FUNDAMENTO: A literatura tem descrito dados contraditórios em relação ao início da diminuição da função barorreflexa em ratos espontaneamente hipertensos. OBJETIVO:Este estudo foi realizado para avaliar a função barorreflexa em ratos jovens de 13 semanas espontaneamente hipertensos. MÉTODOS:Foram estudados ratos machos Wistar Kyoto (WKY) (n=15) e ratos espontaneamente hipertensos (REH) de 13 semanas (n=15). Cânulas foram inseridas na artéria aorta abdominal através da artéria femoral direita para medir a pressão arterial média (PAM) e a freqüência cardíaca (FC). A função barorreflexa foi calculada como a derivada da variação da FC em função da variação da PAM (ΔFC/ΔPAM), quando submetida a teste com uma dose depressora de nitroprussiato de sódio (50µg/kg) e com uma dose pressora de fenilefrina (8µg/kg) através de cânula inserida na veia femoral direita em ratos espontaneamente hipertensos e WKY. Diferenças com um valor de p < 0.05 foram consideradas estatisticamente significantes. RESULTADOS:Ratos espontaneamente hipertensos: ΔPAM=43,5 mmHg±5,2, ΔFC=-59,7 ppm±17,9 e ΔFC/ΔPAM=1,3 ppm/mmHg±0,1 testados com fenilefrina; Wistar Kyoto: ΔPAM=&56mmHg±3, ΔFC=*-114,9ppm±11,3 e ΔFC /ΔPAM =#1,9ppm/mmHg±0,3 testados com fenilefrina; ratos espontaneamente hipertensos: ΔPAM=-45,6mmHg±8,1, ΔFC=40,1ppm±11,6 e ΔFC/ΔPAM=0,9ppm/mmHg±0,5 testados com nitroprussiato de sódio; Wistar Kyoto: ΔPAM=-39,8mmHg±6,2, ΔFC=51,9ppm±21,8 e ΔFC/ΔPAM=1,4ppm/mmHg±0,7 testados com nitroprussiato de sódio (*p<0,05; #p<0,01; &p<0,001). CONCLUSÃO: Nossos resultados mostram que ratos espontaneamente hipertensos de 13 semanas apresentaram redução da função barorreflexa quando testados com fenilefrina.
ARTIGO ORIGINAL
EXPERIMENTAL
Avaliação da função barorreflexa em ratos jovens espontaneamente hipertensos
IUniversidade Federal de São Paulo (UNIFESP), São Paulo, SP - Brasil
IIFaculdade de Medicina do ABC, Santo André, SP - Brasil
Diversos fatores (neurais, humorais, miogênicos) estão envolvidos no aparecimento da hipertensão e diferentes modelos animais são usados para estudar essa patologia, tais como o modelo de hipertensão renal, o modelo de hipertensão DOCA-sal, o modelo de hipertensão neurogênica e o modelo genético de hipertensão em ratos espontaneamente hipertensos (REH). REH é um modelo adequado para estudar o desenvolvimento da hipertensão, por que é similar ao ser humano com hipertensão essencial. Essas similaridades incluem uma predisposição genética à hipertensão arterial sem etiologia específica, aumento da resistência vascular periférica sem expansão de volume e respostas similares ao tratamento medicamentoso1.
Na fisiologia cardiovascular, o barorreflexo ou reflexo barorreceptor é um dos mecanismos homeostáticos do corpo para manter a pressão arterial. Ele fornece uma alça de
Os animais receberam cuidados de acordo com os ''
Sob anestesia com halotano, uma cânula de polietileno (PE 10 conectada a PE 50) foi inserida na aorta abdominal através da artéria femoral para medir a pressão arterial média (PAM) e freqüência cardíaca (FC). Uma segunda cânula foi inserida na veia femoral para administração de medicamento. As duas cânulas foram inseridas subcutaneamente e expostas nas costas do animal para permitir o acesso quando o animal estava consciente. A PAM foi medida com um transdutor de pressão tipo "
O barorreflexo foi testado com uma dose pressora de fenilefrina (FE-bolus-8µg/kg IV; Sigma Chemical) e doses depressoras de nitroprussiato de sódio (NPNa-bolus-50µg/kg IV; RBI)9. O barorreflexo foi calculado como uma derivação da FC em função de variação da PAM (ΔFC/ΔPAM)10. Houve um intervalo de pelo menos 15 minutos entre as infusões para a recuperação de valores basais.
