FUNDAMENTO: Prática de exercício físico (EF) é eficiente no tratamento e na prevenção da hipertensão, associada à melhora do perfil lipídico e da função contrátil cardíaca. Consumo moderado e regular de bebidas alcoólicas, como vinho tinto, desempenha efeito cardiovascular protetor. Polifenóis da bebida apresentam propriedades antioxidantes, beneficiando vasos sanguíneos. Há poucas evidências sobre o consumo de vinho tinto associado ao EF e as influências no sistema cardiovascular. OBJETIVO: Investigar o efeito da interação entre o EF e o consumo moderado de vinho tinto na pressão arterial sistólica (PAS), lipoproteína de alta densidade (HDL), desempenho físico e fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FEVE) de ratos espontaneamente hipertensos (SHR). MÉTODOS: Amostra de 32 SHR distribuídos em quatro grupos: grupo vinho e exercício (GVE), grupo vinho (GV), grupo exercício (GE) e grupo controle (GC). Doses de vinho tinto, equivalentes ao consumo moderado em humanos, foram administradas por gavagem, durante dez semanas, simultâneas ao período de EF, realizado em esteira. Os SHR receberam 3,715 ml/kg/dia de vinho. O desempenho físico foi analisado por teste de esforço (TE), e a FEVE foi obtida por medidas ecocardiográficas. A aferição da PAS ocorreu antes e após o protocolo do EF. RESULTADOS: Demonstrou-se redução significativa da PAS nos grupos de intervenção, comparados ao GC. Ao final do protocolo, o GVE apresentou a maior redução. Assim como na PAS, o GVE apresentou melhor resultado nos níveis de HDL. Não houve diferença significativa no desempenho físico e na FEVE entre os grupos. CONCLUSÃO: O EF associado à ingesta moderada de vinho tinto exerce efeito cardioprotetor na PAS e na HDL de SHR. O desempenho físico e a FEVE não são alterados.
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Elevação da pressão arterial (PA) representa fator de risco independente, linear e contínuo para a doença cardiovascular1. Uma das principais limitações no controle da hipertensão está alicerçada no conceito de que essa doença é complexa e poligênica e sofre influência de fatores ambientais como dieta, ingesta de sal e obesidade, entre outros2.
Pela facilidade na obtenção dos níveis pressóricos elevados, o rato espontaneamente hipertenso (SHR -
O exercício físico (EF) proporciona benefícios ao sistema cardiovascular, utilizado e comprovado por alguns experimentos4-7 como medida não farmacológica eficiente no tratamento e na prevenção da hipertensão. Esse efeito hipotensor é causado principalmente pela redução do débito cardíaco associada à queda da frequência cardíaca7 e à redução da resistência vascular periférica6. A prática de EF também confere melhora ao perfil lipídico8 e à função contrátil cardíaca9.
O consumo moderado de alguns tipos de bebidas alcoólicas, entre as quais o vinho tinto (uma a duas doses diárias), apresenta associação inversa com o desenvolvimento de doença arterial coronariana (DAC)10,11. Em meta-análise12 que envolveu 13 estudos, os benefícios do vinho tinto incorporaram mais sustentação, pois demonstrou-se redução de 32% no desenvolvimento de doença arterosclerótica nos consumidores da bebida. Os polifenóis presentes no vinho tinto podem ajudar na manutenção da saúde dos vasos sanguíneos11.
Poucas evidências existem sobre o consumo de vinho tinto associado ao EF e sobre suas influências no sistema cardiovascular13. Está estabelecido que o álcool, em doses moderadas, desempenha efeito protetor no sistema cardiovascular. Os polifenóis presentes no vinho tinto são dotados de propriedades antioxidantes que atuam beneficamente nos vasos sanguíneos14-16. O EF regular está demonstrado como um agente controlador e regulador da pressão arterial (PA)17,18. Dessa forma, o experimento buscou investigar o efeito da interação entre o EF e o consumo moderado de vinho tinto na pressão arterial sistólica (PAS), HDL-colesterol, desempenho físico (DF) e fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FEVE) de ratos hipertensos.
