abc Arquivos Brasileiros de Cardiologia Arq. Bras. Cardiol. 0066-782X 1678-4170 Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBC São Paulo, SP, Brazil mp4CLSrJfxZ98M5vqc3r3gN S0066-782X2013000100008 S0066-782X(13)10000100008 10.1590/S0066-782X2012005000112 Artigo Original Tolerância ao esforço em ratos com estenose aórtica e disfunção ventricular diastólica e/ou sistólica Mendes Olga Castro Sugizaki Mario Mateus Campos Dijon Salomé Damatto Ricardo Luiz Leopoldo André Soares Lima-Leopoldo Ana Paula Baldissera Vilmar Padovani Carlos Roberto Okoshi Katashi Cicogna Antonio Carlos Botucatu São Paulo Universidade Estadual Paulista Faculdade de Medicina IDepartamento de Clínica Médica Brazil Bauru São Paulo Faculdades Integradas de Bauru Brazil São Carlos São Paulo Universidade Federal de São Carlos Laboratório de Fisiologia do Exercício Brazil Vitória Espírito Santo Universidade Federal do Espírito Santo Centro de Educação Física e Desportos Departamento de Desportos Brazil Sinop Mato Grosso Universidade Federal de Mato Grosso Instituto de Ciências da Saúde Brazil 01 2013 100 1 44 51 25 04 2012 31 07 2012 04 07 2012 This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

FUNDAMENTO: A Tolerância ao Esforço Físico (TEF) é uma medida de condicionamento cardiorrespiratório. A capacidade aeróbica é reduzida na Insuficiência Cardíaca (IC), embora não haja dados disponíveis sobre esse parâmetro em animais com disfunção ventricular e sem sinais de IC. OBJETIVO: Avaliar a TEF em ratos com disfunção ventricular diastólica isolada ou associada com disfunção sistólica induzida pela Estenose da Aorta ascendente (EAo). MÉTODOS: Ratos Wistar machos jovens (20-30 dias de idade) foram divididos em Grupo Controle (GC, n = 11) e Grupo EAo (n = 12). Os animais foram avaliados em 6 e 18 semanas após a cirurgia para EAo. O teste ergométrico foi feito até a exaustão e foram avaliadas a velocidade da esteira e a concentração de lactato [LAC] no limiar de lactato, velocidade da esteira e [LAC] na exaustão, e tempo total do teste. RESULTADOS: Dados ecocardiográficos revelaram remodelação do átrio esquerdo e hipertrofia concêntrica ventricular esquerda em 6 e 18 semanas. A fração de encurtamento endocárdico mostrou-se maior no grupo EAo do que no GC em 6 e 18 semanas. A fração de encurtamento da parede média mostrou-se maior no grupo EAo do que no GC em 6 semanas. O índice cardíaco mostrou-se semelhante no GC e no grupo EAo em 6 e 18 semanas, tendo diminuído entre 6-18 semanas em ambos os grupos. A razão entre a onda E a onda A foi maior no GC do que no grupo EAo em ambos os períodos e não se alterou em ambos os grupos entre a semana 6 e a semana 18. Os parâmetros do teste de esforço na esteira foram semelhantes nos dois grupos tanto na semana 6 quanto na semana 18. CONCLUSÃO: Embora a EAo promova a disfunção diastólica isolada ou associada à disfunção sistólica, em 6 ou 18 semanas, ela não é suficiente para alterar a tolerância ao esforço físico.

 Ratos Exercício Estenose da Valva Aórtica Disfunção Ventricular 30 11 2012

Tolerância ao esforço em ratos com estenose aórtica e disfunção ventricular diastólica e/ou sistólica

Olga Castro MendesI, II; Mario Mateus SugizakiI, III; Dijon Salomé CamposI; Ricardo Luiz DamattoI; André Soares LeopoldoI, IV; Ana Paula Lima-LeopoldoI, IV; Vilmar BaldisseraV; Carlos Roberto PadovaniI; Katashi OkoshiI; Antonio Carlos CicognaI

IDepartamento de Clínica Médica - Faculdade de Medicina - Universidade Estadual Paulista (UNESP) "Júlio de Mesquita Filho", SP, Botucatu, Brasil

IIFaculdades Integradas de Bauru, Bauru, SP, Brasil

IIIInstituto de Ciências da Saúde - Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT), Sinop, MT, Brasil

IVDepartamento de Desportos - Centro de Educação Física e Desportos - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES), Vitória, ES, Brasil

VLaboratório de Fisiologia do Exercício - Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), São Carlos, SP, Brasil

Correspondência

RESUMO

FUNDAMENTO: A Tolerância ao Esforço Físico (TEF) é uma medida de condicionamento cardiorrespiratório. A capacidade aeróbica é reduzida na Insuficiência Cardíaca (IC), embora não haja dados disponíveis sobre esse parâmetro em animais com disfunção ventricular e sem sinais de IC.

OBJETIVO: Avaliar a TEF em ratos com disfunção ventricular diastólica isolada ou associada com disfunção sistólica induzida pela Estenose da Aorta ascendente (EAo).

MÉTODOS: Ratos Wistar machos jovens (20-30 dias de idade) foram divididos em Grupo Controle (GC, n = 11) e Grupo EAo (n = 12). Os animais foram avaliados em 6 e 18 semanas após a cirurgia para EAo. O teste ergométrico foi feito até a exaustão e foram avaliadas a velocidade da esteira e a concentração de lactato [LAC] no limiar de lactato, velocidade da esteira e [LAC] na exaustão, e tempo total do teste.

RESULTADOS: Dados ecocardiográficos revelaram remodelação do átrio esquerdo e hipertrofia concêntrica ventricular esquerda em 6 e 18 semanas. A fração de encurtamento endocárdico mostrou-se maior no grupo EAo do que no GC em 6 e 18 semanas. A fração de encurtamento da parede média mostrou-se maior no grupo EAo do que no GC em 6 semanas. O índice cardíaco mostrou-se semelhante no GC e no grupo EAo em 6 e 18 semanas, tendo diminuído entre 6-18 semanas em ambos os grupos. A razão entre a onda E a onda A foi maior no GC do que no grupo EAo em ambos os períodos e não se alterou em ambos os grupos entre a semana 6 e a semana 18. Os parâmetros do teste de esforço na esteira foram semelhantes nos dois grupos tanto na semana 6 quanto na semana 18.

