Arq Bras Cardiol abc Arquivos Brasileiros de Cardiologia Arq. Bras. Cardiol. 0066-782X 1678-4170 Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBC fZWLC9HgktCNKg7yCcpryYS S0066-782X2016000300201 S0066-782X2016005005101 10.5935/abc.20160019 Original Articles Resistance Training in Spontaneously Hypertensive Rats with Severe Hypertension Neves Rodrigo Vanerson Passos 1 2 Souza Michel Kendy 1 3 Passos Clévia Santos 4 Bacurau Reury Frank Pereira 5 Simoes Herbert Gustavo 1 Prestes Jonato 1 Boim Mirian Aparecida 4 Câmara Niels Olsen Saraiva 3 6 Franco Maria do Carmo Pinho 2 7 Moraes Milton Rocha 1 3 Universidade Católica de Brasília Programa de Pós-Graduação em Educação Física Brasília DF Brazil Programa de Pós-Graduação em Educação Física, Universidade Católica de Brasília, Brasília, DF - Brazil Universidade Católica de Brasília Universidade Federal de São Paulo Programa de Pós-Graduação em Medicina Translacional São Paulo SP Brazil Programa de Pós-Graduação em Medicina Translacional, Universidade Federal de São Paulo, São Paulo, SP - Brazil Universidade Federal de São Paulo Universidade Federal de São Paulo Divisão de Nefrologia Laboratório de Imunologia Clínica e Experimental São Paulo SP Brazil Laboratório de Imunologia Clínica e Experimental, Divisão de Nefrologia, Universidade Federal de São Paulo, São Paulo, SP - Brazil Universidade Federal de São Paulo Universidade Federal de São Paulo Departamento de Medicina Divisão de Nefrologia São Paulo SP Brazil Divisão de Nefrologia, Departamento de Medicina, Universidade Federal de São Paulo, São Paulo, SP - Brazil Universidade Federal de São Paulo Universidade de São Paulo Escola de Artes, Ciências e Humanidades São Paulo SP Brazil Escola de Artes, Ciências e Humanidades, Universidade de São Paulo, São Paulo, SP - Brazil Universidade de São Paulo Universidade de São Paulo Instituto de Ciências Biomédicas São Paulo SP Brazil Instituto de Ciências Biomédicas, Universidade de São Paulo, São Paulo, SP - Brazil Universidade de São Paulo Universidade Federal de São Paulo Departamento de Fisiologia São Paulo SP Brazil Departamento de Fisiologia, Universidade Federal de São Paulo, São Paulo, SP - Brazil Universidade Federal de São Paulo Mailing Address: Milton Rocha Moraes, Universidade Católica de Brasília. Programa de Pós-Graduação Stricto Sensu em Educação Física. QS 07, Lote 01 - EPCT - Campus I, Bloco G, Sala G, 119, Águas Claras. Postal Code 71966-700, Brasília, DF - Brazil. E-mail: milton.moraes@ucb.br

Author contributions

Conception and design of the research: Neves RP, Souza MK, Bacurau RFP, Franco MC, Moraes MR; Acquisition of data: Neves RP, Souza MK, Passos CS, Boim MA, Franco MC, Moraes MR; Analysis and interpretation of the data: Neves RP, Souza MK, Passos CS, Bacurau RFP, Simões HG, Prestes J, Franco MC, Moraes MR; Statistical analysis: Neves RP, Souza MK, Prestes J, Moraes MR; Obtaining financing: Neves RP, Souza MK, Câmara NO, Moraes MR; Writing of the manuscript: Neves RP, Souza MK, Passos CS, Simões HG, Prestes J, Câmara NO, Franco MC, Moraes MR; Critical revision of the manuscript for intellectual content: Neves RP, Souza MK, Passos CS, Bacurau RFP, Simões HG, Prestes J, Boim MA, Câmara NO, Franco MC, Moraes MR.

Potential Conflict of Interest

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

 02 02 2016 03 2016 106 3 201 209 05 09 2015 12 11 2015 13 11 2015 This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Abstract Background:

Resistance training (RT) has been recommended as a non-pharmacological treatment for moderate hypertension. In spite of the important role of exercise intensity on training prescription, there is still no data regarding the effects of RT intensity on severe hypertension (SH).

 Objective:

This study examined the effects of two RT protocols (vertical ladder climbing), performed at different overloads of maximal weight carried (MWC), on blood pressure (BP) and muscle strength of spontaneously hypertensive rats (SHR) with SH.

 Methods:

Fifteen male SHR ENT#091;206 ± 10 mmHg of systolic BP (SBP)ENT#093; and five Wistar Kyoto rats (WKY; 119 ± 10 mmHg of SBP) were divided into 4 groups: sedentary (SED-WKY) and SHR (SED-SHR); RT1-SHR training relative to body weight (~40% of MWC); and RT2-SHR training relative to MWC test (~70% of MWC). Systolic BP and heart rate (HR) were measured weekly using the tail-cuff method. The progression of muscle strength was determined once every fifteen days. The RT consisted of 3 weekly sessions on non-consecutive days for 12-weeks.

 Results:

Both RT protocols prevented the increase in SBP (delta - 5 and -7 mmHg, respectively; p > 0.05), whereas SBP of the SED-SHR group increased by 19 mmHg (p < 0.05). There was a decrease in HR only for the RT1 group (p < 0.05). There was a higher increase in strength in the RT2 (140%; p < 0.05) group as compared with RT1 (11%; p > 0.05).

 Conclusions:

Our data indicated that both RT protocols were effective in preventing chronic elevation of SBP in SH. Additionally, a higher RT overload induced a greater increase in muscle strength.

 Keywords: Hypertension Strength Muscular Resistance Exercise Animal model Introduction

Hypertension is well known as one of the main chronic diseases affecting modern society.1 It is highly prevalent worldwide and is considered a major risk factor for increased mortality.2 The progressive increase in BP may result in severe hypertension (SH), with systolic BP (SBP) reaching values over 180 mmHg, leading to subsequent end-organ damage, elevated arterial stiffness and left ventricular hypertrophy.1,3 Among the treatment methods, physical exercise is considered an interesting non-pharmacological adjunct to conventional therapy because of its efficacy and low cost, with minimal side effects if prescribed properly.4

The antihypertensive effects of resistance training (RT) in individuals with hypertension are less studied, with most of these studies being conducted in medicated hypertensive individuals.5 Yet, our studies showed the beneficial effects of RT on muscle strength, body composition and blood pressure (BP) in non-medicated hypertensive stage-1 patients.6,7 Other studies with RT evidenced reductions in cardiovascular risk factors,8 including a lower cardiovascular overload during physical activities.9 In turn, muscle strength is also directly associated with lower mortality in hypertensive patients.10

Of note, a reduced number of studies investigated the effects of the aerobic exercise (AE) intensity on individuals with SH at a high risk of mortality.11,12 We have demonstrated that AE intensity influences both nitric oxide release and post-exercise BP reduction in hypertensive women.13 However, the effect of the RT intensity has been less studied.5 Although RT at higher intensity leads to greater neuromuscular adaptations, such as increased strength and muscle hypertrophy,5,6 which are important for health and quality of life,10 there is a lack of data in literature regarding the role of the RT intensity on BP control.