Os valores são apresentados como médias ± desvios-padrão das médias. Foram comparadas as FC, PAM, ΔFC, ΔPAM e ΔFC/ΔPAM entre REH e WKY. Após a avaliação das distribuições pelo teste de normalidade de Kolmogorov, o teste
O peso corporal não apresentou diferença significante entre ratos espontaneamente hipertensos (REH) (270g±8) e Wistar-Kyoto (WKY) (298g±5) (p>0.05). Os REH apresentaram freqüência cardíaca (FC) (p<0,05) e pressão arterial média (PAM) (p<0,05) mais altas (
A função barorreflexa (ΔFC/ΔPAM) foi submetida a teste com FE e NPNa. Uma diferença significante foi observada entre os grupos, com valores mais altos entre os ratos WKY (p<0,01) (
O objetivo do nosso estudo foi avaliar a função barorreflexa em ratos espontaneamente hipertensos (REH) de 13 semanas testados com nitroprussiato de sódio (NPNa) e fenilefrina (FE) e verificar diferenças entre esse modelo de estudo e ratos Wistar-Kyoto (WKY) da mesma idade. De acordo com nossos dados, foi observado que a sensibilidade barorreflexa, quando submetida a teste com FE, estava diminuída em REH de 13 semanas. A variação na Pressão Arterial Média (ΔPAM), na freqüência cardíaca (ΔFC) e ΔFC/ΔPAM, quando submetidas a teste com FE, estavam significantemente mais altas em ratos WKY, enquanto REH mostraram ΔPAM mais alto.
Os mecanismos que causam a redução da função barorreflexa ainda não são completamente entendidos em REH11. Alguns estudos demonstraram que o corpo da carótida em REH adultos é significantemente maior do que em ratos normotensos12-14, enquanto outros estudos indicaram que a diminuição da função barorreflexa em REH é devida a déficits nos níveis de norepinefrina, epinefrina e dopamina no corpo da carótida14-16 e áreas do bulbo raquidiano (medulla oblongata) que regulam o sistema cardiovascular4,8. Há também relatos que em REH, as densidades do receptor AT1 da angiotensina estão aumentadas, quando comparadas com os níveis em ratos controle normotensos17,18. Rossi e cols.19 indicaram que mecanismos receptores de endotelina endógenos estão envolvidos na hipertensão observada em REH. Além disso, investigações recentes descreveram a importância do estresse oxidativo20, óxido nítrico21 e da pequena GTPase rho-quinase22, durante o desenvolvimento da função barorreflexa em REH. Bertagnoli e cols.20 sugeriram que treinamento físico reduz o estresse oxidativo, o qual está associado a uma melhora na sensibilidade barorreflexa de REH. Waki e cols.21 demonstraram que a atividade do óxido nítrico sintase do bulbo raquidiano de REH está aumentada quando comparados a ratos WKY; ela tem um papel importante na manutenção da hipertensão e diminuição do ganho do reflexo barorreceptor cardíaco, que são características desse modelo animal. De acordo com Ito e cols.22, embora a inibição da rho-quinase endógena no bulbo raquidiano aumente o controle barorreflexo da FC em ratos WKY e REH, ela melhora a função barorreflexa comprometida em REH. Estudos prévios que descreveram uma diferença significante na pressão arterial entre ratos WKY e REH de 3 semanas23 ou ao nascimento24 foram baseados na análise de um número pequeno de animais. Entretanto, a idade na qual a função barorreflexa começa a diminuir em REH ainda não foi confirmada.
Nossos achados mostraram que REH apresentavam respostas depressoras mais baixas com FE, mas respostas depressoras mais altas com NPNa, quando comparados com ratos WKY. Nós não esperávamos esses dados contraditórios. Gonzalez e cols.23 estimularam eletricamente os nervos aórticos de REH de 15 semanas usando uma grande variedade de freqüências de estímulos. As respostas depressoras produzidas por tais estímulos foram significantemente menores em REH do que as observadas em ratos WKY. O mesmo estudo relatou que a inibição da atividade do grande nervo esplênico devido à estimulação do nervo aórtico era significantemente menor em REH do que em ratos WKY e a atividade nervosa simpática controle era maior em REH do que em ratos WKY. Judy e cols.24,25 examinaram a função barorreceptora através da variação espontânea da PAM e a atividade nervosa simpática em REH e ratos WKY entre 5 e 40 semanas de idade e verificaram que REH jovens (5 semanas) apresentavam sensibilidade barorreflexa reduzida. Entretanto, a variação na FC não foi avaliada como fizemos em nosso estudo.
Ohta e cols.26 relataram alterações nos componentes aferentes do quimiorreflexo e do barorreflexo em REH de 15 semanas através da estimulação do nervo depressor aórtico (estímulo depressor) e do nervo do seio carotídeo (estímulo pressor). Eles observaram respostas depressoras mais altas em ratos WKY e respostas pressoras mais altas em REH. Lee e cols.27 mediram as respostas dos barorreceptores em REH de 6 a 10 meses de idade através da estimulação elétrica do nervo glossofaríngeo e observaram respostas depressoras mais altas em REH; entretanto, a bradicardia estava reduzida em REH. Nesse estudo, nossa hipótese era que os REH apresentariam respostas depressoras e pressoras mais baixas; tal fato não foi observado nas respostas da FC à administração de NPNa intravenosa. Aspectos metodológicos podem explicar as diferenças de resultados entre esses estudos citados acima, já que eles utilizaram procedimentos diferentes para avaliar as respostas pressora e depressora e não encontramos nenhum estudo que tivesse avaliado a função barorreflexa submetida a teste com FE e NPNa em REH com menos de 14 semanas de idade. É possível que REH não tenham mostrado aumento na variabilidade da PAM, bem como ratos WKY com FE, devido ao fato de apresentarem hipertensão arterial.