CONCLUSÃO: Embora a EAo promova a disfunção diastólica isolada ou associada à disfunção sistólica, em 6 ou 18 semanas, ela não é suficiente para alterar a tolerância ao esforço físico. (Arq Bras Cardiol. 2012; [online].ahead print, PP.0-0)

Palavras-Chave: Ratos; Exercício; Estenose da Valva Aórtica; Disfunção Ventricular.

Introdução

O termo Remodelação Cardíaca (RC) tem sido amplamente utilizado e pode ser definido como uma alteração na expressão genética resultando em alterações moleculares, celulares e intersticiais que se manifestam clinicamente como alterações no tamanho, forma e função do miocárdio após a agressão1.

A RC é um importante mecanismo adaptativo para a carga hemodinâmica crônica que permite que o coração mantenha suas funções básicas em resposta ao aumento de carga2, mas é também um fator de risco importante para a disfunção ventricular e insuficiência cardíaca3.

Diversos modelos experimentais têm sido propostos para investigar a RC induzida por sobrecarga de pressão4-6. Mais recentemente, o modelo de estenose da aorta ascendente (EAo) tem sido usado para promover o desenvolvimento gradual da hipertrofia ventricular esquerda em ratos7-9. Nesse modelo, os animais desenvolvem remodelação cardíaca associada, no curto prazo, à disfunção diastólica e melhora da função cardíaca seguida de menor desempenho sistólico e insuficiência cardíaca10,11.

O Teste de Esforço Físico (TEF), um dos métodos mais utilizados para a avaliação não invasiva da doença cardiovascular, pode detectar anormalidades da função cardíaca não observáveis em repouso12,13. A tolerância ao TEF, uma medida normativa do condicionamento cardiorrespiratório e capacidade aeróbica, é a capacidade de realizar atividades dinâmicas durante o esforço físico. Essa capacidade é comumente reduzida em pacientes e animais com Insuficiência Cardíaca (IC)14,15. No entanto, informações sobre pacientes e animais com disfunção ventricular e sem sinais de IC não são encontradas na literatura.

O objetivo deste estudo foi testar a hipótese de que a tolerância ao esforço físico é prejudicada na presença de disfunção ventricular diastólica isolada ou associada com disfunção sistólica e ausência de insuficiência cardíaca induzida por estenose aórtica.

Métodos

Todos os experimentos e procedimentos foram realizados de acordo com o Manual sobre cuidados e uso de animais de laboratório publicado pelo Conselho Nacional de Pesquisa (1996), tendo sido aprovados pelo Comitê de Ética em Experimentação Animal da Faculdade de Medicina de Botucatu - Universidade Estadual Júlio Mesquita Filho (Unesp), em 19 de outubro de 2005 (número do protocolo 506/2005).

Animais

Vinte e três ratos machos jovens Wistar foram distribuídos aleatoriamente em dois grupos: controle (GC, n = 11) e estenose da aorta ascendente (EAo, n = 12). No grupo EAo, a estenose aórtica foi induzida por meio da colocação de um anel de prata na aorta. O GC sofreu a mesma cirurgia, sem a colocação de faixa. Todos os animais foram alojados em gaiolas individuais numa sala mantida a 23 °C em um ciclo de luz-escuridão de 12:12-h e alimentados com ração Purina® padrão e água ad libitum.

Indução da estenose da aorta ascendente

A remodelação cardíaca foi induzida pela EAo de acordo com o método usado por diversos autores5,7,9. Os animais, pesando 70-90 g, com 20-30 dias de idade, foram submetidos à toracotomia mediana sob anestesia com cloridrato de cetamina (60mg/kg e cloridrato de xilidina (10mg/kg) via intraperitoneal. A aorta ascendente foi dissecada e uma fita de prata com diâmetro interno de 0,6 mm foi colocada a aproximadamente 3 mm da raiz da aorta. Os animais do GC foram submetidos à mesma cirurgia, mas sem a colocação de fita.

De acordo com estudos anteriores, os animais começam a desenvolver disfunção ventricular diastólica isolada ou associada com disfunção sistólica em 6 e 18 semanas após a cirurgia, respectivamente5,7,9. Assim, todos os animais foram avaliados nos seguintes períodos: 6 semanas (disfunção diastólica) e 18 semanas (disfunção diastólica associada sistólica).

Avaliação ecocardiográfica

As funções diastólica e sistólica do ventrículo esquerdo, bem como a estrutura do miocárdio, foram avaliadas ecocardiograficamente de acordo com o método utilizado no nosso laboratório7,16. Os animais foram anestesiados com cloridrato de cetamina (60mg/kg e cloridrato de xilidina (10mg/kg) via intraperitoneal (50 mg/kg) e cloridrato de xilidina (1 mg/kg) para o exame ecocardiográfico em Modo M (Philips®, modelo HDI 5000), equipado com um transdutor eletrônico de 12 MHz para medir o diâmetro do átrio esquerdo (AE) e os seguintes parâmetros do ventrículo esquerdo: diâmetro diastólico e sistólico (DDVE e DSVE, respectivamente), espessura da parede posterior diastólica e sistólica (EDPVE e ESPVD, respectivamente), espessura do septo interventricular diastólico e sistólico (EDSIV e ESSIV) e massa do ventrículo esquerdo (massa do VE). O índice de massa do ventrículo esquerdo (IMVE) foi determinado através da normalização da massa do VE para o peso corporal (PC). A espessura relativa da parede do ventrículo esquerdo (ERPVE) foi estimada dividindo a EDPVE pelo DDVE.

A função sistólica do VE foi determinada pela porcentagem de encurtamento endocárdico (ΔD endo) e da fração de encurtamento da parede média (ΔD mid) e índice cardíaco (IC). A ΔD mid foi calculada utilizando a fórmula ({[(DDVE + ½ EDPP + ½ EDSIV) - (DSVE + ½ ESPP + ½ ESSIV)]/(DDVE + ½ EDPP + ½ EDSIV)}). A ΔD endo foi calculada pela fórmula ([(DDVE - DSVE)/DDVE x 100].

A função diastólica foi avaliada por ondas E e A, a razão entre as ondas E e A (E/A).

Avaliação da tolerância ao esforço físico

Testes de esforço físico

Os testes de esforço físico foram realizados utilizando-se uma esteira para ratos construída pelo Centro Tecnológico de Engenharia Clínica - Universidade Estadual Júlio Mesquita Filho (Unesp) de Botucatu, São Paulo, Brasil. O protocolo utilizado para o teste incremental com multiestágios foi adaptado a partir do teste anteriormente descrito por Carvalho e cols.17. Cada animal foi testado individualmente. O teste consistiu de um aquecimento inicial de 5 minutos a 5m/min. Após 1 minuto de recuperação passiva, o animal foi submetido a um exercício incremental a uma velocidade de 6m/min seguido de aumentos de 3m/min a cada 3 minutos até a exaustão. A exaustão foi determinada quando o animal se recusava a executar, mesmo após estimulação sonora ou quando o animal se mostrava incapaz de coordenar passos. Depois de cada incremento de carga, o animal foi retirado manualmente da esteira por 1 min para a coleta de sangue18.