Foram utilizados 32 ratos SHR machos, com idade de três meses (338,84 ± 21,25 g), obtidos no biotério da Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). Os animais permaneceram em ambiente com temperatura controlada (20º C a 25º C), com ciclo claro/escuro (12/12 horas), alimentados com ração balanceada para roedores e água (
Doses de vinho de 3,715 ml/kg/dia foram administradas por meio de gavagem, durante dez semanas (cinco vezes por semana, no início da manhã). O vinho utilizado foi o Dal Pizzol Cabernet Sauvignon (Rio Grande do Sul, Brasil), com 12% de álcool na composição. O protocolo de treinamento físico, que teve mesma duração, foi realizado cinco vezes por semana no início da noite e baseou-se no método de variação de intensidade, sempre respeitando os limites entre 40 e 70% da capacidade máxima. Os ratos que se exercitaram foram adaptados à esteira (específica para ratos, marca Inbramed, Brasil) antes do primeiro teste de esforço e do começo do protocolo de treinamento, que iniciou com duração diária de 20 minutos e teve um aumento gradativo até chegar a 60 minutos. O estudo segue as normas estabelecidas no
Foi realizado em três momentos do estudo (início, meio e final do protocolo de treinamento) e consistia em iniciar com a velocidade de 0,3 km/h e aumentá-la (0,3 km/h) a cada três minutos até a intensidade para cada rato fadigar21. Os TE foram aplicados somente aos grupos que realizaram treinamento físico (GVE e GE).
A aferição da PAS foi realizada pela cauda dos ratos, em dois momentos: entre o décimo e o quinto dia antes do início do protocolo e entre o quinto e o décimo dia após o final do protocolo (início e final do protocolo de treinamento físico). O equipamento utilizado foi o MP100 WSW, Biopac Systems (Santa Barbara, CA, USA). Ao final do experimento, os ratos foram sedados com quetamina (50 mg/kg) e xilazina (20 mg/kg) e sacrificados pelo método de deslocamento cervical, sendo realizado, neste momento, a coleta do sangue por meio de punção cardíaca. Os níveis séricos de HDL foram mensurados por meio do método colorimétrico enzimático homogêneo.
Os animais foram sedados com quetamina (1 mcl/g) e xilazina (0,5 mcl/g), e, logo após, como preparação para o exame, o pelo da região peitoral foi removido. A ecocardiografia foi realizada por meio do equipamento Philips, com transdutor de 7,5 MHz. As imagens foram salvas, e as aferições foram realizadas separadamente por dois observadores independentes. A fração de ejeção do ventrículo esquerdo foi a medida escolhida para análise subsequente. Não houve variação entre as análises realizadas pelos diferentes observadores.
Os dados estão apresentados em média e desvio padrão. Os resultados foram verificados estatisticamente por meio de teste
A
O DF dos ratos foi mensurado por meio de teste de esforço (TE) no início, meio e final das dez semanas de protocolo de treinamento físico. O TE foi aplicado somente nos dois grupos que realizaram exercício (GE e GVE). A média da distância percorrida no último TE pelo GVE mostrou uma diferença não significativa (p=0,385) com relação ao GE. Na comparação entre o primeiro e o último TE, o GVE mostrou um aumento em 62,6% na distância percorrida, enquanto o GE aumentou 60,5% a distância percorrida no primeiro TE (
Os níveis séricos da lipoproteína de alta densidade (HDL) foram analisados ao final do protocolo de treinamento e consumo de vinho (
O exame ecocardiográfico foi realizado antes e após o protocolo das intervenções do estudo. Apesar de não haver diferença significativa entre os grupos (p = 0,579), os resultados mostram, no GVE, um aumento não significativo (p = 0,077) entre a primeira e a segunda aferição da FEVE, sendo esse grupo o que mais aumentou a FEVE. Assim como o GVE, os outros grupos do experimento apresentaram, em menor proporção, um aumento na FEVE, estando os resultados dispostos na
O exercício físico regular parece ser uma das principais terapias utilizadas na prevenção do desenvolvimento da doença cardiovascular, pois provoca uma série de respostas fisiológicas, resultantes de adaptações autonômicas e hemodinâmicas que vão influenciar o sistema cardiovascular6,22 e, quando associadas às alterações na dieta, influenciam positivamente quase todos os fatores de risco6. com relação à dieta, o consumo moderado de vinho tinto está associado com uma significante redução de risco cardiovascular12, mesmo para indivíduos que utilizam uma dieta rica em gordura saturada, situação paradoxal encontrada em alguns países, como a França. Nossos resultados confirmam e seguem esses conceitos, pois encontramos, em nossos dados, uma significante redução em marcadores de risco cardíaco. Ambos os grupos de ratos hipertensos que receberam as intervenções de forma isolada, exercício ou vinho, demonstraram redução da PAS. Porém, o principal resultado desse experimento foi ter encontrado, no grupo que associou o programa de treinamento físico e o consumo em doses moderadas de vinho tinto, a maior redução na PAS entre os grupos do estudo.
