o treinamento físico reduziu a amplitude de contração e o tempo para 50% do relaxamento celular (p &#8804; 0,05). Em relação ao transiente, o treinamento aumentou o tempo para o pico do transiente de [Ca2+]i (p < 0,05). A associação das terapias (EX + CTMs) não teve nenhum efeito sobre o tamanho do IM, a função do VD, o peso do coração, os pesos absoluto e relativo dos ventrículos e do VD, as propriedades morfológicas estruturais do VD, a morfologia e a contratilidades dos miócitos do VD (p > 0,05). Todavia, a associação dos tratamentos reduziu a amplitude do transiente de cálcio nos miócitos do VD (p < 0,05). Concluiu-se que a associação do treinamento físico aeróbio com a terapia com CTMs não afetou a morfologia e a função do VD de ratos com IM induzido no VE.

The aim of this study was to investigate the influence of aerobic exercise training associated with mesenchymal stem cells (MSCs) therapy in the morphology and function of the right ventricle (RV) of rats with infarct (IM) in the left ventricle (LV). Ninety six Wistar male rat (age: 30 days; body weight: 146g ± 10 g) were randomly divided into experimental groups of 16 animals each: sedentary simulated surgery (SED SHAM); sedentary infarcted (SED IM); sedentary infarcted and treated with MSCs (SED IM CT); exercised simulated surgery (EX SHAM); exercised infarcted (EX IM); and exercised infarcted and treated with MSCs (EX IM CT). At the onset and at the end of experimental period all animals were submitted an incremental exercise test to determine the total exercise time until fatigue (TTF). The maximum running speed (MRS) achieved in this test was used to determine the intensity of the exercise training. Twenty four hours after IM in LV and infusion of the MSCs or simulated operation animals from exercised groups started the running training program with incremental load on a motor- driven treadmill (final velocity: 60 % of MRS, 60min/day, 0o inclination, 5 days/week) that lasted for 12 weeks. The animals from sedentary groups remained in their cages for the same period. At the end of the experimental period, eight animals from each group were used for histological and echocardiographic (ECO) evaluations. Right ventricular myocytes from the remained animals of each group were enzymatically isolated and were for measuring cellular morphology, contractility and intracellular global calcium transient [Ca2+]i (stimulation frequency of 1Hz at a room temperature of ~ 25oC). The results showed that exercised animals presented higher TTF than sedentary ones (p < 0,05). The extension of IM was on average 30.40% and it increased heart weight, ventricular weight and ventricular to body weight ratio (p < 0.05). No effects of IM on the absolute and relative RV weights were observed. IM decreased RV function (TAPSE: SED IM = 0,54 ± 0,16 cm vs SED SHAM = 1,40 ± 0,21cm) (p &#8804; 0,05), however, no effects of the IM were detected on the RV morphological and structural properties as well as on myocyte morphology (p > 0.05). Myocardial infarction increased the amplitude of cell contraction and of the [Ca2+]i transient (p < 0,05) but reduced both the times to peak and to 50% decay of the [Ca2+]i transient (p < 0.05). Cell therapy resulted in a reduction of IM extension (15,00%) and attenuated the decrease in the RV function (TAPSE: SED IM CT = 1,28 ± 0,17cm vs SED IM = 0,54 ± 0,16 cm) (p < 0,05). However, no effects of cell therapy were found on heart weight, absolute and relative ventricular weights, absolute and relative RV weights, and on RV cell morphology (p > 0,05). Cellular therapy reduced (p< 0,05) the amplitude and time to peak of cell contraction, decreased the amplitude of the [Ca2+]i transient and increased the times to peak and to 50% decay of the [Ca2+]i transient. Exercise training reduced the IM extension (21.33%), but it did not affect heart weight, ventricular weight, ventricular to body weight ratio, absolute and relative RV weight, RV structural morphology as well as cell morphology (p > 0,05). Exercise training improved RV function (TAPSE: EX IM = 1,47 ± 0,17cm vs SED IM = 0,54 ± 0,16 cm), reduced the amplitude of cell contraction and the time to 50% relaxation (p < 0,05) and increased the time to peak of the [Ca2+]i transient (p < 0,05). The combination of treatments (EX + MSCs) had no effects on IM extension, RV function, heart weight, absolute and relative ventricular weights, absolute and relative RV weights, RV structure and cell morphology or cell contractility (p > 0,05). However, the associated treatments reduced the amplitude of the [Ca2+]i transient (p < 0.05). In conclusion, the association of aerobic exercise training with MSCs therapy did not affect the right ventricular morphology and function of rats with myocardial infarction induced in the left ventricle.