Protocolo experimental

A figura 1 mostra a representação esquemática de um protocolo de teste. Todos os ratos foram submetidos a um período de adaptação para se familiarizar com o protocolo de ensaio caminhando diariamente 5 m/min durante uma semana antes do teste. O teste de esforço físico foi realizado 6 e 18 semanas após a cirurgia nos grupos CG e EAo, isto é, pela disfunção diastólica isolada ou associada à disfunção sistólica, respectivamente.

Parâmetros avaliados

Velocidade da esteira (VLL, m/min) e concentração de lactato ([LAC]LT, mmol/L) no limiar de lactato

Para a avaliação da VLL e [LAC]LT, foi necessário determinar o limiar de lactato (LL), definido como a intensidade do exercício em que a concentração de lactato começa a aumentar substancialmente na corrente sanguínea durante o exercício incremental19. As amostras de sangue (25 uL) foram coletadas a partir da cauda dos animais em repouso e após cada aumento de carga. A coleta foi realizada com lâminas de vidro para microscopia 25x75x1mm (Sigma Chemical Company® - EUA, modelo Techware S 8902) e micropipetas digitais de (Nichiryo Co.® - Japão, modelo Nichipet NPX 200) com pontas descartáveis que foram trocadas depois de cada coleta. O sangue coletado foi imediatamente armazenado em tubos Eppendorf de 1,5 mL com tampa contendo 50 uL de fluoreto 1%, anticoagulante e inibidor da enzima enolase para suprimir a atividade glicolítica. As amostras de sangue foram refrigeradas durante a coleta e, em seguida, mantidas em congelador até a sua utilização. A concentração de lactato foi determinada pelo método eletroenzimático usando um lactímetro (Yellow Springs Instruments®, 1500 Sport - EUA) de propriedade do Laboratório de Fisiologia do Exercício do Departamento de Ciências Fisiológicas - Universidade Federal de São Carlos, São Paulo, Brasil. O aparelho foi calibrado de acordo com as instruções do fabricante. As concentrações de lactato foram plotadas contra a velocidade de fase. O LL foi considerado como o ponto em que os níveis de lactato começaram a se elevar em função da velocidade, conforme detectado por inspeção visual. A velocidade e a concentração de lactato encontradas nesse ponto foram consideradas como a velocidade e a concentração de lactato no limiar de lactato (VLL e [LAC]LT, respectivamente). Os gráficos foram analisados por dois investigadores experientes com concordância interobservador de 96%. Quando ocorria discordância sobre o LL, utilizou-se a média dos valores indicados por cada observador. A figura 2 apresenta o gráfico que representa os resultados de um dos animais.

Velocidade da esteira (VEx, m/min) e concentração de lactato ([LAC]EX, mmol/L) na exaustão

Esses parâmetros foram determinados como descrito acima, porém até à exaustão.

Tempo total do teste (TTT, seg)

O TTT foi a soma de todos os tempos de estágio até a exaustão. Os intervalos entre os estágios não foram levados em consideração.

Características morfológicas do corpo e do miocárdio

Até o fim do experimento, os animais foram anestesiados com pentobarbital de sódio intraperitoneal (50 mg/kg) e decapitados. As seguintes variáveis foram avaliadas: peso corporal final (PC), peso do VE, peso do VD, peso atrial (A) (direito + esquerdo), VE/PC, A/PC. Os fragmentos do fígado (FÍGADOl/s) e pulmão (PULMÃOl/s) foram pesados antes e depois de terem sido postos em um forno a 60°C por 48 h para se obter a razão peso líquido/peso seco.

Análise estatística

Os resultados são relatados como medidas de posição e variabilidade de acordo com a distribuição dos dados. Os parâmetros morfológicos foram analisados utilizando o teste t de Student, quando a variável demonstrou aderência à distribuição de probabilidade normal, e utilizando o teste de Mann-Whitney, quando da ausência dessa característica. As comparações entre os grupos foram feitas utilizando ANOVA bifatorial de medidas repetidas com repetição de um fator seguidas do procedimento de comparações múltiplas de Bonferroni. Para parâmetros não paramétricos, foram utilizados o teste de Friedman e ANOVA por postos. O nível de significância para todos os testes foi definido a 5% (p < 0,05). Os cálculos estatísticos foram realizados utilizando o programa SigmaStat 3.5 para Windows (Copyright© 2006, Systat Software Inc.).

Resultados

A tabela 1 resume os dados morfológicos. O peso corporal revelou-se similar no grupo controle (CG) e no grupo de estenose da aorta ascendente (EAo). VE/peso corporal, VD/peso corporal e A/peso corporal encontravam-se elevados no grupo EAo em comparação com o GC. Não houve diferença nos fragmentos de FÍGADOl/s e PULMÃOl/s.

A tabela 2 mostra os dados ecocardiográficos seriais dos parâmetros estruturais e funcionais em 6 e 18 semanas no GC e no grupo EAo. O índice de massa do ventrículo esquerdo diminuiu entre a semana 6 e a semana 18 no GC e permaneceu inalterado no grupo EAo; esse parâmetro se apresentou mais elevado no grupo EAo do que no GC nas semanas 6 e 18. A espessura relativa da parede do ventrículo esquerdo permaneceu inalterada no GC, mas se apresentou mais elevada na semana 6 e na semana 18 no grupo EAo; essa variável se apresentou mais elevada no grupo EAo do que no GC nas semanas 6 e 18. A razão AE/PC diminuiu em ambos os grupos na semana 18 em comparação com a semana 6, tendo se apresentado mais elevada no grupo EAo do que no GC nos dois tempos avaliados. A fração de encurtamento endocárdico (ΔD endo) e da parede média (ΔD meso) não se alterou com o tempo no GC, mas ambas diminuíram entre a semana 6 e 18 no grupo EAo; a ΔD endo foi maior no grupo EAo do que no GC nas semanas 6 e 18; A ΔD meso da parede média apresentou-se maior no grupo EAo do que no GC na semana 6 e similar em ambos os grupos na semana 18. O índice cardíaco diminuiu em ambos os grupos entre a semana 6 e 18, tendo sido semelhante entre os dois grupos nos dois tempos avaliados. E/A mostrou-se semelhante nos dois grupos entre as semanas 6 e 18, no entanto, mostrou-se mais elevado no CG do que no grupo EAo nos dois momentos.