Sendo o exercício físico um reconhecido agente hipotensor tanto em humanos como em animais4,5,17, entender os mecanismos desse efeito, que podem diferir de acordo com o tipo de exercício empregado e a população estudada, é importante para sua utilização terapêutica. O efeito de um programa de exercício físico com intensidade de 60% do VO2 máximo e duração de quatro meses em indivíduos hipertensos controlados foi analisado por Monteiro e cols.23, mostrando, nos resultados, uma queda de 6% na PAS, associada a uma melhora no condicionamento cardiorrespiratório e aumento nos níveis de HDL. O principal mecanismo atribuído a esse resultado é a redução do débito cardíaco associado à queda da frequência cardíaca7. A redução da resistência vascular periférica contribui para o efeito hipotensor causado pelo treinamento físico6.
Melo e cols.21 investigaram e compararam, em ratos SHR e Wistar-Kyoto, os efeitos de um programa de exercício físico com duração de 13 semanas e intensidade entre 50% e 60% da capacidade máxima. Os resultados mostraram que somente os ratos SHR treinados reduziram a PA significantemente (em média, 15 mmHg) em relação aos ratos do grupo controle, confirmando o efeito hipotensor mais pronunciado do condicionamento físico em hipertensos. O crescimento e a proliferação de pequenas vênulas assim como a regressão da hipertrofia das paredes das arteríolas são ajustes compensatórios causados pelo treinamento físico e foram indicados como contribuintes para o efeito hipotensor.
Outro mecanismo causado pelo exercício físico é a diminuição da atividade do sistema nervoso simpático, que está associada à redução da PA. Bertagnolli e cols.24 mensuraram a PA e a concentração de norepinefrina no tecido cardíaco de ratos SHR que participaram de um programa de exercício físico, com duração de dez semanas. Os resultados mostraram, no grupo treinado, uma redução da concentração de norepinefrina no tecido cardíaco, justificando a queda da PA dos animais, sendo esse fato associado à diminuição da atividade do sistema simpático. Anteriores a esses achados, mecanismos hemodinâmicos, como a redução do débito cardíaco associada à bradicardia de repouso, foram descritos como responsáveis pela atenuação da hipertensão arterial em ratos SHR que participaram de um programa de exercícios com intensidade leve à moderada, correspondendo a 55% do VO2 máximo25.
O consumo de álcool também pode influenciar a PA. Estudos experimentais, com a linhagem SHR, demonstraram que a administração crônica de doses moderadas de etanol previne a elevação da PA decorrente da idade26. Quando o efeito do consumo dessa substância é analisado de maneira aguda, doses moderadas proporcionam queda da PA em SHR27. Quando a bebida consumida é o vinho tinto, os polifenóis, independentemente da presença ou não do álcool, desempenham papel cardioprotetor, por meio da ação antioxidante do LDL-colesterol11,14,15 e inibidora da expressão de proteínas pró-inflamatórias16. Estudos que utilizaram suplementação de composto com os mesmos componentes do vinho tinto, porém livre de álcool, demonstraram que, tanto em coelhos28 como em ratos29 hipercolesterêmicos, o composto fenólico teve um papel antitrombótico devido à inibição da agregação plaquetária.
Os polifenóis são normalmente divididos em dois grupos, os flavonoides e os não flavonoides. Os flavonoides mais presentes no vinho tinto são: quercetina, flavonóis, tanino e catequinas. Entre os não flavonoides, destaca-se o resveratrol (3,4,5-trihidro-stilbeno)30. Substância capaz de melhorar a expressão endotelial da NO sintase, liberando mais óxido nítrico (NO) para as células endoteliais31, bem como inibir a síntese da endotelina-1, o mais potente vasoconstritor derivado do endotélio32. O resveratrol e outros polifenóis estão ausentes na maioria das frutas e dos vegetais normalmente utilizados. Assim, o consumo de vinho tinto poderia constituir-se a única fonte na dieta, ainda mais que a fermentação da bebida leva ao enriquecimento do conteúdo total de polifenóis, e, melhor ainda, a solubilização dos polifenóis resulta em sua maior biodisponibilidade33.