Moreover, there is no consensus regarding the dose-response of RT intensity on BP of humans with SH.4,5 Thus, the resistance exercise mode and intensity to be tolerated by patients with hypertension that would optimize the hemodynamic benefits while avoiding musculoskeletal injuries and acute cardiac complications still remain to be determined.6,7,14 Yet, there is no study investigating the effects of different intensities of RT in BP control for individuals with SH.5

Spontaneously hypertensive rat (SHR) - a polygenic animal model for essential hypertension,3 has been widely used to investigate the effects of AE on BP control.15-18 They are normotensives at birth and become hypertensive throughout life, like some humans. Without treatment, these animals will develop SH.3 However, studies regarding resistance exercise in SHR were conducted only under acute interventions.19,20

Thus, the present study was designed to investigate the effects of two RT protocols, one prescribed relative to body weight (BW),21 and the other based on the maximal weight carried test (MWC)22 performed at different intensities, on BP and muscle strength in hypertensive rats with SH. We hypothesize that a higher intensity RT may be safe and would be more effective in reducing BP and increasing muscle strength in animals with SH.

 Methods Animals

All the procedures were approved by the Institutional Ethics Committee on Animal Use, Federal University of São Paulo-UNIFESP (CEUA: 922985/2014).

Five male Wistar-Kyoto (WKY) rats and fifteen SHR rats with 17 weeks of age were obtained from the CEDEME/UNIFESP. The animals were housed in collective cages (5 animals/cage) and were maintained at a 12-12h dark-light cycle at 22 ± 2°C and 55 ± 10% relative humidity, and fed standard chow (Nuvital® CR1, Sao Paulo, Brazil), receiving water ad libitum. The BP values of the SHR groups start to increase after the fourth week of life, and from the fifth to the seventh week hypertension is installed. From this period, if left untreated, these animals will develop SH - SBP ≥ 180 mmHg, according to the VI Brazilian Guidelines on Hypertension.23 This shows that, following 12 weeks of training (excluding the two weeks of training adaptation), the age of the studied animals was 31 weeks at the end of the intervention.

 Experimental Groups

The animals were divided into four groups: sedentary WKY rats (SED-WKY), sedentary SHR (SED-SHR), SHR RT relative to BW (RT1) and SHR RT based on MWC (RT2). The animals in the trained groups completed 3 weekly sessions of RT for 12 weeks between 06:00 and 08:00 p.m. The SED groups were kept in a box with the same dimensions of the training apparatus for 10 min to simulate the stress of handling and the environmental conditions experienced by the trained groups.

 Familiarization with the Vertical Ladder

Initially, all rats were adapted to the RT protocol by climbing a vertical ladder (110 cm high•18 cm wide, 2 cm grid, 80° incline) Figure 1. A housing chamber (L•W•H = 20•20•20 cm) was located at the top of the ladder and served as a shelter during the resting period. The familiarization consisted of climbing the ladder with the load apparatus without weight for two consecutive weeks, three times per week every other day with a total of six sessions for adaptation as has already been described.22

Apparatus used to perform resistance training in the rats, adapted from Cassilhas et al. 2012. Ladder 110cm high, 18 cm wide, 2 cm between grid steps and 80° incline. Box (L × W × H = 20 × 20 × 20 cm) located centrally at the top of the ladder served as a shelter during the resting period for the exercising rats.

BP Measurement

The SBP was measured using the tail-cuff method with the rats under conscious condition with PowerLab system (ADInstruments, Inc., Sydney, Australia). This tail-cuff method (Figure 2) is a sensitive and accurate approach for the noninvasive measurement of BP in conscious SHR.24 SBP was measured once a week at the same time each day (between 6:00- 8:00 p.m.) to allow the animals to become adapted to the procedure.25 The rate-pressure product (RPP) was calculated as the product of HR and SBP. SBP, HR and BW measurements were taken on a weekly basis by the same evaluator.

Blood pressure measured by the tail-cuff method with the rats under conscious condition.

Maximal Weight Carried Test (MWC)

Two days after the familiarization procedure, all animals of the training groups had their MWC determined. For the initial climb, the weight carried was 75% of the animal's BW. After this, an additional 30g of load was added, until a maximal load was reached when the rat could not climb the entire length of the ladder between 4-9 attempts. Failure was determined when the animal could not progress up the ladder after three consecutive stimuli in the tail (using tweezers), with a 60-s rest period between each climb. The heaviest load that the animal successfully carried over the entire length of the ladder was considered the rat's MWC for that test session. Then, the next test session consisted of a ladder climb with 50%, 75%, 90%, and 100% of the rat's previous MWC with a rest interval of 60 seconds between each climb. For the subsequent ladder climbs, a 30-g load was added until a new MWC was determined; the recovery period between each climb was 120 s.22 This procedure was applied in the first week and repeated every 15 days throughout the 12 weeks in both groups (RT1 and RT2) in order to determine the time-course adaptations of muscle strength and the prescription of the RT2 group training intensity.

 RT Protocols

Following the MWC, both RT groups (RT1 and RT2) completed three sessions / week in non-consecutive days, between 6:00 and 8:00 p.m. for 12 weeks, totalizing 36 sessions consisting of 6-8 climbing sets of 10-12 repetitions, 1' pause between sets, with a mean duration of each training session of ~10-12 minutes. The load adjustments were performed every 15 days according to the animal's BW or the MWC test. The relative intensity of each training protocol is described in Table 1.

Progression of the intensity and volume of training loads for both protocols of resistance training
Training week Ladder climbs Relative to the MWC Relative to the BW RT1 Total overload lifted (g) RT2 Total overload lifted (g)
% Load RT1 % Load RT2 % Load RT1 % Load RT2
1st 1 to 3 20 30 30 51 2226±100 2390 ± 94*
4 to 6 33 50 50 84
2nd - 3rd 1 to 2 20 30 30 51 6014 ± 54 7745 ± 969*
3 to 6 33 50 50 84
7 40 60 60 101
4th - 12th 1 to 2 20 30 30 51 37853 ± 88 74164 ± 1366*
3 to 4 33 50 50 84
5 to 6 40 60 60 101
7 to 8 46 70 70 118

Modified from Cassilhas et al.21 MWC: maximal weight carried; BW: body weight; Total overload = sets•repetitions•weight. All values are presented as means ± SD.

p < 0.05 vs. RT1.

RT1 Protocol: This protocol used the animal's BW to determine the intensity of the RT sessions. A progressively heavier load using conical tubes of 50 mL with weights inside and fixed to the proximal part of the animal's tail with a Coastlock Snap Swivel and Scotch Rubber Tape (Scotch 3 M, Sao Paulo, Brazil) was used as described by Cassilhas et al.21 RT2 Protocol: Rat's MWC test was used to calculate and prescribe intensity for RT; this protocol was adapted from Hornberger and Farrar.22

Tissue Collection

Forty-eight hours after the last training session, the rats were euthanized by decapitation. The gastrocnemius and soleus muscles were removed and weighed immediately.22 Gastrocnemius was chosen because of its greater proportion of type-II muscle fibers, while soleus presents a higher amount of type-I fibers. Moreover, these muscles present almost all fibers across the middle belly of the muscle and are distributed from tendon to tendon.8

Statistical Analysis

All results are expressed as means ± standard deviation of the mean (SD). To compare BP, strength gains, sum of all weight lifted, and the animal's BW values within and between sessions Split plot ANOVA (mixed ANOVA) with post hoc Bonferroni was used and the level of significance was p < 0.05.Statistical analysis was performed using the GraphPad Prism 6.0 software (GraphPad Software, Inc, CA, USA).

 Results Body and Muscle Weights

BW and wet weight of the gastrocnemius and soleus are presented in Table 2. Pre and post-training BW within all groups were significantly different (p < 0.05). There was no significant difference in gastrocnemius and soleus muscle weight (p > 0.05). Therefore it was not need to normalize muscle mass for differences in BW.