A tabela 3 mostra os resultados da avaliação da tolerância ao esforço físico. Nenhum dos grupos apresentou diferença significativa na velocidade na exaustão, tempo total do teste, velocidade no limiar de lactato, concentrações de lactato na VLL e VEx entre as semanas 6 e 18 . Esses parâmetros foram semelhantes entre o GC e EAo em ambos os momentos.

Discussão

A estenose aórtica utilizada neste estudo promoveu precoce hipertrofia ventricular e do átrio esquerdo, o que persistiu até ao final do experimento. Tal fato foi observado por meio da massa atrial e ventricular na análise morfológica e ecocardiográfica. O aumento da espessura relativa da parede ventricular esquerda no grupo da estenose indica hipertrofia concêntrica. Os dados estão de acordo com estudos anteriores que mostraram a remodelação cardíaca nesse modelo experimental5,9,11,20. A remodelação da câmara esquerda consiste em uma resposta adaptativa ao aumento da pressão ventricular; o aumento da espessura da parede e diminuição do volume da cavidade normalizam o estresse parietal e, em consequência, a função ventricular esquerda1,21. Não foram observados sinais clínicos e morfológicos de insuficiência cardíaca, ou seja, taquipneia associada a edema, ascite, derrame pleuropericárdico, trombose no AE ou hipertrofia do VD. O achado isolado de um aumento da razão VD/PC não indica que os ratos do grupo EAo desenvolveram insuficiência cardíaca, o que foi confirmado pelo fato de que FÍGADOl/s e PULMÃOl/s mostraram-se semelhantes nos grupos controle e EAo.

A função sistólica do VE, avaliada pela ΔD endo e ΔD meso, mostrou-se elevada no grupo EAo quando comparado com o GC na semana 6, e se deteriorou durante a remodelação no grupo EAo (tab. 2). A ΔD endo observada na semana 6 mostrou-se semelhante à relatada por Bregagnollo e cols.7,22, Ribeiro e cols.11 e Litwin e cols.9, que encontraram melhora na função sistólica nesse momento. Além disso, esses autores também observaram piora após 18 ou 21 semanas. A melhora da função sistólica observada no grupo EAo, em comparação com o GC na semana 6 pode estar relacionada com o desenvolvimento de hipertrofia concêntrica, normalização da tensão sistólica da parede, e manutenção do consumo de oxigênio do miocárdio em sua gama fisiológica9. A perda progressiva da função sistólica pode estar relacionada com a remodelação adversa da geometria ventricular, alterações na composição do miocárdio, insuficiência progressiva de contratilidade ou com todos esses elementos combinados22-24.

Diferentemente da função sistólica, o desempenho diastólico piorou precocemente no grupo EAo em comparação com o GC. Na semana 6, houve uma redução na razão E/A, que se manteve observável na semana 18. A razão E/A no grupo EAo, que se apresentou menor do que no GC, sugere a presença de disfunção diastólica. Nossos resultados diferem do autor9 que não observou mudanças na razão E/A 6 semanas após a indução de EAo em ratos e investigadores que encontraram aumento da razão E/A nas semanas 12, 18 ou 21 após a indução de EAo7,9,22. Resultados conflitantes podem ocorrer devido aos diferentes níveis de hipertrofia ventricular esquerda ou dificuldades técnicas de obtenção de imagens adequadas para a análise do efeito Doppler; a alta frequência cardíaca em ratos funde as ondas E e A, dificultando a medição da função diastólica25. Apesar dos resultados inconsistentes encontrados na avaliação da função diastólica usando E/A de 6 semanas, um aumento no diâmetro do AE observado no presente estudo indica disfunção diastólica no VE, tendo em vista que uma melhora na função diastólica foi observada no grupo EAo em comparação com os controles. Durante a diástole ventricular, o AE está diretamente exposto a pressões intraventriculares através da valva mitral. Eventuais aumentos na pressão diastólica ventricular aumentam a pressão atrial e, assim, a remodelação da câmara. Estudos experimentais sobre a EAo têm associado a rigidez do miocárdio com um aumento das fibras de colágeno e alterações nas proteínas envolvidas na captação de cálcio para o meio intracelular, particularmente a bomba de cálcio do retículo sarcoplasmático24. Assim, a depressão da função diastólica observada 6 e 18 semanas após a EAo pode estar relacionada com alterações nas propriedades elásticas e distúrbios no manuseio de cálcio.

Embora os dados ecocardiográficos tenham mostrado alterações funcionais e estruturais nas semanas 6 e 18, o teste de tolerância ao esforço não detectou alteração na capacidade funcional em ambos os grupos. De acordo com o nosso conhecimento, esta é a primeira pesquisa que avaliou a tolerância ao exercício físico em ratos com estenose da aorta ascendente. O TTT foi o único parâmetro que mostrou uma forte tendência de diminuição em animais com EAo (0,05 < p < 0,10). Respostas semelhantes ao esforço podem se dar em virtude de: 1) protocolo inadequado; 2) Parâmetros insensíveis para detectar mudanças na capacidade funcional; e 3) grau de disfunção ventricular. Com relação ao primeiro item, o teste de esforço físico utilizado pode ser considerado adequado pelas seguintes razões: i) métodos semelhantes têm sido utilizados em outros estudos experimentais17,26; ii) o teste permite submeter os animais a um programa de esforço físico individualizado; iii) o aumento gradual da carga interrompeu o padrão linear da curva de concentração de lactato e permitiu determinar o nível de LL; iiii) não ocorreram óbitos durante o teste ou imediatamente após o teste, o que indica que, embora se trata de um teste máximo, ele pode ser usado no modelo experimental de EAo. Os parâmetros utilizados foram consideradas adequados porque: i) VLL e/ou VEx foram utilizados com sucesso em diversos trabalhos experimentais em ratos normais17,27,28, em ratos com estenose aórtica abdominal ou infarto do miocárdio18,27; ii) O TTT também tem sido usado para avaliar a capacidade funcional em animais infartados ou hipertensos26,29; em pacientes assintomáticos com EAo, foi considerado um bom preditor do aparecimento de sinais de insuficiência cardíaca30; iii) [LAC]LT e [LAC]EX têm sido utilizados em estudos experimentais em seres humanos como marcador de intensidade de treino físico28. Em relação ao item 3, a literatura mostra que o teste de esforço detectou redução da capacidade funcional em animais com disfunção ventricular diastólica induzida por hipertensão arterial29 ou, mais comumente, com insuficiência cardíaca induzida por infarto do miocárdio26. Além disso, relata-se que o teste é negativo em ratos com estenose da aorta abdominal e hipertrofia ventricular compensada27, e em um modelo de ratos com hiperadrenalinemia induzida por comprimidos de adrenalina.