A lipoproteína de alta densidade foi outro marcador de risco analisado em nosso experimento. O consumo moderado de álcool causa um aumento nos níveis de HDL-colesterol, podendo chegar a 12% em humanos34, sendo esse aumento resultado da elevação nas subfrações HDL2 e HDL3, e apoA-1 e apoA-2, o que proporciona um eficiente transporte reverso das moléculas de LDL. O condicionamento físico também impulsiona os níveis de HDL, sendo esse um tratamento não medicamentoso que comprovadamente melhora o perfil lipídico8,35.
Assim como nos resultados da PA, o grupo que associou treinamento físico com doses moderadas de vinho tinto mostrou o melhor resultado nos níveis séricos de HDL. Outro dado interessante foi o GV ter apresentado índice de HDL mais alto do que o GE, que, por sua vez, ainda demonstrou melhor resultado que o GC. O fato de não ser possível verificar o nível de HDL inicial dos ratos participantes do estudo enfraqueceu o poder dos resultados relativos aos níveis dessa lipoproteína, mesmo sabendo que os SHR possuem característica isogênica. Em ratos hipertensos que praticaram atividade física durante seis semanas, com intensidades entre 30 e 60%, houve um aumento significativo (p < 0,001) nos níveis de HDL em relação aos SHR sedentários28.
Um indicador de adaptação ao treinamento físico encontrado em nosso estudo foi a evolução do desempenho dos ratos nos TE realizados. O programa de condicionamento realizado nesse experimento proporcionou um aumento de cerca de 60% na distância percorrida pelos ratos no último TE. É importante ressaltar que o desempenho do grupo que recebeu vinho durante o protocolo de exercícios não se diferenciou do grupo que realizou somente exercício.
A sobrecarga pressórica na hipertensão resulta em hipertrofia cardíaca patológica, tendo como consequência a redução da função cardíaca e podendo levar ao quadro de insuficiência cardíaca36. O exercício também está relacionado com alterações estruturais cardíacas em SHR, porém, a hipertrofia desencadeada pelo treinamento físico é benéfica ao sistema cardiovascular e definida como fisiológica9. A reprodutibilidade da fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FEVE) tem sido demonstrada universalmente, sendo a medida preferida para expressar a integralidade da contração cardíaca. Dessa forma, a FEVE é utilizada como uma ótima expressão do desempenho mecânico do ventrículo esquerdo37.
O modelo SHR é um considerado muito similar ao modelo de hipertensão humana e conduz a insuficiência cardíaca3. Exame ecocardiográfico foi utilizado para demonstrar aumento do volume diastólico e sistólico, assim como redução da FEVE em SHR após os 18 meses de vida38. Dentro de nossa amostra, as intervenções não causaram diferença significativa da FEVE, apesar de o grupo GVE ter apresentado o melhor resultado na comparação da FEVE entre o primeiro e o segundo exame ecocardiográfico. O efeito do EF no tratamento de ratos hipertensos com insuficiência cardíaca (SHHF) parece diferir de acordo com a intensidade do treinamento físico. Emter e cols.39 aplicaram um protocolo de EF de baixa intensidade em SHHF e obtiveram como resultado um retardamento na chegada da insuficiência cardíaca. Por outro lado, Schultz e cols.40 demonstraram que o EF em excesso desencadeia efeitos deletérios no remodelamento cardíaco e pode acelerar a progressão da insuficiência cardíaca de SHHF.
Em modelo animal SHR, a associação do vinho tinto ao exercício físico mostrou efeitos benéficos, diminuindo significativamente a pressão arterial sistólica. Porém, não houve diferença em relação ao grupo com intervenção de somente exercício, mas significativamente maior do que no grupo com somente ingesta de vinho. Este, por sua vez, apresentou redução da pressão arterial em comparação com o grupo controle. Essa associação mostrou também elevação significativa dos níveis de HDL em comparação com os ratos que sofreram intervenções isoladas. Ressaltemos, ainda, que, nesse modelo, a fração de ejeção do ventrículo esquerdo não sofreu influência pelas intervenções aplicadas e que o desempenho físico não foi prejudicado pelo consumo moderado de vinho.
Este estudo foi apoiado pela ABE (Associação Brasileira dos Enólogos). Os autores agradecem à equipe do laboratório de pesquisa experimental do IC/FUC (Porto Alegre, RS - Brasil).
Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.
O presente estudo foi parcialmente financiado pela Associação Brasileira dos Enólogos.
Este artigo é parte da tese de mestrado de Paulo Roberto Soares Filho pelo Instituto de Cardiologia de Porto Alegre.