Nossos achados indicaram que ratos machos espontaneamente hipertensos de 13 semanas apresentavam diminuição da função barorreflexa. Entretanto, dados conflitantes foram descritos na literatura, os quais observaram uma diminuição na função barorreflexa em REH jovens quando avaliados através do controle da atividade simpática. Diferentes estudos mostraram que a função barorreflexa em REH jovens é aproximadamente igual4,5 ou está diminuída25,26 quando comparada à de ratos WKY. O estudo de Morrinson e Whitehorn4 demonstraram que a hiperreatividade em REH de 15 semanas não se correlacionou com o reflexo barorreceptor, o qual foi aproximadamente similar ao dos ratos WKY e os autores concluíram que isso pode não confirmar que a diminuição da função barorreflexa em REH jovens seja devida à sua hiperreatividade simpática. Ricksten e cols.28 relataram variações espontâneas em PAM, FC e a média retificada da atividade do nervo esplâncnico maior em REH e WKY de 15 semanas acordados e não submetidos a qualquer procedimento. A variabilidade na PAM não foi significantemente diferente, mas a variabilidade da FC mostrou uma tendência a ser mais baixa em REH. A variabilidade na atividade do nervo esplênico também não foi significantemente diferente entre REH e WKY. Nossos dados também mostraram uma variabilidade de FC menor em REH, mas no estudo de Rickstein e cols.28, a variabilidade não foi testada com medicamentos. Nagai e cols.29 compararam a atividade autonômica e a sensibilidade barorreflexa em grupos de REH e WKY acordados, pareados por idade, com 4 a 14 semanas de idade. Eles verificaram que os índices sensíveis a prazosina e atropina estavam associados com aumento na pressão arterial em ambos os grupos e também observaram que as respostas pressora e depressora não eram estatisticamente diferentes entre REH e WKY. É possível que esses resultados não corroborem nossos dados por que eles utilizaram medicamentos diferentes.
Embora os WKY apresentassem maior variabilidade dos parâmetros cardiovasculares, quando o ΔPAM foi submetido a teste com NPNa, os REH mostraram valores mais altos em comparação com os WKY. Não observamos nenhuma evidência na literatura de que o fármaco fornece informações mais confiáveis acerca da função barorreflexa. Acreditamos que a FE é o fármaco mais confiável para avaliar a função barorreflexa quando comparada ao NPNa, considerando que este último causa venodilatação e pode influenciar o retorno venoso cardíaco e prejudicar o ΔFC, ΔPAM e, conseqüentemente, o ΔFC/ΔPAM30.
Em conclusão, demonstramos que REH de 13 semanas apresentaram uma diminuição significante da função barorreflexa quando testados com FE.
Todos os autores participaram do delineamento do estudo e também da elaboração do manuscrito, bem como de sua aprovação final.
Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.
O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.
Este artigo é parte de tese de Doutorado de Vitor E. Valenti pela Universidade Federal de São Paulo - Escola Paulista de Medicina - UNIFESP/EPM.
Correspondência: Vitor E. Valenti Departamento de Morfologia e Fisiologia Faculdade de Medicina do ABC Avenida Lauro Gomes, 2000 - Vila Sacadura Cabral 09060-870 - Santo André, SP - Brasil E-mail:
Artigo recebido em 11/01/08; artigo revisado enviado em 08/02/08; aceito em 20/02/08.
FUNDAMENTO: La literatura ha descrito datos contradictorios con relación al inicio de la disminución de la función barorrefleja en ratas espontáneamente hipertensas. OBJETIVO: Se realizó este estudio con el objetivo de evaluar la función barorrefleja en ratas jóvenes de 13 semanas, espontáneamente hipertensas. MÉTODOS: Se estudiaron ratas machos Wistar Kyoto (WKY) (n=15) y ratas espontáneamente hipertensas (REH) de 13 semanas de edad (n=15). Se insertaron cánulas en la arteria aorta abdominal -a través de la arteria femoral derecha- para medir la presión arterial media (PAM) y la frecuencia cardiaca (FC). Se calculó la función barorrefleja como la derivada de la variación de la FC en función de la variación de la PAM (ΔFC/ΔPAM). Dicho cálculo se efectuó tras prueba con una dosificación depresora de nitroprusiato de sodio (50µg/kg) y también con una dosificación para presión arterial de fenilefrina (8µg/kg) a través de una cánula insertada en la vena femoral derecha tanto de ratas espontáneamente hipertensas como de WKY. Se consideraron estadísticamente significantes diferencias con un valor de p < 0.05. RESULTADOS: Ratas espontáneamente hipertensas sometidas a prueba con fenilefrina: ΔPAM=43,5 mmHg±5,2, ΔFC=-59,7 ppm±17,9 y ΔFC/ΔPAM=1,3 ppm/mmHg±0,1; Wistar Kyoto probadas con fenilefrina: ΔPAM=&56mmHg±3, ΔFC=*-114,9ppm±11,3 y ΔFC /ΔPAM =#1,9ppm/mmHg±0,3. Ratas espontáneamente hipertensas probadas con nitroprusiato de sodio: ΔPAM=-45,6mmHg±8,1, ΔFC=40,1ppm±11,6 y ΔFC/ΔPAM=0,9ppm/mmHg±0,5; Wistar Kyoto sometidas a prueba con nitroprusiato de sodio: ΔPAM =-39,8mmHg±6,2, ΔFC=51,9ppm±21,8 y ΔFC /ΔPAM =1,4ppm/mmHg±0,7 (*p<0,05; #p<0,01; &p<0,001). CONCLUSIÓN: Nuestros resultados muestran que ratas espontáneamente hipertensas de 13 semanas de edad presentaron reducción de la función barorrefleja cuando probadas con fenilefrina.