Anthropometric and hemodynamic data for the WKY and SHR rats pre and post-resistance training
SED-WKY (n = 5) SED-SHR (n = 5) RT1-SHR (n = 5) RT2-SHR (n = 5)
Pre Post Pre Post Pre Post Pre Post
BW (g) 268 ± 32 321 ± 18a 330 ± 9b 355 ± 11a,b 309 ± 14b,c 342 ± 23a,b 324 ± 24b 345 ± 21a,b
MW (g) ------ 1.77 ± 0.15 ------ 1.77 ± 0.16 ------ 1.84 ± 0.11 ------ 1.83 ± 0.05
SW (g) ------ 0.13 ± 0.02 ------ 0.14 ± 0.02 ------ 0.13 ± 0.02 ------ 0.14 ± 0.03
GW (g) ------ 1.64 ± 0.14 ------ 1.63 ± 0.15 ------ 1.71 ± 0.11 ------ 1.69 ± 0.04
SBP (mmHg) 119 ± 4 130 ± 6a 206 ± 10b 225 ± 7a,b 199 ± 6b 194 ± 6b,c 206 ± 13b 199 ± 8b,c
HR (bpm) 343 ± 28 377 ± 42 426 ± 30b 435 ± 55 482 ± 15b 430 ± 11a 445 ± 27b 407 ± 50
RPP (mmHg•bpm)/100 408 ± 42 490 ± 41a 877 ± 80b 979 ± 134b 959 ± 41b 834 ± 28a,b 917 ± 26b 810 ± 101b,c

WKY: Wistar Kyoto Rat; SHR: Spontaneously Hypertensive Rat; SED: sedentary; BW: body weight; MW: muscle weights (gastrocnemius+soleus); SW: soleus weight; GW: gastrocnemius weight; SBP: systolic blood pressure; HR: heart rate; RPP: rate-pressure product. The values were compared within each group and between groups.

p < 0.05 vs PRE;

p < 0.05 vs SED-WKY;

p < 0.05 vs SED-SHR. Data are presented as mean ± SD.

 Cardiovascular Changes

The reproductibility of SBP measures was assessed by Pearson's coefficient of variation of BP data, which demonstrated a good reliability of BP data over the 12-week experimental period, SED-WKY 2 ± 1%, SED-SHR 1 ± 1%, RT1-SHR 3 ± 1% and RT2-SHR 2 ± 1%. The results of cardiovascular parameters are presented in Table 2. The baseline SBP of the SHR groups (206 ± 10, 199 ± 6, and 206 ± 13 mmHg, SED-SHR, RT1, and RT2 - respectively) were higher as compared with those of the SED-WKY group (119 ± 4 mmHg - p < 0.05). After twelve weeks, SBP of the SED-SHR increased by 9% (∆ = 19 mmHg, p < 0.05) as compared with baseline, while SHR RT1 and RT2 groups presented a decrease by 2.5% (∆ = -5 mmHg; p > 0.05) and 3.4% (∆ = -7 mmHg; p > 0.05) in BP at the end of training, respectively.

There was a decrease in HR for the group RT1 post-training (482 ± 15 vs. 430 ± 11 bpm; p < 0.05). In addition, there was no significant difference in HR in the higher-intensity RT2 group (445 ± 27 vs. 407 ± 50; p > 0.05). The baseline RPP of the hypertensive rats (SED-SHR, RT1, and RT2) assessed throughout the training was higher when compared with that of the normotensive rats (SED-WKY, p < 0.05). The RT1 group presented a decrease in RPP pre vs. post-training (959 ± 41 vs. 834 ± 28 (mmHg•bpm)/100; p < 0.05), while there was no significant difference for the RT2 group on RPP pre vs. post-training (917 ± 26 vs 810 ± 101 (mmHg•bpm)/100; p > 0.05).

 Time course BP

There was no difference in SBP within groups (pre-training vs post; p > 0.05; Figure 3), except in the SED-SHR group (p < 0.05). The SBP in the SED-SHR group increased at week 8 of protocol as compared with the trained groups; this response remained until the end of the study (p < 0.05).

Behavior of systolic blood pressure in WKY rats and SHR. a, p < 0.05 vs. pre (1<sup>st</sup> week); b, p < 0.05 vs. RT1; c, p < 0.05 vs. RT2; d, p < 0.05 vs. SHR groups. All values are presented as means ± SD.

Muscle Strength

SHR RT2 group presented a progressive increase in muscle strength compared with the first week (p < 0.05), while the muscle strength of the RT1 group did not increase throughout the intervention (p > 0.05). Considering both training protocols, the RT2 group had a muscle strength gain of 140 ± 16.6%, while the SHR RT1 group increased strength by 11 ± 4.8% (p < 0.05) (Figure 4). Although BW of the hypertensive rats remained unchanged during the study, the RT2 group showed a progressive increase in muscle strength relative to BW (p < 0.05). The RT2 group exhibited a muscle strength gain relative to BW of 118 ± 28.3 %, and this increase was significantly different as compared with the RT1 group in which the increase was of only 0.1 ± 3.4% (p < 0.05).

Delta strength gain seen by maximum weight carried in two different protocols for 12 weeks. a, p < 0.05 vs. pre (1<sup>st</sup> week); b, p < 0.05 VS. RT1. All values are presented as means ± SD.

Total Overload

The total overload consisted of the sets•repetitions•weight performed throughout the training weeks (i.e., all climbing sets held in the week added), and is presented in Figure 5 for the studied groups. The RT1 group displayed an increase in total load carried from the second week and the remaining weeks as compared to the first week (p < 0.05). The RT2 group also displayed a significant increase in this variable from the second week, and this difference was maintained throughout the experimental protocol compared with the first week (p < 0.05). In the 3rd week of training the RT2 group had a significant increase as compared with the RT1 group, and this pattern was maintained until the 12th week of training (4337 ± 280 vs. 9659 ± 928 g, RT1 and RT2 respectively; p < 0.05).

Total overload in grams for the 12 weeks of resistance training. a, p < 0.05 VS. pre (1<sup>st</sup> week); b, p < 0.05 vs. RT1 group. All values are presented as means ± SD.

Discussion

The effects of the intensity of RT (as % of MWC) on BP and muscle strength of SHR were evaluated. The results indicated that, although the heavier RT protocol had elicited higher muscle strength gains, the chronic benefits of both protocols on controlling BP in animals with SH were similar. While some studies have demonstrated the benefits of AE in untreated severely hypertensive rats26 and humans under medication.11,12 Moraes et al showed that moderate-intensity RT also reduces BP in non-medicated men with stage 1 hypertension similarly to the AE, and in addition to gains in muscle strength.6

To the best of our knowledge, this was the first study analyzing the efficacy of resistance exercise and the role of training intensity for SHR with SH. Other authors, such as Araujo et al.,27 already had demonstrated the efficacy of RT on BP control in animals with stage-1 hypertension (drug-induced) trained at moderate-intensity RT (50% of one-repetition maximum for four weeks). In the present study it was possible to prevent the BP increase in SHR undergoing 12 weeks of RT, regardless of the training intensity, suggesting that both intensities of RT protocols (i.e.~40% and 70% MWC) were effective as an antihypertensive nonpharmacological therapy. Furthermore, intensities of approximately 40-70% 1RM are considered suitable as a safe recommendation for hypertensive patients.4-7

Maintaining BP levels is very important, since each 10 mmHg increase in BP levels is associated with a 25% increase in the risk of myocardial infarction and stroke.26 Furthermore, it has been demonstrated that 12 weeks of RT induce changes in the cardiovascular risk factors, such as decreased lipid content in the liver, mesenteric and retroperitoneal fat depot, blood lipids and atherogenic index in ovariectomized rats.28

By the end of the training protocols, RT1 and RT2 groups showed a downward trend on SBP by 5 mmHg and 7 mmHg (p > 0.05), respectively. These results reflect a low cardiac overload demonstrated by the evaluation of the RPP. In contrast, in the SED-SHR group there was a significant increase by 19 mmHg in BP, with a high RPP (p < 0.05). It has been shown that the decrease in HR, as observed in our RT1 group (lower intensity), may be explained by a modulation of baroreflex sensitivity leading to a decreased sympathetic tone.29

When we compared our data to those of other studies using AE in SHR also with elevated BP,16,30,31 a similar result was found in terms of inhibition of the resting BP elevation throughout the experimental period. In view of these findings, a moderate-intensity RT also appeared to be promising in a severe condition of hypertension. Faria et al.19 e Lizardo et al.20 found that moderate-intensity acute resistance exercises lower BP and increase the production of nitric oxide in SHR. In this sense, probably this mechanism is involved in the decrease of BP in hypertensive rats.