Neste estudo, não foram observados sinais de insuficiência cardíaca, muito embora o desempenho diastólico e sistólico estivesse prejudicado na EAo durante a remodelação. Uma vez que a literatura mostra que o teste de esforço é significativamente positivo em animais com insuficiência cardíaca14,15, a ausência de alterações observada aqui pode estar relacionada ao grau de disfunção ventricular, provavelmente moderado. Os dados semelhantes de índice cardíaco indicam perfusão do fluxo sanguíneo periférico equivalente entre os grupos. Outra explicação sobre a ausência de diferença entre os grupos pode estar relacionada à velocidade de exaustão dos ratos controle. O protocolo de teste de esforço físico mostrou baixos valores de velocidade de exaustão (15 m/min) e velocidade no limiar de lactato (9,0 m/min) em ratos controle.

De acordo com a literatura, seriam esperados valores mais elevados desses parâmetros. Ferreira e cols.31 observaram a velocidade na exaustão de 28 m/min e velocidade no limiar de lactato de 15 m/min em ratos que não se submeteram a testes de esforço físico. Carvalho e cols.17 observaram a velocidade na exaustão de 19,5 m/min e velocidade no limiar de lactato de 14,9 m/min em ratos que não se submeteram a testes de esforço físico. Apesar dos dados controversos, a concentração de lactato no momento da exaustão observada por nós foi semelhante a 18 m/min à velocidade observada por Ferreira e cols.31 e na velocidade de exaustão (19,5 m/min) observada por Carvalho e cols.17. Portanto, isso significa que os nossos ratos atingiram esforço máximo ou chegaram perto do esforço máximo durante o teste ergométrico.

Os mecanismos responsáveis pela redução da capacidade de exercício ainda não foram completamente elucidados. Dentre os possíveis fatores, podemos citar o fluxo insuficiente para o músculo esquelético secundário à disfunção sistólica e/ou diastólica e alterações no metabolismo da musculatura periférica29. Uma vez que a resposta ao esforço físico permaneceu inalterada durante os testes incrementais, os fatores mencionados acima ou estavam ausentes ou de magnitude insuficiente nos ratos com EAo avaliados neste estudo.

Algumas limitações sobre essa pesquisa devem ser citadas: 1) Teste de exercício físico máximo em ratos com hipertrofia ventricular podem ser perigosos devido ao risco de óbito, portanto, nossos ratos podem ter realizado esforço submáximo durante o teste; 2) Falta de parâmetros funcionais que estimam a intensidade do exercício durante o teste físico (ou seja, frequência cardíaca, pressão arterial, consumo de oxigênio); 3) Falta de dados da literatura sobre o tempo, corrida de velocidade, lactato em condições experimentais similares.

Em conclusão, não houve alterações na tolerância ao esforço físico na presença de disfunção diastólica isolada ou associada à disfunção sistólica. O grau de disfunção ventricular esquerda parece ser o principal determinante sobre os resultados do presente estudo. São necessários estudos adicionais, incluindo animais com disfunção ventricular maior ou insuficiência cardíaca, bem como a análise dos mecanismos que podem alterar a relação de tolerância ao esforço/remodelação cardíaca.

Potencial Conflito de Interesses

Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.

Fontes de Financiamento

O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.

Vinculação Acadêmica

Este artigo é parte de tese de mestrado de Olga de Castro Mendes da Silva pela Faculdade de Medicina da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho.

Correspondência:

Mario Mateus Sugizaki •

Av. Alexandre Ferronato, 1200 - Setor Industrial - 78550-000 - Sinop, MT, Brasil

E-mail: mario.

ufmt@gmail.com,

mario.sugizaki@ig.com.br

Recebido em 25/04/12, revisado recebido em 04/07/12, aceito em 31/07/12.

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BACKGROUND: Physical stress tolerance (ST) is a measurement of cardiorespiratory fitness. Aerobic capacity is reduced in heart failure (HF) although there is no data available on this parameter in animals with ventricular dysfunction and no signs of HF. OBJECTIVE: Evaluate ST in rats with ventricular diastolic dysfunction isolated or associated with systolic dysfunction induced by ascending aortic stenosis (AoS). METHODS: Young male Wistar rats (20-30 days old), divided in: control group (CG, n=11) and AoSG group, (n=12). Animals were assessed at 6 and 18 weeks after AoS surgery. Treadmill exercise test was until exhaustion and evaluated treadmill speed and lactate concentration [LAC] at lactate threshold, treadmill speed and [LAC] at exhaustion, and total testing time. RESULTS: Echocardiography data revealed remodeling of the left atrium and left ventricular concentric hypertrophy at 6 and 18 weeks. Endocardial fractional shortening was greater in AoSG than CG at 6 and 18 weeks. Midwall fractional shortening was greater in AoSG than in CG only 6 week. Cardiac index was similar in CG and AoSG at 6 and 18 weeks and decreased between from 6 to 18 weeks in both groups. The E wave to A wave ratio was greater in CG than in AoSG at both periods and did not change in both groups between week 6 and 18. Treadmill stress testing parameters were similar in both groups at 6 or 18 weeks. CONCLUSION: Although AoS promotes isolated diastolic dysfunction or associated with systolic dysfunction at 6 or 18 weeks, it is not sufficient to modify physical stress tolerance.

 Mice Exercise Aortic Valve Stenosis Ventricular Dysfunction

Olga Castro MendesI, II; Mario Mateus SugizakiI, III; Dijon Salomé CamposI; Ricardo Luiz DamattoI; André Soares LeopoldoI, IV; Ana Paula Lima-LeopoldoI, IV; Vilmar BaldisseraV; Carlos Roberto PadovaniI; Katashi OkoshiI; Antonio Carlos CicognaI

IDepartamento de Clínica Médica - Faculdade de Medicina - Universidade Estadual Paulista (UNESP) "Júlio de Mesquita Filho", Botucatu, SP, Brazil

IIFaculdades Integradas de Bauru, Bauru, SP, Brasil

IIIInstituto de Ciências da Saúde - Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT), Sinop, MT, Brazil

IVDepartamento de Desportos - Centro de Educação Física e Desportos - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES), Vitória, ES, Brazil

VLaboratório de Fisiologia do Exercício - Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), São Carlos, SP, Brazil

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ABSTRACT

BACKGROUND: Physical stress tolerance (ST) is a measurement of cardiorespiratory fitness. Aerobic capacity is reduced in heart failure (HF) although there is no data available on this parameter in animals with ventricular dysfunction and no signs of HF.