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Correspondencia
Diversos factores (neurales, humorales, miogénicos) están implicados en el aparecimiento de la hipertensión. Se utilizan diferentes modelos animales para estudiar esa patología, tales como el modelo de hipertensión renal, el modelo de hipertensión DOCA-sal, el modelo de hipertensión neurogénica y también el modelo genético de hipertensión en ratas espontáneamente hipertensas (REH). La REH es un modelo adecuado para estudiar el desarrollo de la hipertensión, una vez que es similar al ser humano con hipertensión esencial. Esas semejanzas incluyen una predisposición genética a la hipertensión arterial sin etiología específica, el aumento de la resistencia vascular periférica sin expansión del volumen y también la obtención de respuestas similares al tratamiento medicamentoso1.
En la fisiología cardiovascular, el barorreflejo, o reflejo barorreceptor, es uno de los mecanismos homeostáticos del cuerpo para mantener la presión arterial. Él suministra un asa de
Los animales recibieron cuidados de acuerdo con los ''
Bajo anestesia con halotano, se insertó -a través de la arteria femoral- una cánula de polietileno (PE 10 conectada a PE 50) en la aorta abdominal para medir la presión arterial media (PAM) y la frecuencia cardiaca (FC). Se insertó una segunda cánula en la vena femoral para administración de medicación. Se insertaron ambas cánulas subcutáneamente, y se las mantuvieron expuestas en las espaldas del animal para permitir el acceso cuando éste estaba conciente. Se midió la PAM con un transductor de presión tipo
Se probó el barorreflejo tras la administración de fenilefrina (FE-bolus-8µg/kg IV; Sigma Chemical) para aumentar la presión arterial y con la administración de nitroprusiato de sodio (NPNa-bolus-50µg/kg IV; RBI) para disminuir la presión9. Se calculó el barorreflejo como una derivación de la FC en función de la variación de la PAM (ΔFC/ΔPAM)10. Hubo un intervalo de por lo menos 15 minutos entre las infusiones para la recuperación de valores basales.
Se presentan los valores como promedio ± desviaciones estándar de los promedios. Se compararon las FC, PAM, ΔFC, ΔPAM y ΔFC/ΔPAM entre REH y WKY. Tras la evaluación de las distribuciones, por medio de la prueba de normalidad de Kolmogorov, se utilizó la prueba T de Student, con el objetivo de verificar las diferencias entre las distribuciones normales. A su vez, se utilizó la prueba de Mann-Whitney para examinar las diferencias entre distribuciones no paramétricas. Se estableció el nivel de significancia en p<0,05 para todas las pruebas estadísticas.
El peso corporal no presentó diferencia significante entre ratas espontáneamente hipertensas (REH) (270g±8) y Wistar-Kyoto (WKY) (298g±5) (p>0.05). Las REH presentaron frecuencia cardiaca (FC) (p<0,05) y presión arterial media (PAM) (p<0,05) más altas (
Se sometió la función barorrefleja (ΔFC/ΔPAM) a prueba con FE y NPNa. Se observó una diferencia significante entre los grupos, con valores más altos entre las ratas WKY (p<0,01) (
El objetivo de nuestro estudio fue evaluar la función barorrefleja en ratas espontáneamente hipertensas (REH) de 13 semanas, sometidas a prueba con nitroprusiato de sodio (NPNa) y fenilefrina (FE) de manera a verificarse diferencias entre ese modelo de estudio y las ratas Wistar-Kyoto (WKY) de misma edad. De acuerdo con nuestros datos, se observó que la sensibilidad barorrefleja, cuando sometida a prueba con FE, se mostraba reducida en REH de 13 semanas. La variación en la presión arterial media (ΔPAM), la frecuencia cardiaca (ΔFC) y ΔFC/ΔPAM, cuando sometidas a prueba con FE, se mostraron significantemente más altas en ratas WKY, mientras que REH mostraron ΔPAM más alto.
Todavía no se comprendió totalmente los mecanismos que provocan la reducción de la función barorrefleja en REH11. Algunos estudios demostraron que el cuerpo de la carótida en REH adultas resulta significantemente mayor que en ratas normotensas12-14. Por otra parte, otros estudios indicaron que la disminución de la función barorrefleja en REH se debe a déficits en los niveles de norepinefrina, epinefrina y dopamina tanto en el cuerpo de la carótida14-16, como en áreas del bulbo raquídeo (medulla oblongata) que regulan el sistema cardiovascular4,8. Hay también relatos que indican que, en REH, las densidades del receptor AT1 de la angiotensina se revelan mayores, cuando comparadas a los niveles de ratas control normotensas17,18.