On the other hand, when a higher intensity was applied (70% MWC), a higher increase of muscle strength (approximately 140% and 118% relative to BW) was elicited for the RT2 group. However, the RT1 group (40% MWC) showed a little but not negligible increase in absolute strength (11%). When these values were adjusted to BW gain in this low power disappeared (0.1%). There is evidence showing that the increase in muscle strength is essential for individuals with hypertension,10 probably because of a lower cardiovascular overload presented during activities of the daily living, mainly those in which strength performance is needed, such as carrying shopping bags, climbing stairs or dragging furniture.9 Additionally, RT may increase muscle mass, which may be beneficial for the resting metabolic rate, improvement of the immune system, and prevention of falls in the elderly.5 Likewise, a recent study conducted, for two decades, in 1,506 men with hypertension suggested that high levels of muscular strength seem to protect these individuals from all-cause mortality.10

In our study, the weight of the soleus and gastrocnemius muscles did not increase in the trained groups in comparison to SED-SHR (p > 0.05). Hornberger and Farrar22 found the weight of the flexor hallucis longus muscle to be increased after 8 weeks of RT, but not the weight of the soleus, plantar, gastrocnemius and quadriceps muscles. Corroborating our findings, Duncan et al.32 also did not find muscle hypertrophy gains in the extensor digitorum longus or soleus muscles after a heavy RT model in Wistar rats. Possibly, both the intensities used, duration of the training, muscles assessed, animal model, and training may explain these distinct results.

Study limitations

The lack of measurements such as morphological, biochemical and molecular parameters are a limitation of this study, and should be addressed in further investigations. For the present, however, the initial idea was to demonstrate that RT appears to be safe, even in extreme conditions of arterial hypertension. Throughout the training no deaths or incidents with animals were observed. This absence of complications in the study may be linked to the sample size.

 Conclusion

In summary, these findings suggest that different intensities of RT prevent the rise of BP in rats with SH. Moreover, an important result was that the greater-intensity RT induced more expressive gain in muscle strength, without raising the resting BP levels. Thus, RT may function as an adjuvant to pharmacological treatment to prevent BP elevation at rest, in addition to benefiting the muscle strength of hypertensive patients attending a rehabilitation program.

Sources of Funding

This study was funded by Capes and CNPq.

Study Association

This article is part of the thesis of master submitted by Rodrigo Vanerson Passos Neves, from Universidade Federal de São Paulo.

 Acknowledgments

The authors thank Prof. Ricardo Cardosos Cassilhas, Ph.D. for support with training apparatus. We would like to thank the CAPES and CNPq for the financial support for the development of this study. The authors declare that there are no conflicts of interest.

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Lizardo JH Silveira EA Vassallo DV Oliveira EM Post-resistance exercise hypotension in spontaneously hypertensive rats is mediated by nitric oxide Clin Exp Pharmacol Physiol 2008 35 7 782 787 21 Cassilhas RC, Lee KS, Venancio DP, Oliveira MG, Tufik S, de Mello MT. Resistance exercise improves hippocampus-dependent memory. Braz J Med Biol Res. 2012;45(12):1215-20. Cassilhas RC Lee KS Venancio DP Oliveira MG Tufik S de Mello MT Resistance exercise improves hippocampus-dependent memory Braz J Med Biol Res 2012 45 12 1215 1220 22 Hornberger TA Jr, Farrar RP. Physiological hypertrophy of the FHL muscle following 8 weeks of progressive resistance exercise in the rat. Can J Appl Physiol. 2004;29(1):16-31. Hornberger TA Jr Farrar RP Physiological hypertrophy of the FHL muscle following 8 weeks of progressive resistance exercise in the rat Can J Appl Physiol 2004 29 1 16 31 23 Sociedade Brasileira de Cardiologia; Sociedade Brasileira de Hipertensão; Sociedade Brasileira de Nefrologia. 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Araujo AJ Santos AC Souza K dos S Aires MB Santana-Filho VJ Fioretto ET Resistance training controls arterial blood pressure in rats with L-NAME- induced hypertension Arq Bras Cardiol 2013 100 4 339 346 28 Leite RD, Prestes J, Bernardes CF, Shiguemoto GE, Pereira GB, Duarte JO, et al. Effects of ovariectomy and resistance training on lipid content in skeletal muscle, liver, and heart; fat depots; and lipid profile. Appl Physiol Nutr Metab. 2009;34(6):1079-86. Leite RD Prestes J Bernardes CF Shiguemoto GE Pereira GB Duarte JO Effects of ovariectomy and resistance training on lipid content in skeletal muscle, liver, and heart; fat depots; and lipid profile Appl Physiol Nutr Metab 2009 34 6 1079 1086 29 Shimojo GL, Palma RK, Brito JO, Sanches IC, Irigoyen MC, De Angelis K. Dynamic resistance training decreases sympathetic tone in hypertensive ovariectomized rats. Braz J Med Biol Res. 2015;48(6):523-7. Shimojo GL Palma RK Brito JO Sanches IC Irigoyen MC De Angelis K Dynamic resistance training decreases sympathetic tone in hypertensive ovariectomized rats Braz J Med Biol Res 2015 48 6 523 527 30 Agarwal D, Haque M, Sriramula S, Mariappan N, Pariaut R, Francis J. Role of proinflammatory cytokines and redox homeostasis in exercise-induced delayed progression of hypertension in spontaneously hypertensive rats. Hypertension. 2009;54(6):1393-400. Agarwal D Haque M Sriramula S Mariappan N Pariaut R Francis J Role of proinflammatory cytokines and redox homeostasis in exercise-induced delayed progression of hypertension in spontaneously hypertensive rats Hypertension 2009 54 6 1393 1400 31 Lee YI, Cho JY, Kim MH, Kim KB, Lee DJ, Lee KS. Effects of exercise training on pathological cardiac hypertrophy related gene expression and apoptosis. Eur J Appl Physiol. 2006;97(2):216-24. Lee YI Cho JY Kim MH Kim KB Lee DJ Lee KS Effects of exercise training on pathological cardiac hypertrophy related gene expression and apoptosis Eur J Appl Physiol 2006 97 2 216 224 32 Duncan ND, Williams DA, Lynch GS. Adaptations in rat skeletal muscle following long-term resistance exercise training. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1998;77(4):372-8. Duncan ND Williams DA Lynch GS Adaptations in rat skeletal muscle following long-term resistance exercise training Eur J Appl Physiol Occup Physiol 1998 77 4 372 378 Artigos Originais Treinamento de Força em Ratos Espontaneamente Hipertensos com Hipertensão Arterial Grave Neves Rodrigo Vanerson Passos 1 2 Souza Michel Kendy 1 3 Passos Clévia Santos 4 Bacurau Reury Frank Pereira 5 Simoes Herbert Gustavo 1 Prestes Jonato 1 Boim Mirian Aparecida 4 Câmara Niels Olsen Saraiva 3 6 Franco Maria do Carmo Pinho 2 7 Moraes Milton Rocha 1 3 Programa de Pós-Graduação em Educação Física, Universidade Católica de Brasília, Brasília, DF - Brasil Programa de Pós-Graduação em Medicina Translacional, Universidade Federal de São Paulo, São Paulo, SP - Brasil Laboratório de Imunologia Clínica e Experimental, Divisão de Nefrologia, Universidade Federal de São Paulo, São Paulo, SP - Brasil Divisão de Nefrologia, Departamento de Medicina, Universidade Federal de São Paulo, São Paulo, SP - Brasil Escola de Artes, Ciências e Humanidades, Universidade de São Paulo, São Paulo, SP - Brasil Instituto de Ciências Biomédicas, Universidade de São Paulo, São Paulo, SP - Brasil Departamento de Fisiologia, Universidade Federal de São Paulo, São Paulo, SP - Brasil Correspondência: Milton Rocha Moraes, Universidade Católica de Brasília. Programa de Pós-Graduação Stricto Sensu em Educação Física. QS07, Lote 01 - EPCT - Campus I, Bloco G, Sala G 119, Águas Claras. CEP 71966-700, Brasília, DF - Brasil. E-mail: milton.moraes@ucb.br