OBJECTIVE: Evaluate ST in rats with ventricular diastolic dysfunction isolated or associated with systolic dysfunction induced by ascending aortic stenosis (AoS).

METHODS: Young male Wistar rats (20-30 days old), divided in: control group (CG, n=11) and AoSG group, (n=12). Animals were assessed at 6 and 18 weeks after AoS surgery. Treadmill exercise test was until exhaustion and evaluated treadmill speed and lactate concentration [LAC] at lactate threshold, treadmill speed and [LAC] at exhaustion, and total testing time.

RESULTS: Echocardiography data revealed remodeling of the left atrium and left ventricular concentric hypertrophy at 6 and 18 weeks. Endocardial fractional shortening was greater in AoSG than CG at 6 and 18 weeks. Midwall fractional shortening was greater in AoSG than in CG only 6 week. Cardiac index was similar in CG and AoSG at 6 and 18 weeks and decreased between from 6 to 18 weeks in both groups. The E wave to A wave ratio was greater in CG than in AoSG at both periods and did not change in both groups between week 6 and 18. Treadmill stress testing parameters were similar in both groups at 6 or 18 weeks.

CONCLUSION: Although AoS promotes isolated diastolic dysfunction or associated with systolic dysfunction at 6 or 18 weeks, it is not sufficient to modify physical stress tolerance. (Arq Bras Cardiol. 2012; [online].ahead print, PP.0-0)

Keywords: Mice; Exercise; Aortic Valve Stenosis; Ventricular Dysfunction.

Introduction

The term cardiac remodeling (CR) has been widely used and can be defined as a modification in genome expression resulting in molecular, cellular and interstitial changes that clinically manifest as changes in size, shape and function of the heart following aggression1.

CR is an important adaptive mechanism to chronic hemodynamic load that allows the heart to maintain its basic functions in response to increased load2, but it is also a considerable risk factor for ventricular dysfunction and heart failure3.

A variety of experimental models have been proposed to investigate pressure overload-induced CR4-6. More recently, the model of ascending aortic stenosis (AoS) has been used to promote the gradual development of left ventricular hypertrophy in rats7-9. In this model, animals develop cardiac remodeling that is associated, in the short term, with diastolic dysfunction and improved systolic function followed by depressed systolic performance and heart failure10,11.

The physical stress test (ST), one of the most commonly used noninvasive methods for the evaluation of cardiovascular disease, can detect heart function abnormalities not observable at rest12,13. Tolerance to ST, a normative measurement of cardiorespiratory fitness and aerobic capacity, is the ability to perform dynamic activities during physical stress. This ability is commonly reduced in patients and animals with heart failure (HF)14,15. However, information on patients and animals with ventricular dysfunction and no signs of HF was not found in the literature.

The purpose of this study was to test the hypothesis that tolerance to physical stress is impaired in the presence of ventricular diastolic dysfunction isolated or associated with systolic dysfunction and no heart failure induced by aortic stenosis.

Methods

All experiments and procedures were performed in agreement with Guide for the Care and Use of Laboratory Animals published by the National Research Council (1996) and were approved by the Animal Ethics Committee of the Botucatu Medical School, UNESP - Universidade Estadual Júlio Mesquita Filho on 10/19/2005 (protocol number 506/2005).

Animal

Twenty-three young male Wistar rats were randomly distributed in two groups: control (CG, n=11) and ascending aortic stenosis (AoSG, n=12). In AoSG, aortic stenosis was induced by placing a silver band on the aorta. CG underwent the same surgery without band placement. All animals were housed in individual cages in a room maintained at 23°C on a 12:12-h light-dark cycle and fed standard Purina® rat chow and water ad libitum.

Ascending aortic stenosis induction

Cardiac remodeling was induced by AoS according to the method used by several authors5,7,9. The animals, weighing 70-90 g, 20-30 days old, underwent median thoracotomy under anesthesia with intraperitoneal ketamine hydrochloride (60 mg/kg) and xylidine hydrochloride (10 mg/kg). The ascending aorta was dissected and a 0.6-mm internal diameter silver band was placed at approximately 3 mm of the aortic root. CG animals underwent the same surgery, but without band placement.

According to previous studies, animals start to develop ventricular diastolic dysfunction isolated or associated with systolic dysfunction at 6 and 18 weeks after surgery, respectively5,7,9. Thus, all animals were assessed at these time points: 6 weeks (diastolic dysfunction) and 18 weeks (diastolic dysfunction associated with systolic).

Echocardiography assessment

LV diastolic and systolic functions as well as heart structure were assessed by ECHO according to the method used in our laboratory7,16. The animals were anesthetized with intraperitoneal ketamine hydrochloride (50 mg/kg) and xylidine hydrochloride (1 mg/kg) for examination with a M-Mode echocardiograph (Philips®, model HDI 5000) equipped with a 12-MHz electronic transducer to measure the left atrium diameter (LA) and the following left ventricular parameters: diastolic and systolic diameter (LVDD and LVSD, respectively), diastolic and systolic posterior wall thickness (LVDWT and LVSWT, respectively), diastolic and systolic interventricular septal thickness (IVSDT and IVSST), and left ventricle mass (LV MASS). The left ventricular mass index (LVMI) was determined by normalizing LV mass for body weight (BW). LV wall relative thickness (LVWRT) was estimated dividing LVDWT by LVDD.

The LV systolic function was determined by the percent of endocardial shortening (ΔD endo) and the midwall fractional shortening (ΔD mid), and cardiac index (CI). The ΔD mid was calculated using the formula ({[(LVDD + ½ PWDT + ½ IVSDT) - (LVSD + ½ PWST + ½ IVSST)]/(LVDD + ½ PWDT + ½ IVSDT )}). The ΔD endo was calculated by the formula ([(LVDD - LVSD)/LV DD x 100].

The diastolic function was assessed by E-waves and A, ratio between E-waves and A-wave (E/A).