Rossi et al.19 señalaron que mecanismos receptores de endotelina endógenos están implicados en la hipertensión observada en REH. Además de ello, investigaciones recientes describieron la importancia del estrés oxidativo20, del óxido nítrico21 y de la pequeña GTPase rho-quinase22, durante el desarrollo de la función barorrefleja en REH.
Ya Bertagnoli et al.20 sugirieron que el entrenamiento físico reduce el estrés oxidativo, que, a su vez, está asociado a una mejora en la sensibilidad barorrefleja de REH. Mientras que Waki et al.21 demostraron que la actividad del óxido nítrico sintasa del bulbo raquídeo de REH se encuentra mayor cuando comparados a ratas WKY. Ella tiene un rol importante en la manutención de la hipertensión, así como en la disminución de la ganancia del reflejo barorreceptor cardiaco, que son características de ese modelo animal. De acuerdo con Ito et al.22, aunque aumenta el control barorreflejo de la FC en ratones WKY y REH, la inhibición de la rho-quinase endógena en el bulbo raquídeo también mejora la función barorrefleja comprometida en REH.
Estudios previos que describieron una diferencia significante en la presión arterial entre ratones WKY y REH de 3 semanas23 o al nacimiento24 tomaron por base el análisis de un número pequeño de animales. Sin embargo, todavía no se confirmó la edad en que la función barorrefleja empieza a reducirse en REH.
Nuestros hallazgos mostraron que, comparados a ratas WKY, REH presentaban respuestas depresoras más bajas con FE, mientras que con NPNa revelaban respuestas depresoras más altas. No esperábamos esos datos contradictorios.
Gonzalez et al.23 estimularon eléctricamente los nervios aórticos de REH de 15 semanas, por medio de una gran variedad de frecuencias de estímulos. Las respuestas de descenso de la presión arterial producidas por dichos estímulos resultaron significantemente menores en REH que las observadas en ratas WKY. El mismo estudio relató que la inhibición de la actividad del gran nervio esplénico -en virtud de la estimulación del nervio aórtico- era significantemente menor en REH si comparados a ratas WKY. La actividad nerviosa simpática control, por su parte, se mostraba mayor en REH que en ratas WKY.
Judy et al.24,25, al examinar la función barorreceptora a través de la variación espontánea de la PAM y la actividad nerviosa simpática tanto en REH como ratas WKY entre 5 y 40 semanas de edad, verificaron que REH jóvenes (5 semanas) presentaban sensibilidad barorrefleja reducida. Sin embargo, no se evaluó la variación en la FC como se hizo en nuestro estudio.
Ohta et al.26 relataron alteraciones en los componentes aferentes tanto del quimiorreflejo como del barorreflejo en REH de 15 semanas, a través de la estimulación del nervio depresor aórtico (estímulo depresor) y del nervio del seno carotídeo (estímulo presor). Ellos observaron respuestas depresoras más altas en ratas WKY y respuestas presoras más altas en REH. Lee et al.27, a su vez, midieron las respuestas de los barorreceptores en REH de 6 a 10 meses de edad a través de estimulación eléctrica del nervio glosofaríngeo y observaron respuestas depresoras más altas en REH. No obstante, la bradicardia se mostraba reducida en REH. En este estudio, nuestra hipótesis señalaba que los REH presentarían respuestas depresoras y presoras más bajas, lo que no se observó en las respuestas de la FC a la administración intravenosa de NPNa. Aspectos metodológicos pueden explicar las diferencias de resultados entre los estudios citados anteriormente, ya que ellos utilizaron procedimientos diferentes para evaluar las respuestas presora y depresora. No encontramos ningún estudio que hubiera evaluado la función barorrefleja, sometida a prueba con FE y NPNa, en REH con menos de 14 semanas de edad. Es posible que REH -así como ratas WKY sometidas a prueba con FE- no hayan mostrado aumento en la variabilidad de la PAM en la medida que presentaron hipertensión arterial.
Nuestros hallazgos indicaron que ratas machos espontáneamente hipertensas de 13 semanas presentaban reducción de la función barorrefleja. Sin embargo, se describieron datos conflictivos en la literatura, según los cuales se observó una disminución en la función barorrefleja en REH jóvenes evaluadas a través del control de la actividad simpática. Distintos estudios mostraron que la función barorrefleja en REH jóvenes resulta aproximadamente igual4,5 o reducida25,26 cuando comparada a la de ratas WKY.
El estudio de Morrinson y Whitehorn4 demostró que la hiperreactividad en REH de 15 semanas no se correlacionó con el reflejo barorreceptor, lo que se reveló aproximadamente similar al de los ratas WKY. A partir de ello, los autores concluyeron que eso puede no confirmar el hecho de que la reducción de la función barorrefleja en REH jóvenes sea resultado de su hiperreactividad simpática.