Contribuição dos autores

Concepção e desenho da pesquisa: Neves RP, Souza MK, Bacurau RFP, Franco MC, Moraes MR; Obtenção de dados: Neves RP, Souza MK, Passos CS, Boim MA, Franco MC, Moraes MR; Análise e interpretação dos dados: Neves RP, Souza MK, Passos CS, Bacurau RFP, Simões HG, Prestes J, Franco MC, Moraes MR; Análise estatística: Neves RP, Souza MK, Prestes J, Moraes MR; Obtenção de financiamento: Neves RP, Souza MK, Câmara NO, Moraes MR; Redação do manuscrito:Neves RP, Souza MK, Passos CS, Simões HG, Prestes J, Câmara NO, Franco MC, Moraes MR; Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante: Neves RP, Souza MK, Passos CS, Bacurau RFP, Simões HG, Prestes J, Boim MA, Câmara NO, Franco MC, Moraes MR.

Potencial conflito de interesse

Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.

Vinculação acadêmica

Este artigo é parte de dissertação de Mestrado de Rodrigo Vanerson Passos Neves pela Universidade Federal de São Paulo.

 Resumo Fundamentos:

O treinamento de força (TF) tem sido recomendado como tratamento não farmacológico para hipertensão arterial moderada. Apesar do papel importante que a intensidade do exercício desempenha sobre a prescrição do treinamento, ainda não há nenhum dado avaliando os efeitos da intensidade do TF sobre a hipertensão arterial grave (HAG).

Objetivo:

Este estudo analisou os efeitos de dois protocolos do TF(subida em escada vertical), realizados com diferentes sobrecargas do peso máximo carregado (PMC), sobre a pressão arterial (PA) e a força muscular de ratos espontaneamente hipertensos (SHR) com HAG.

Métodos:

Quinze SHR machos (206 ± 10 mmHg de PA sistólica (PAS)) e cinco ratos Wistar Kyoto (WKY; 119 ± 10 mmHg de PAS) foram divididos em 4grupos:sedentários: (SED-WKY) e SHR (SED-SHR); treinados: TF1-SHR conforme o peso corporal (~40% do PMC); e TF2-SHR conforme o teste de PMC (~70% do PMC). Foram coletadas medidas de PAS e a frequência cardíaca (FC) semanalmente usando o método de pressão arterial caudal. A progressão da força muscular foi determinada a cada 15 dias. O TF consistiu de 3 sessões semanais em dias não consecutivos durante 12 semanas.

Resultados:

Os dois protocolos de TF preveniram o aumento da PAS(respectivamente, delta - 5 e -7 mmHg; p > 0, 05), enquanto que a PAS do grupo SED-SHR aumentou em 19 mmHg (p < 0, 05). Houve queda na FC apenas para o grupo TF1 (p < 0, 05). Foi observado um aumento mas significativo de força no grupo do protocolo TF2 (140%; p < 0, 05) em comparação com o TF1 (11%; p>0, 05).

Conclusões:

Nossos dados indicam que ambos os protocolos de TF foram efetivos na prevenção da elevação crônica da PAS na HAG. Além disso, sobrecargas maiores de TF induziram a um maior aumento de força muscular.

Palavras-chave: Pressão Arterial Força Muscular Treinamento Resistido Modelo Animal Introdução

A hipertensão é bem conhecida como uma das principais doenças crônicas que afetam a sociedade moderna, 1 sendo altamente prevalente no mundo todo e considerada um fator de risco importante para o aumento de mortalidade. 2) O aumento progressivo na PA pode resultar em hipertensão arterial grave (HAG), com a PA sistólica (PAS) atingindo valores acima de 180 mmHg, levando a uma subsequente lesão de órgãos-alvo, intensa rigidez arterial e hipertrofia do ventrículo esquerdo.1,3 Entre os métodos de tratamento, o exercício físico é considerado um interessante adjuvante não-farmacológico no tratamento convencional, devido a sua eficácia e baixo custo, com efeitos colaterais mínimos, se prescrito adequadamente. 4

Os efeitos anti-hipertensivos do treinamento de força (TF) em indivíduos com hipertensão são menos estudados, tendo a maioria dos estudos realizados em indivíduos hipertensos medicados. 5 Ainda assim, nossos estudos mostraram os efeitos benéficos do TF sobre a força muscular, composição corporal e pressão arterial (PA) em pacientes com hipertensão estágio 1 não medicados. 6,7) Outros estudos com TF evidenciaram reduções nos fatores de risco cardiovasculares, 8 incluindo menor sobrecarga cardiovascular durante as atividades físicas. 9 Por sua vez, a força muscular também está diretamente associada a menor mortalidade em pacientes hipertensos. 10

Vale notar que um pequeno número de estudos investigou os efeitos da intensidade de exercícios aeróbicos (EA) em indivíduos com HAG e alto risco de mortalidade. 11,12Demonstramos que a intensidade do EA influencia tanto a liberação de óxido nítrico quanto a redução da PA após o exercício em mulheres hipertensas. 13) No entanto, o efeito da intensidade do TF tem sido menos estudado. 5) Embora o TF em intensidades mais altas leve a maiores adaptações neuromusculares como aumento da força e de hipertrofia muscular,5,6 que são importantes para a saúde e a qualidade de vida, 10 a literatura carece de informações relativas ao papel da intensidade do TF no controle da PA.