Assessment of physical stress tolerance

Physical stress testing

Stress testing was performed using a rodent treadmill constructed by the Technological Center of Clinical Engineering - Universidade Estadual Júlio Mesquita Filho UNESP/Botucatu, São Paulo, Brazil. The protocol used for multistage interval testing was adapted from that previously described by Carvalho et al17. Each animal was tested individually. The test consisted of an initial 5-min warm up at 5m/min. After 1 min of passive recuperation, the animal was submitted to interval exercise at a speed of 6m/min followed by 3m/min increases in speed every 3 minutes until exhaustion. Exhaustion was determined when the animal refused to run even after sound stimulation or was unable to coordinate steps. After each load increase, the animal was manually taken out of the treadmill for 1 min for blood collection18.

Experimental Protocol

A schematic representation of the test protocol is shown in Figure 1. All rats underwent a period of adaptation to become familiarized with the experiment protocol by daily walking 5 minutes at 5 m/min for one week before testing. Physical stress testing was performed 6 and 18 weeks after surgery in CG and AoSG, that is, by the diastolic dysfunction isolated or associated with systolic dysfunction, respectively.

Parameters assessed

Treadmill speed (SLT, m/min) and lactate concentration ([LAC]LT, mmol/L) at lactate threshold

For the assessment of SLT and [LAC]LT, it was necessary to determine lactate threshold (LT), defined as the exercise intensity at which lactate concentration starts to substantially increase in the bloodstream during incremental exercise19. Blood samples (25 µl) were drawn from the tail of animals at rest and after every load increase. Collection was carried out using 25x75x1mm glass microscope slides (Sigma Chemical Company® - USA, model Techware S 8902) and 20-200 µl digital micropipettes (Nichiryo Co.® - Japan, model Nichipet NPX 200) with disposable tips that were changed after each collection. The blood collected was immediately stored in 1.5-ml Eppendorf tubes with lid containing 50 µl of 1% fluoride, anticoagulant and enolase enzyme inhibitor to suppress glycolytic activity. Blood samples were refrigerated during collection and then kept in a freezer until use. Lactate concentration was determined by the electroenzymatic method using a lactimeter (Yellow Springs Instruments®, 1500 Sport - USA) owned by the Exercise Physiology Laboratory of the Department of Physiological Sciences - Universidade Federal São Carlos, São Paulo, Brazil. The device was calibrated according to the instructions of the manufacturer. Lactate concentrations were plotted against stage speed. LT was considered as the point where lactate levels started to rise as a function of speed as detected by visual inspection. The speed and lactate concentration found at this point were considered as speed and lactate concentration at lactate threshold (SLT and [LAC]LT, respectively). The graphs were analyzed by two experienced investigators with an inter-observer agreement of 96 %. When disagreement regarding LT occurred, the mean of the values indicated by each observer was used. The graph plotting results for one of the animals are shown in Figure 2.

Treadmill speed (SEx, m/min) and lactate concentration ([LAC]EX, mmol/L) at exhaustion These parameters were determined as described above, but at exhaustion.

Total testing time (TTT, sec)

TTT was the sum of all stage times up to exhaustion. Intervals between stages were not taken into consideration.

Body and heart morphological characteristics

By the end of the experiment, the animals were anesthetized with intraperitoneal sodium pentobarbital (50 mg/kg) and decapitated. The following variables were assessed: final body weight (BW), LV weight, RV weight, atrial (left + right) weight (A), LV/BW, RV/BW, A/BW. Fragments of liver (LIVERw/d) and lung (LUNGw/d) were weighed before and after they were placed in an oven at 60°C for 48 h to obtain the wet-to-dry ratio.

Statistical Analysis

Results are reported as position and variability measurements according to data distribution. Morphological parameters were analyzed using the Student's t-test, when the variable has shown adherence to the normal probability distribution, and using the Mann-Whitney test, when this characteristic was absent. Comparisons between groups were performed using two-way repeated measures ANOVA with one-factor repetition followed by Bonferroni's multiple comparison procedure. For non-parametric parameters, Anova on ranks and Friedman test was used. Significance level for all tests was set at 5% (p<0.05). Statistical calculations were performed using SigmaStat 3.5 for Windows version (Copyright© 2006, Systat Software Inc.).

Results

Table 1 summarizes morphological data. Body weight was similar in control group (CG) e ascending aortic stenosis group (AoSG). The LV/body weight, RV/body weight and A/body weight were increased in AoSG in relation of CG. There was no difference in LIVERw/d and LUNGw/d fragments.

Table 2 shows serial echocardiographic data of structural and functional parameters at 6 and 18 weeks in CG and AoSG. Left ventricular mass index decreased between week 6 and week 18 in CG and remained unchanged in AoSG; this parameter was higher in AoSG than CG at 6 and 18 weeks. Left ventricular wall relative thickness did not change in CG, but increased between week 6 and week 18 in AoSG; this variable was higher in AoSG than in CG at 6 and 18 weeks. LA/BW decreased in both groups at week 18 when compared to week 6; it was higher in AoSG than in CG at both evaluated times. Endocardial (ΔD endo) and midwall (ΔD mid) fractional shortening did not change with time in CG, but both decreased between 6 and 18 weeks in the AoSG; ΔD endo was higher in AoSG than in CG at 6 and 18 weeks; ΔD mid was higher in AoSG than in CG at week 6 and similar in both groups at week 18. Cardiac index decreased in both groups between 6 and 18 weeks; it was similar between both groups in the two evaluated times. E/A was similar in both groups between weeks 6 and 18; however, it was higher in CG than in AoSG in both moments.

Table 3 shows the results of physical stress tolerance assessment. There was no significant difference in speed at exhaustion, total testing time, speed at lactate threshold, lactate concentrations at SLT and at SEx between 6 and 18 weeks in both groups. These parameters were similar between CG and AoSG in both moments.

Discussion

The aortic stenosis employed in this study promoted early left atrium and ventricular hypertrophy, which persisted up to the end of the experiment. It was observed by atrial and ventricular mass at morphologic and echocardiography analysis. The increase of left ventricle wall relative thickness in stenosis group indicates concentric hypertrophy. The data are in agreement with previous studies that showed cardiac remodeling in this experimental model5,9,11,20. Remodeling of the left chamber is an adaptive response to ventricular pressure rise; the increase in wall thickness and cavity volume decrease normalize parietal stress and, in consequence, LV function1,21. No clinical or morphological signs of heart failure, i.e. tachypnea associated with edema, ascites, pleuropericardial effusion, LA thrombus or RV hypertrophy were observed. The isolated finding of an increase in RV/BW ratio does not indicate that AoSG rats developed heart failure; this was confirmed by the fact that LIVERw/d and LUNGw/d were similar in control and AoS groups.