Ya Ricksten et al.28 relataron variaciones espontáneas en PAM, FC y el promedio rectificado de la actividad del nervio esplácnico mayor de REH y WKY de 15 semanas, despiertas y no sometidas a cualquier procedimiento. La variabilidad en la PAM no resultó significantemente diferente, pero la variabilidad de la FC mostró una tendencia al descenso en REH. La variabilidad en la actividad del nervio esplénico también no se mostró significantemente diferente entre REH y WKY. Nuestros datos también mostraron una variabilidad de FC menor en REH, mientras que, en el estudio de Rickstein et al.28, no se probó la variabilidad con medicamentos.
Nagai et al.29 compararon la actividad autonómica y la sensibilidad barorrefleja en grupos de REH y WKY despiertas, pareadas por edad, con 4 a 14 semanas de edad. Ellos verificaron que los indicadores sensibles a prazosina y atropina se asociaron al aumento en la presión arterial en ambos grupos. Observaron asimismo que las respuestas presora y depresora no eran estadísticamente diferentes entre REH y WKY. Es posible que esos resultados no corroboren nuestros datos, ya que ellos utilizaron medicaciones diferentes.
Aunque los WKY presentaron mayor variabilidad de los parámetros cardiovasculares, cuando se sometió el ΔPAM a la prueba con NPNa, las REH mostraron valores más altos en comparación a las WKY. No observamos ninguna evidencia en la literatura de que el fármaco suministra informaciones más confiables acerca de la función barorrefleja. Creemos que la FE es el fármaco más confiable para evaluar la función barorrefleja, en comparación al NPNa, si se toma en cuenta que éste provoca venodilatación y puede influenciar el retorno venoso cardiaco, así como perjudicar el ΔFC, ΔPAM y, consecuentemente, el ΔFC/ΔPAM30.
En conclusión, demostramos que REH de 13 semanas de edad presentaron una reducción significante de la función barorrefleja cuando sometidas a prueba con FE.
Todos los autores participaron del diseño del estudio y también de la elaboración del manuscrito, así como de su aprobación final.
Declaro no haber conflicto de intereses pertinentes.
El presente estudio no tuvo fuentes de financiación externas.
Este artículo forma parte de tesis de Doctorado de Vitor E. Valenti por la Universidad Federal de São Paulo - Escuela Paulista de Medicina - UNIFESP/EPM.
BACKGROUND: The literature describes contradictory data regarding the onset of the baroreflex reduction in spontaneously hypertensive rats. OBJECTIVE:This investigation was undertaken to evaluate the baroreflex function in 13-week-old spontaneously hypertensive rats. METHODS:Male Wistar Kyoto (n=15) and spontaneously hypertensive rats (n=15) aged 13 weeks were studied. Cannulas were inserted in the abdominal aortic artery through the right femoral artery to measure mean arterial pressure and heart rate. Baroreflex function was calculated as the derivative of the variation of HR in function of the MAP variation (Δheart rate/Δmean arterial pressure) tested with a depressor dose of sodium nitroprusside (50µg/kg) and with a pressor dose of phenylephrine (8µg/kg) in the right femoral venous approach through an inserted cannula in awake spontaneously hypertensive rats and Wistar-Kyoto. Differences with p values < 0.05 were considered statistically significant. RESULTS:Spontaneously hypertensive rats: Δmean arterial pressure=43.5mmHg±5.2, Δheart rate=-59.7ppm±17.9 and Δheart rate/Δmean arterial pressure=1.3ppm/mmHg±0.1 tested with phenylephrine; Wistar Kyoto: Δmean arterial pressure=&56mmHg±3, Δheart rate=*-114.9ppm±11.3 and Δheart rate/Δmean arterial pressure=#1.9ppm/mmHg±0.3 tested with phenylephrine; spontaneously hypertensive rats: Δmean arterial pressure=-45.6mmHg±8.1, Δheart rate=40.1ppm±11.6 and Δheart rate/Δmean arterial pressure=0.9ppm/mmHg±0.5 tested with sodium nitroprusside; Wistar Kyoto: Δmean arterial pressure=-39.8mmHg±6.2, Δheart rate=51.9ppm±21.8 and Δheart rate/Δmean arterial pressure=1.4ppm/mmHg±0.7 tested with sodium nitroprusside (*p<0.05; #p<0.01; &p<0.001). CONCLUSION: Our results showed that 13-week-old spontaneously hypertensive rats presented reduced baroreflex function when tested with phenylephrine.
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Several factors (neural, humoral, myogenic) are involved in the onset of hypertension and different animal models have been used to study this pathology, such as the renal hypertension model, the DOCA-salt hypertension model, the neurogenic hypertension model and the genetic model of hypertension in spontaneously hypertensive rats (SHR). SHR is a suitable model to study hypertension development as it is similar to humans with essential hypertension. These similarities include a genetic predisposition to high blood pressure with no specific etiology, increased total peripheral resistance without volume expansion and similar responses to drug treatment1.