Além disso, não há consenso sobre a dose-resposta da intensidade do TF sobre a PA de humanos com HAG.4,5 Assim, o tipo de exercício de força e a intensidade a ser tolerada por pacientes hipertensos que permitam otimizar os benefícios hemodinâmicos, enquanto previnam lesões musculoesqueléticas e complicações cardíacas agudas, ainda precisam ser determinados. 6,7,14) Mesmo assim, não há estudos investigando os efeitos de diferentes intensidades do TF sobre o controle da PA em indivíduos com HAG. 5

Os ratos espontaneamente hipertensos (SHR-spontaneously hypertensive rats), um modelo animal poligênico para hipertensão essencial, 3 têm sido amplamente utilizados na investigação dos efeitos do EA sobre o controle da PA, 15-18) sendo normotensos ao nascimento e tornando-se hipertensos ao longo da vida, assim como alguns humanos. Não tratados, esses animais evoluem para HAG. 3) No entanto, os estudos relativos ao exercícios de força em SHR foram realizados apenas em intervenções agudas. 19,20

Assim, o presente estudo foi desenhado para investigar os efeitos de dois protocolos de TF, sendo um prescrito conforme o peso corporal (PC), 21) e o outro, baseado no teste do peso máximo carregado (PMC)22) realizado em diferentes intensidades, sobre a PA e força muscular de ratos hipertensos com HAG. Nossa hipótese é de que um TF de maior intensidade pode ser seguro e mais efetivo na redução da PA e no aumento da força muscular em animais com HAG.

Métodos Animais

Todos os procedimentos foram aprovados pelo Comitê Institucional de Ética no Uso Animal da Universidade Federal de São Paulo - UNIFESP (CEUA: 922985/2014).

Foram utilizados cinco ratos Wistar-Kyoto (WKY) e 15 ratos (SHR) com 17semanas de idade, do CEDEME/UNIFESP. Os animais foram abrigados em gaiolas coletivas(5 animais / gaiola), foram mantidos em um ciclo claro-escuro de12-12 horas a22 ± 2°C com umidade relativa de 55 ± 10%, alimentados com ração padrão (Nuvital(r) CR1, São Paulo, Brasil) e receberam água à vontade. Os valores de PA dos grupos SHR começam a subir após a quarta semana de vida, e a partir da quinta à sétima semana, está instalada a hipertensão. A partir deste período, se não tratados, esses animais evoluem com HAG - PAS ≥ 180 mmHg, de acordo com as VI Diretrizes Brasileiras de Hipertensão. 23 Isso reflete que, após 12 semanas de treinamento(excluindo-se as 2 semanas de adaptação ao treino), a idade dos animais estudados foi de 31 semanas ao final da intervenção.

Grupos Experimentais

Os animais foram divididos em 4 grupos: ratos WKY sedentários (SED-WKY), SHR sedentários (SED-SHR), SHR TF conforme PC (TF1), e SHR TF baseado no PMC(TF2). Os animais nos grupos treinados completaram 3 sessões semanais de TF por 12semanasentre 18:00 e 20:00 horas. Os grupos SED foram mantidos, por 10minutos, em uma caixa com as mesmas dimensões do equipamento de treino para simular o estresse da manipulação e as condições ambientais experimentadas pelos grupos treinados.

Familiarização com a Escada Vertical

Inicialmente, todos os ratos foram adaptados ao protocolo do TF subindo uma escada vertical (110 cm de altura•18 cm de largura, grade de 2 cm, 80º de inclinação) (Figura 1). Uma câmara de alojamento (C•L•A=20•20•20 cm) ficava localizada no topo da escada e servia de abrigo durante o período de descanso. A familiarização consistia em subir a escada com um equipamento de carga sem peso durante 2 semanas consecutivas, 3vezes por semana em dias alternados, num total de 6 sessões de adaptação, como descrito anteriormente. 22

Equipamento usado para a realização do treinamento de força em ratos, adaptado de Cassilhas et al. , 2012. Escada com 110 cm de altura, 18 cm de largura, 2cm entre os degraus e 80°de inclinação. A caixa (C × L × A = 20 ×20 × 20cm) localizada ao centro no topo da escada serviu de abrigo durante o período de descanso para os ratos submetidos aos exercícios.

Medida da Pressão Arterial

A PA sistólica (PAS) foi medida utilizando-se o método de pressão arterial caudal com os ratos conscientes, através do sistema PowerLab (ADInstruments, Inc, Sidnei, Austrália). O método de pressão arterial caudal (Figura 2) é uma abordagem sensível e precisa para a medida não-invasiva da PA em SHR conscientes. 24 A PAS foi medida uma vez por semana no mesmo horário do dia (entre 18:00 e 20:00 horas) de forma a permitir que os animais se familiarizassem com o procedimento. 25 O duplo produto (DP) foi calculado como sendo o produto da FC pela PAS. As medidas de PAS, FC (frequência cardíaca), e PC foram tomadas semanalmente pelo mesmo avaliador.

Pressão arterial medida pelo método do manguito de cauda, em ratos conscientes.

Teste de Peso Máximo Carregado (PMC)

Dois dias após o procedimento de familiarização, determinou-se o PMC para todos os animais dos grupos de treinamento. Para a subida inicial, o peso carregado foi de 75% do PC do animal. Em seguida, era adicionada uma carga de 30 g, até atingir a carga máxima, quando o rato não conseguisse mais subir toda a extensão da escada entre 4-9 tentativas. A falha era definida quando o animal não conseguisse continuar a subir a escada após 3 estímulos consecutivos na cauda (com o uso de pinças), com um período de descanso de 60s entre cada subida. A carga mais pesada que o animal conseguisse carregar por toda a extensão da escada era considerada o PMC para aquela sessão de teste. Depois, a próxima sessão deteste consistia em subir a escada com 50%, 75%, 90% e 100% do PMC, com intervalo de descanso de 60 segundos entre cada subida. Para as subidas de escada subsequentes, foi acrescida uma carga de 30 g até se determinar um novo PMC; o período de recuperação entre cada subida era de 120 s. 22) Este procedimento foi aplicado na primeira semana e repetido a cada 15 dias durante as 12 semanas nos dois grupos (TF1 e TF2) a fim de determinar as adaptações da força muscular ao longo do tempo e a prescrição da intensidade de treinamento do grupo TF2.

Protocolos de Treinamento de Força

Após o teste do PMC, os 2 grupos de TF (TF1 e TF2) completaram 3sessões/semana em dias não consecutivos, entre 18:00 e 20:00 horas, durante 12semanas, num total de 36 sessões consistindo de 6-8 séries de subida com 10-12repetições, 1'de pausa entre as séries e duração média de cada sessão de treino de ~10-12minutos. Os ajustes de carga foram realizados a cada 15 dias, de acordo com o peso corporal do animal ou o teste do PMC. A intensidade relativa de cada protocolo de treinamento é apresentada na Tabela 1.

Progressão da intensidade e volume de cargas de treino para os 2 protocolos do treinamento de força
Semana de treinamento Subidas de escada Confrome PMC Conforme PC TF1 Sobrecarga total levantada (g) TF2 Sobrecarga total levantada (g)
% Carga TF1 % Carga TF2 % Carga TF1 % Carga TF2
1ª 1 a 3 20 30 30 51 2226±100 2390 ± 94*
4 a 6 33 50 50 84
2ª - 3ª 1 a 2 20 30 30 51 6014 ± 54 7745 ± 969*
3 a 6 33 50 50 84
7 40 60 60 101
4ª - 12ª 1 a 2 20 30 30 51 37853 ± 88 74164 ± 1366*
3 a 4 33 50 50 84
5 a 6 40 60 60 101
7 a 8 46 70 70 118

Modificado de Cassilhas et al.21. PMC: peso máximo carregado; PC: peso corporal; Sobrecarga total = séries•repetições•peso. Todos os valores são apresentados como médias ± DP

p < 0,05 versus TF1.