LV systolic function, as assessed by ΔD endo and ΔD mid, was increased in AoSG when compared with CG at week 6, and deteriorated during remodeling in the AoSG (Table 2). The ΔD endo observed at week 6 was similar to that reported by Bregagnollo et al7,22, Ribeiro et al11 and Litwin et al9 who found an improved systolic function at this time. Furthermore, these authors also observed worsening after 18 or 21 weeks. The improved systolic function seen in AoSG, in comparison with CG at week 6 might be related to the development of concentric hypertrophy, wall systolic tension normalization, and maintenance of myocardial fiber oxygen consumption within its physiological range9. The progressive loss of systolic function may be related with adverse remodeling of ventricular geometry, changes in myocardial composition, progressive contractility impairment or with all those factors combined22-24.

Differently from systolic function, diastolic performance deteriorated early in AoSG in comparison with CG. At week 6, there was a reduction in E/A ratio which remained observable at week 18. AoSG E/A ratio, which was smaller than in CG, suggests the presence of diastolic dysfunction. Our results differ from author9 that observed no changes in E/A ratio 6 weeks after AoS induction in rats and investigators who found an increase in E/A 12, 18 or 21 weeks after AoS induction7,9,22. Conflicting results may occur due to the different levels of left ventricular hypertrophy or technical difficulties in obtaining images adequate for the analysis of the Doppler effect; the high heart rate in rats fuse E and A waves making it difficult to measure diastolic function25. Despite the inconsistent results found assessing diastolic function using E/A 6 weeks, an increased LA diameter observed in this study indicates LV diastolic dysfunction, since an improved systolic function was observed in the AoS group in comparison with controls. During ventricular diastole, LA is directly exposed to intraventricular pressures through the mitral valve. Eventual rises in ventricular diastolic pressure increase atrial pressure and thereby chamber remodeling. Experimental studies of AoS have associated myocardial stiffness with an increase in collagen fibers and changes in the proteins involved in intracellular calcium reuptake, particularly the sarcoplasmic reticulum calcium pump24. Thus, the diastolic function depression observed 6 and 18 weeks after AoS may be related with changes in elastic properties and disturbances in calcium handling.

While the echocardiographic data showed functional and structural changes at weeks 6 and 18, stress tolerance test did not detect change in functional capacity in both groups. In our knowledge, it's the first research that evaluated exercise physical tolerance in rat with ascending aortic stenosis. The TTT was the only parameter to show a strong tendency toward decrease in animal with AoS (0.05<p<0.10). The similar stress response may be due to: 1) an inadequate protocol; 2) parameters insensitive to detect changes in functional capacity; and 3) ventricular dysfunction level. With regard to the first item, the physical stress testing used can be considered adequate for the following reasons: i) similar methods have been used in other experimental studies17,26; ii) it allowed submitting the animals to an individualized physical stress program; iii) the gradual increase of load interrupted the linear pattern of the lactate concentration curve and allowed determining LT; iiii) no deaths occurred during testing or immediately afterward, indicating that, despite being a maximal test, it can be used in the experimental AoS model. The parameters used were considered appropriate because: i) SLT and/or SEx have been successfully used in several experimental works in normal rats17,27,28, in rats with abdominal aortic stenosis or myocardial infarction18,27; ii) TTT has also been employed to assess functional capacity in infarcted and hypertensive animals26,29. In asymptomatic AoS patients, it has been considered to be a good predictor of the onset of heart failure signs30; iii) [LAC]LT and [LAC]EX have been used in experimental studies in humans as a marker of physical training intensity28. In relation to item 3, the literature shows that stress testing has detected functional capacity reduction in animals with ventricular diastolic dysfunction induced by arterial hypertension29 or, more commonly, with heart failure induced by myocardial infarction26. Moreover, the test is reported to be negative in rats with abdominal aortic stenosis and compensated ventricular hypertrophy27, and in a rat model of hyperadrenalinemia induced by adrenalin tablet implantations. In this study, no signs of heart failure were observed, even though diastolic and systolic performances were depressed in AoSG during remodeling. Given that the literature shows that stress testing is significantly positive in animals with heart failure14,15, the absence of changes observed here may be related to the level of ventricular dysfunction, which was probably moderate. The similar data of cardiac index indicates peripheral blood flow perfusion equivalent between groups. Another explanation about absence of difference between groups can be related of speed exhaustion of control rats. Physical stress test protocol showed small values of speed at exhaustion (15 m/min) and speed at lactate threshold (9.0m/min) in control rats. In according to literature it would be expected higher values of these parameters. Ferreira et al31 observed speed at exhaustion of 28 m/min and speed at lactate threshold of 15 m/min in untrained mice. Carvalho et al17 shown speed at exhaustion of 19.5 m/min and speed at lactate threshold of 14.9 m/min in untrained rats. Despite of controversy data, the lactate concentration at exhaustion observed by us were similar at 18 m/min of speed in the Ferreira et al31 study and in the speed of exhaustion (19.5 m/min) observed by Carvalho et al17. Therefore, it means that our rats attained maximum or near of maximum effort during exercise testing.

The mechanisms responsible for the reduction in exercise capacity have not been completely elucidated. Some of the possible factors include inadequate flow to skeletal muscle secondary to systolic and/or diastolic dysfunction and changes in the metabolism of the peripheral musculature29. Since the response to physical stress remained unchanged during interval testing, the factors mentioned above either were absent or of insufficient magnitude in the rats with AoS assessed in this study.

Some limitations about this research should be stated: 1) maximal physical exercise testing in rats with ventricular hypertrophy can be dangerous due to death risk; so our rats can perform sub maximal effort during test; 2) lacking of functional parameters that estimate exercise intensity during physical testing (i.e. heart rate, arterial pressure, oxygen consumption); 3) lacking literature data about time, speed running, lactate in similar experimental conditions.

In conclusion, no changes in physical stress tolerance were observed in the presence of diastolic dysfunction isolated or associated with systolic dysfunction. The level of left ventricular dysfunction seems to be the major determinant on the results of this study. Further studies including animals with greater ventricular dysfunction or heart failure as well as the analysis of the mechanisms that might alter the cardiac remodeling/stress tolerance relationship are necessary.

Potential Conflict of Interest

No potential conflict of interest relevant to this article was reported.

Sources of Funding

There were no external funding sources for this study.

Study Association

This article is part of the master thesis submitted by Olga de Castro Mendes da Silva, from Faculdade de Medicina da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho.

References