In cardiovascular physiology, the baroreflex or baroreceptor reflex is one of the body's homeostatic mechanisms to maintain blood pressure. It provides a negative feedback loop in which the elevated blood pressure reflexively causes blood pressure to decrease; similarly, the decreased blood pressure depresses the baroreflex, causing blood pressure to rise. The system relies on specialized neurons (baroreceptors) in the aortic arch, carotid sinuses and elsewhere to monitor changes in blood pressure and relay them to the brainstem. Subsequent changes in blood pressure are mediated by the autonomic nervous system2. Previous studies on the development of young SHR baroreflex function have yielded conflicting results, when compared to normotensive rats (Wistar-Kyoto - WKY)3. Morrinson et al4 indicated that the baroreceptor function is approximately the same between SHR and WKY aged 15 weeks. However, studies of Lundin et al5 showed that SHR of the same age presented reduced baroreflex function. A precise knowledge of early development damage to the baroreflex function is essential to understand hypertension as a disease process6,7. In view of these contradicting data, we aimed at evaluating baroreflex function in 13-week-old SHR tested with sodium nitroprusside and phenylephrine and verify whether there was a reduction in the baroreflex in SHR at this age.
The animals were cared for in compliance with the ''Principles of Laboratory Animal Care'' formulated by the National Institutes of Health (publication no. 96-23, revised, 1996) and were approved by the Animal Ethics Committee of our University (number 1071/06). Experiments were performed on male spontaneously hypertensive rats (SHR) (13 weeks old, 260-300 grams, n=15) and Wistar Kyoto (WKY) rats (13 weeks old, 260-300 grams, n=15) obtained from the Centro de Desenvolvimento de Modelos Experimentais para a Medicina e Biologia (CEDEME). The temperature was maintained at 22ºC, air humidity at nearly 60% and the light-dark cycle was controlled and established as twelve hours each. Animals had free access to food and water.
Under anesthesia with halothane, a polyethylene cannula (PE 10 connected to a PE 50) was inserted into the abdominal aorta through the right femoral artery for the measurement of the mean arterial pressure (MAP) and heart rate (HR). A second cannula was inserted into the femoral vein for drug administration. Both cannulas were tunneled subcutaneously and exposed on the back of the rat to allow access when the animal was conscious. The MAP was measured with a strain gauge transducer (Statham P23Db) connected to a low-level direct-current preamplifier coupled to a polygraph (Beckman model R-611). HR was derived from arterial pressure waves with a cardiotachometer (coupler type 9875B). Studies were performed in conscious rats 24 hours after the surgical procedures, to allow animals to recover from the anesthetic effects. The experiments were initiated approximately 30 minutes after the period of their adaptation to laboratory song and light conditions8.
The baroreflex was tested with a pressor dose of phenylephrine (PE-bolus-8 µg/kg IV; Sigma Chemical) and depressor doses of sodium nitroprusside (NPNa-bolus-50 µg/kg IV; RBI)9. The baroreflex was calculated as the derivation of HR in function of the MAP variation (ΔHR/ΔMAP)10. There was an interval of at least 15 minutes between the infusions to allow the recovery of basal values.
Values are reported as the means ± standard deviation of means. HR, MAP, ΔHR, ΔMAP and ΔHR/ΔMAP were compared between SHR and WKY. After the distributions were evaluated through the Kolmogorov normality test, the
Body weight was not significantly different between spontaneously hypertensive rats (SHR) (270g±8) and Wistar-Kyoto (WKY) (298g±5) (p>0.05). SHR presented a higher heart rate (HR) (p<0.05) and higher mean arterial pressure (MAP) (p<0.05) (
ΔHR (
Baroreflex function (ΔHR/ΔMAP) was tested with PE and NPNa. A significant difference was observed between the groups, with WKY presenting higher values (p<0.01) (
Our investigation was undertaken to evaluate baroreflex function in 13-week-old spontaneously hypertensive rats (SHR) tested with sodium nitroprusside (NPNa) and phenylephrine (PE) and verify whether there was any difference between this study model and Wistar-Kyoto (WKY) rats of the same age. Our data showed that baroreflex sensitivity, when tested with PE, was decreased in SHR aged 13 weeks. Mean arterial pressure variation (ΔMAP), heart rate variation (ΔHR) and ΔHR/ΔMAP, when tested with PE, were significantly higher in WKY. However, ΔHR and ΔHR/ΔMAP, when tested with NPNa, were not significantly higher in WKY, while SHR showed higher ΔMAP.