Protocolo TF1: Este protocolo utilizou o PC do animal para determinar a intensidade das sessões de TF. Foi empregada uma carga progressivamente mais pesada através de tubos cônicos de 50 mL com pesos em seu interior fixados à parte proximal da cauda do animal por meio de cabo coastlock e fita de borracha Scotch (Scotch 3 M, São Paulo, Brasil), como descrito por Cassilhas et al. 21) Protocolo TF2: Foi utilizado o teste do PMC do rato para calcular e prescrever a intensidade do TF; este protocolo foi adaptado de Hornberger e Farrar. 22

Coleta de Tecidos

Quarenta e oito horas após a última sessão de treinamento, os ratos foram submetidos à eutanásia por decapitação. Os músculos gastrocnêmio e sóleo foram removidos e pesados imediatamente. 22 O gastrocnêmio foi escolhido devido a uma maior proporção de fibras musculares tipo II, enquanto que o sóleo apresenta uma maior quantidade de fibras do tipo I. Além disso, quase todas as fibras desses músculos atravessam o centro do ventre muscular e estão distribuídas de tendão a tendão. 8

Análise Estatística

Todos os resultados estão apresentados como média ± desvio padrão da média(DP). Foi usada ANOVA de desenho misto (Split plot ANOVA) com post-hoc de Bonferroni para comparar PA, ganhos de força, soma de todos os pesos levantados e os valores do PC dos animais durante as sessões e entre elas. O nível de significância foi estabelecido como p < 0, 05. A análise estatística foi realizada através do software GraphPad Prism 6. 0 (Graphpad Software, Inc. , CA, Estados Unidos).

Resultados Peso Corporal e Muscular

A Tabela 2 mostra o peso corporal e o peso úmido do gastrocnêmio e sóleo. Os pesos corporais pré e pós-treinamento dentro de todos os grupos foram significativamente diferentes (p < 0, 05). Não houve diferença significativa no peso dos músculos gastrocnêmio e sóleo (p > 0, 05). Portanto, não foi necessário normalizar a massa muscular para diferenças no peso corporal.

Dados antropométricos e hemodinâmicos para os ratos WKY e SHR pré e pós-treinamento de força
SED-WKY (n = 5) SED-SHR (n = 5) TF1-SHR (n = 5) TF2-SHR (n = 5)
Pré Pós Pré Pós Pré Pós Pré Pós
PC (g) 268 ± 32 321 ± 18a 330 ± 9b 355 ± 11a,b 309 ± 14b,c 342 ± 23a,b 324 ± 24b 345 ± 21a,b
PM (g) ------ 1,77 ± 0,15 ------ 1,77 ± 0,16 ------ 1,84 ± 0,11 ------ 1,83 ± 0,05
PS (g) ------ 0,13 ± 0,02 ------ 0,14 ± 0,02 ------ 0,13 ± 0,02 ------ 0,14 ± 0,03
PG (g) ------ 1,64 ± 0,14 ------ 1,63 ± 0,15 ------ 1,71 ± 0,11 ------ 1,69 ± 0,04
PAS(mmHg) 119 ± 4 130 ± 6a 206 ± 10b 225 ± 7a,b 199 ± 6b 194 ± 6b,c 206 ± 13b 199 ± 8b,c
FC (bpm) 343 ± 28 377 ± 42 426 ± 30b 435 ± 55 482 ± 15b 430 ± 11a 445 ± 27b 407 ± 50
DP (mmHg•bpm)/100 408 ± 42 490 ± 41a 877 ± 80b 979 ± 134b 959 ± 41b 834 ± 28a,b 917 ± 26b 810 ± 101b,c

WKY: Wistar Kyoto Rat; SHR: Spontaneously Hypertensive Rat; SED: sedentary; BW: body weight; MW: muscle weights (gastrocnemius+soleus); SW: soleus weight; GW: gastrocnemius weight; SBP: systolic blood pressure; HR: heart rate; RPP: rate-pressure product. The values were compared within each group and between groups.

p < 0.05 vs PRE;

p < 0.05 vs SED-WKY;

p < 0.05 vs SED-SHR. Data are presented as mean ± SD.

 Alterações Cardiovasculares

A reprodutibilidade das medidas de PAS foi avaliada pelo coeficiente de variação de Pearson dos dados de PA, que mostraram boa confiabilidade dos dados de PA ao longo do período experimental de 12 semanas, SED-WKY 2 ± 1%, SED-SHR 1 ± 1%, TF1-SHR 3 ± 1% e TF2-SHR 2 ± 1%. A Tabela 2 mostra os resultados de parâmetros cardiovasculares. Os valores iniciais de PAS dos grupos SHR (206 ± 10, 199 ± 6, e206 ± 13 mmHg, SED-SHR, TF1, e TF2 - respectivamente) foram mais altos em comparação aos do grupo SED-WKY (119 ± 4 mmHg -p < 0, 05). Após 12 semanas, a PAS do grupo SHR sedentários aumentou 9% (∆ = 19 mmHg, p < 0, 05) em comparação aos valores iniciais, enquanto os grupos SHR TF1 e TF2 apresentaram uma redução de 2, 5% (∆ = -5 mmHg; p > 0, 05) e 3, 4%(∆ = -7 mmHg; p > 0, 05)na PA ao final do treinamento, respectivamente.

Houve uma redução da FC do grupo TF1 após o treinamento (482 ± 15versus 430± 11 bpm; p < 0, 05). Além disso, não houve diferença significativa na FC no grupo TF2 de maior intensidade(445 ± 27 versus 407 ± 50; p > 0, 05). O DP inicial dos ratos hipertensos (SED-SHR, TF1 e TF2) avaliados durante o treinamento foi maior em comparação ao dos ratos normotensos (SED-WKY, p < 0, 05). O grupo TF1apresentou queda no DP pré em relação ao pós-treino (959 ± 41 versus 834 ± 28(mmHg•bpm)/100;p < 0, 05), ao passo que não houve diferença significativa para o grupo TF2 quanto ao DP pré versus pós-treino (917 ± 26 versus810 ± 101(mmHg•bpm)/100; p > 0, 05).

Evolução da pressão arterial

Não houve diferença na PAS dentro dos grupos (pré-treinamento versus pós;p > 0, 05; Figura 3), exceto no grupo SED-SHR (p < 0, 05). A PAS no grupo SED-SHR aumentou na 8ª semana do protocolo em comparação aos grupos treinados; esta resposta permaneceu até o final do estudo (p < 0, 05).

Evolução da pressão arterial sistólica em ratos WKY e SHR. a, p < 0, 05 versus pré (1<sup>a.</sup> semana); b, p < 0, 05 versus TF1; c, p < 0, 05 versus TF2; d, p < 0, 05 versus grupos SHR. Todos os valores são apresentados como médias ± DP.

Força Muscular

O grupo SHR TF2 apresentou aumento progressivo da força muscular em comparação à primeira semana (p < 0, 05), enquanto a força muscular do grupoTF1 não aumentou durante a intervenção (p > 0, 05). Considerando-se os 2protocolos de treinamento, o grupo TF2 apresentou um ganho de força muscular de140 ± 16, 6%, enquanto o grupo SHR TF1 teve um aumento de força de 11 ± 4, 8% (p< 0, 05) (Figura 4). Embora o PC dos ratos hipertensos tenha permanecido inalterado durante o estudo, o grupo TF2 mostrou aumento progressivo da força muscular relativo ao PC (p < 0, 05). O grupo TF2 exibiu ganho de força muscular relativo ao PC de 118 ± 28, 3%, sendo este aumento significativamente diferente em comparação ao grupo TF1 em que o aumento foi de apenas 0, 1 ±3, 4%(p < 0, 05).

Delta do ganho de força vista pelo peso máximo carregado nos 2 diferentes protocolos ao longo de12 semanas. a, p < 0, 05 versus pré (1<sup>a.</sup> semana); b, p < 0, 05versus TF1. Todos os valores são apresentados como médias ± DP.

Sobrecarga Total

A sobrecarga total consistiu de séries•repetições•peso realizados durante as semanas de treinamento (ou seja, o somatório da sobrecarga do TF realizado na semana), e é apresentada na Figura 5 para os grupos estudados. O grupo TF1mostrou aumento na carga total carregada a partir da segunda semana e manteve nas demais semanas em comparação à primeira semana (p < 0, 05). O grupo TF2também mostrou aumento significativo e progressivo nesta variável a partir da segunda semana, e esta diferença foi mantida durante o protocolo experimental em comparação à primeira semana (p < 0, 05). Na terceira semana de treinamento, o grupo TF2 apresentou aumento significativo em comparação ao grupo TF1, e este padrão se manteve até a 12a. semana de treinamento(4337 ± 280 versus 9659 ± 928 g, TF1 eTF2, respectivamente; p < 0, 05).

Sobrecarga total em gramas durante as 12 semanas de treinamento de força. a, p < 0, 05 versus pré (1<sup>a.</sup> semana); b, p < 0, 05 versus grupo TF1.

Discussão

Avaliamos os efeitos da intensidade do TF (como % do PMC) sobre a PA e a força muscular de SHR. Os resultados mostraram que, embora o protocolo do TF mais pesado tenha provocado maiores ganhos de força muscular, os benefícios crônicos de ambos os protocolos sobre o controle da PA em animais com HAG foram semelhantes. Enquanto alguns estudos demonstraram os benefícios do exercício aeróbico em ratos com hipertensão severa não tratados26 e em humanos recebendo medicação. (11, 12) Moraes et al. 6) mostraram que o TF de moderada intensidade também reduz a PA em homens não medicados com hipertensão estágio 1 de forma semelhante ao exercício aeróbico, além de proporcionar ganhos de força muscular.

Até onde sabemos, este foi o primeiro estudo a analisar a eficácia do exercício de força e o papel da intensidade do treinamento em SHR com HAG. Outros autores, como Araujo et al. , 27 já haviam demonstrado a eficácia do TF sobre o controle da PA em animais com hipertensão estágio 1(induzida por droga) em uma intensidade moderada (50% de uma repetição máxima durante 4 semanas). No presente estudo, foi possível prevenir o aumento da PA em SHR submetidos ao TF por 12 semanas, independentemente da intensidade de treinamento, o que sugere que ambas as intensidades dos protocolos do TF (ou seja, ~40% e 70% do PMC)foram efetivas como tratamento anti-hipertensivo não-farmacológico. Além disso, intensidades em torno de 40-70% de 1RM são consideradas adequadas como recomendação segura para pacientes hipertensos. 4-7 A manutenção dos níveis de PA é muito importante, uma vez que cada aumento de 10mmHg na PAS está associado a um aumento em 25% no risco de infarto do miocárdio e acidente vascular cerebral. 26 Além disso, foi demonstrado que 12 semanas do TF induzem mudanças nos fatores de risco cardiovasculares, tais como diminuição do conteúdo lipídico no fígado, depósito de gordura mesentérica e retroperitoneal, lípides sanguíneos e no índice aterogênico em ratas ovarioctomizadas. 28

Ao final dos protocolos de treinamento, os grupos TF1 e TF2 mostraram uma tendência de queda na PAS de 5 mmHg e 7 mmHg (p > 0, 05), respectivamente. Tais resultados refletem uma baixa sobrecarga cardíaca demonstrada pela avaliação do DP. Em contraste, no grupo SED-SHR, houve aumento significativo de 19 mmHg na PAS, com alto DP (p < 0, 05). Tem sido demonstrado que a redução na FC, como observada no grupo TF1 (de menor intensidade), pode ser explicada por uma modulação da sensibilidade barorreflexa levando a um tônus simpático diminuído. 29

Quando comparamos nossos dados aos de outros estudos que utilizaram EA em SHR também com PA elevada, 16,30,31 encontramos resultados semelhantes em termos de inibição da elevação da PA de repouso ao longo do período experimental. Diante desses achados, o TF em moderada intensidade também parece promissor em condições de HAG. Faria et al. 19 e Lizardo et al. 20) verificaram que exercícios de força agudos em moderada intensidade reduziram a PA e aumentam a produção de óxido nítrico em SHR. Nesse sentido, este mecanismo provavelmente está envolvido na redução da PA em ratos hipertensos.

Por outro lado, quando foi aplicada uma intensidade maior (70% do PMC), induziu-se um maior aumento da força muscular (aproximadamente 140% e118%relativo ao PC) no grupo TF2. No entanto, o grupo TF1 (40% do PMC) mostrou um pequeno, mas não desprezível, aumento de força absoluta (11%). Quando esses valores foram ajustados pelo ganho de PC, esse pequeno ganho desapareceu(0, 1%). Há evidências de que o aumento da força muscular é essencial para indivíduos hipertensos, 10 provavelmente devido a menor sobrecarga cardiovascular apresentada durante atividades cotidianas, especialmente aquelas que requerem desempenho da força, como carregar sacolas de compras, subir escadas ou arrastar móveis. 9 Além disso, o TF pode aumentar amassa muscular, o que pode ser benéfico para a taxa metabólica de repouso, melhora do sistema imune e prevenção de quedas em idosos. 5 Ademais, um estudo recente realizado em 1. 506 homens hipertensos durante 2 décadas sugeriu que altos níveis de força muscular parecem proteger esses indivíduos contra todas as causas de mortalidade. 10

Em nosso estudo, o peso dos músculos sóleo e gastrocnêmio não aumentaram nos grupos treinados em comparação ao SED-SHR (p > 0, 05). Hornberger e Farrar22) demonstraram aumento de peso do músculo flexor longo do hálux após 8 semanas de TF, mas não dos músculos sóleo, plantar, gastrocnêmio e quadríceps. Corroborando nossos achados, Duncan et al. 32 também não mostraram ganhos de hipertrofia muscular nos músculos extensor longo dos dedos e sóleo após um modelo de TF pesado em ratos Wistar. Possivelmente as duas intensidades utilizadas, a duração dos treinos, os músculos avaliados, o modelo animal e o treino possam explicar tais resultados distintos.

Limitações do Estudo

A falta de medidas como parâmetros morfológicos, bioquímicos e moleculares são limitações deste estudo e devem ser consideradas em investigações futuras. No momento, a ideia inicial foi demonstrar que o TF parece ser seguro, mesmo em condições extremas de hipertensão arterial. Não foram observados mortes ou incidentes com os animais durante os treinos. Entretanto, essa ausência de complicações do estudo pode estar ligada ao tamanho da amostra.

Conclusão

Em resumo, estes achados sugerem que diferentes intensidades do TF previnem o aumento da PA em ratos com HAG. Além disso, um resultado importante foi que a maior intensidade do TF induziu a um ganho de força muscular mais expressivo, sem aumentar os níveis de PA de repouso. Assim, o TF pode funcionar como adjuvante do tratamento farmacológico na prevenção da elevação da PA de repouso, além de beneficiar a força muscular de pacientes hipertensos que realizam um programa de reabilitação.

Fontes de fincanciamento O presente estudo foi financiado pela Capes e CNPq.

 Agradecimentos

Os autores agradecem ao Prof. Dr. Ricardo Cardoso Cassilhas pelo suporte como aparato de treinamento. Gostaríamos de agradecer à CAPES e CNPq pelo apoio financeiro para o desenvolvimento deste estudo.