The mechanisms that cause the reduction in the baroreflex function in SHR are not completely understood11. Some studies demonstrated that the carotid body in the adult SHR is significantly larger than in normotensive rats12-14, whereas other studies indicated that the decreased baroreflex function in SHR is due to impaired levels of norephinephrine, epinephrine and dopamine in the carotid body14-16 and medulla oblongata areas that regulate the cardiovascular system4,8. Furthermore, there have been reports that AT1 (angiotensin) receptor densities are increased in SHR, compared to the levels found in normotensive control rats17,18. Rossi et al19 indicated that endogenous endothelin receptor mechanisms are involved in the hypertensive state observed in SHR. Moreover, recent investigations described the importance of oxidative stress20, nitric oxide21 and the small GTPase rho-quinase22 during baroreflex function development in SHR. Bertagnoli et al20 suggested that exercise training reduces oxidative stress, which is associated to an improvement in baroreflex sensitivity in SHR. Waki et al21 have shown that endogenous nitric oxide synthase activity in the medulla oblongata of SHR is increased when compared to WKY; it plays a major role in the preservation of the hypertension and decreases the cardiac baroreceptor reflex gain, which are features of this animal model. According to Ito et al22, although the inhibition of endogenous rho-kinase in the medulla oblongata augments the baroreflex control of heart rate in WKY and SHR, it improves the impaired baroreflex function in SHR. Earlier studies that described a significant difference in blood pressure between WKY and SHR at 3/ weeks of age23 or at birth24 were based on the assessment of a few animals. However, the age at which the baroreflex function starts to decrease in SHR has yet to be demonstrated.
In our findings, SHR presented lower depressor responses with PE, but higher depressor responses with NPNa, when compared to WKY. These contradictory data were unexpected. Gonzalez et al23 electrically stimulated the aortic nerves of 15-week-old SHR using a wide range of stimulus frequencies. The depressor responses produced by these stimulations were significantly smaller in SHR than those in WKY. It was also reported in the same study that inhibition of the greater splanchnic nerve activity due to aortic nerve stimulation was found to be significantly smaller in SHR than in WKY and control of the sympathetic nerve activity was higher in SHR than in WKY. Judy et al24,25 assessed the baroreceptor function through the spontaneous variation in MAP and sympathetic nerve activity in SHR and WKY between 5 and 40 weeks of age and verified that young SHR (5 weeks old) presented reduced baroreflex sensitivity. However, HR variation was not evaluated as in the present study.
Ohta et al26 reported alterations in the afferent components of chemoreflex and baroreflex in 15-week-old SHR by aortic depressor nerve stimulation (depressor stimulus) and by carotid sinus nerve stimulation (pressor stimulus). They observed higher depressor responses in WKY and higher pressor responses in SHR. Lee et al27 estimated baroreceptor responses in 6-10 month-old SHR by electrically stimulating the glossopharyngeal nerve and higher depressor responses were observed in SHR; however, bradycardia was reduced in SHR. In this study, our hypothesis was that SHR would present lower depressor and pressor responses; this fact was not observed regarding HR responses to intravenous NPNa. Methodological aspects may explain the differences in results among the aforementioned studies, as they used different procedures to evaluate pressor and depressor responses; moreover, we have not found in the literature any study that evaluated the baroreflex function tested with PE and NPNa in SHR younger than 14 weeks. Perhaps, SHR did not increase their MAP variability, similarly to WKY with PE, due to the fact that they presented high blood pressure.
Our findings showed that male 13-week-old SHR presented decreased baroreflex function. Nevertheless, conflicting data were described in the literature, considering the decreased baroreflex function observed in young SHR when evaluated through sympathetic activity control. Different studies showed that baroreflex function in young SHR is approximately the same as4,5 or lower than25,26 the one observed in WKY. The study by Morrinson and Whitehorn4 demonstrated that the sympathetic hyper-reactivity in 15-week-old SHR did not correlate with the baroreceptor reflex, which was approximately similar to that of WKY, and they concluded that it could not confirm that the decreased baroreflex function in young SHR was due to their sympathetic hyperreactivity. Ricksten et al28 recorded spontaneous variations in MAP, HR and rectified mean splanchnic nerve activity in conscious undisturbed 15 weeks old WKY and SHR. The variability in MAP was not significantly different, but HR variability tended to be lower in SHR. The variability in splanchnic nerve activity was not significantly different between SHR and WKY. Our data also showed lower HR variability in SHR, but the study by Rickstein et al28 showed that the variability was not tested with drugs. Nagai et al29 compared autonomic activity and baroreflex sensitivity in age-matched conscious groups of WKY and SHR aged 4-14 weeks. They verified that prazosin-sensitive and atropine-sensitive indices were associated with the elevation in blood pressure in both groups as well as that the pressor and depressor responses were not statistically different between SHR and WKY. It is possible that these results do not corroborate our data because different drugs were used.
Despite the fact that WKY presented higher cardiovascular parameter variability when ΔMAP was tested with NPNa, SHR showed higher values than WKY. We have not found any evidence in the literature demonstrating which drug provides more reliable information about the baroreflex function. We believe that PE is a more reliable drug to evaluate baroreflex when compared to NPNa, as the latter causes venodilation and it may influence cardiac input and impair ΔHR, ΔMAP and, consequently, ΔHR/ΔMAP30.
In conclusion, we showed that 13-week-old SHR presented significantly reduced baroreflex when tested with PE.
All authors participated in the design of the study and the writing of the manuscript, as well as the approval of the final version of the manuscript.
No potential conflict of interest relevant to this article was reported.
There were no external funding sources for this study.
This article is part of the thesis of doctoral submitted by Vitor E. Valenti, from