Correspondência: Paulo Roberto Soares Filho Av. Cinco de Novembro, 31/302 - Teresópolis 90870-160 - Porto Alegre, RS - Brasil E-mail:
Artigo recebido em 25/03/10; revisado recebido em 09/08/10; aceito em 18/08/10.
BACKGROUND: Physical exercise (PE) is effective in the treatment and prevention of hypertension associated with improved lipid profile and cardiac contractile function. Regular and moderate consumption of alcoholic beverages such as red wine brings a cardiovascular protective effect. Beverage-derived polyphenols have antioxidant properties benefiting blood vessels. There is little evidence on the consumption of red wine associated with PE and the influences on the cardiovascular system. OBJECTIVE: To investigate the effect of physical exercise (PE) and moderate red wine intake interaction on systolic blood pressure (SBP), high density lipoprotein (HDL) levels, physical performance (PP) and left ventricular ejection fraction (LVEF) in spontaneously hypertensive rats (SHR). METHODS: Sample of 32 SHRs divided into four groups: wine and exercise group (WEG), wine group (WG), exercise group (EG) and control group (CG). Red wine doses were given by intra-gastric gavage, during ten weeks, coincident with PE period, performed on treadmills. The SHRs received red wine doses of 3.715 ml/kg/day. Physical performance was analyzed by maximal exercise test (MET) and LVEF by echocardiographic measures. SBP measurement was made before and after the PE protocol. RESULTS: Demonstrated that the three groups which suffered intervention presented significant SBP reduction compared to CG. At the end of the protocol, WEG showed the largest reduction. Like in SBP results, WEG showed the best outcome on HDL levels at the experiment end. There was no significant difference of physical performance and LVEF between groups. CONCLUSION: PE associated with moderate red wine intake has cardioprotective effects on SBP and HDL levels in SHR. Their physical performance and LVEF are not modified.
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High blood pressure (BP) is an independent, linear and continuous risk factor for cardiovascular disease1. A major limitation in the control of hypertension is based on the concept that this disease is complex and polygenic and is influenced by environmental factors such as diet, salt intake and obesity among others2.
For the ease of obtaining of high blood pressure, spontaneously hypertensive rats are the animal model of hypertension most commonly used3. SHR are pre-hypertensive in the six to eight weeks of life. Hypertension develops between twelve and fourteen weeks. The development of hypertension is characterized by increased peripheral vascular resistance, sympathetic overactivity and increased heart frequency3.
Physical exercise (PE) benefits the cardiovascular system, as used and proven by some experiments4-7 as an efficient non-pharmachological measure in the treatment and prevention of hypertension. Major causes of this hypotensive effect are cardiac output reduction associated with heart rate7 and peripheral vascular resistance decrease6. Physical exercise also improves lipid profile8 and heart contractile function9.
Moderate consumption of some types of alcoholic beverages, including red wine (one to two daily doses), shows an inverse association with the development of coronary artery disease (CAD)10,11. In a meta-analysis12 which involved 13 studies, the benefits of red wine have incorporated more support because it was shown 32% reduction in the development of atherosclerotic disease in wine consumers. Poliphenols found in red wine may help maintaining the health of blood vessels11.
There is little evidence on the consumption of red wine associated with PE and the influences on the cardiovascular system13. It is established that regular and moderate alcoholic consumption benefits the cardiovascular system. Polyphenols found in red wine have antioxidant properties that act beneficially in blood vessels14-16. Regular PE is proven to control and regulate BP17,18. This study sought to investigate the effect of physical exercise (PE) and moderate red wine intake interaction on systolic blood pressure (SBP), high density lipoprotein (HDL) levels, physical performance (PP) and left ventricular ejection fraction (LVEF) in spontaneously hypertensive rats (SHR).
This experiment was performed using 3-month-old (338.84 ± 21.25 g) male SHRs (n = 32) obtained from the Federal University of São Paulo (UNIFESP, São Paulo, Brazil). The animals were housed at a controlled air temperature (20° C-25° C) in a 12:12-hr reverse light dark cycle facility. The rats were fed with standard laboratory chow and water (
Wine doses of 3.715ml/kg/day were given by gavage, for ten weeks, five times a week, early in the morning. The red wine selected was Dal Pizzol Cabernet Sauvignon (Rio Grande do Sul, Brazil), with 12% of alcohol. Exercise training protocol was performed early in the evening 5 times a week. It was based on the intensity variation method, always respecting limits from 40% to 70% of maximal exercise capacity. All rats were adapted to the treadmill (specific for rats, Inbramed, Brazil) before the first maximal exercise test and before the training protocol, which started with a daily duration of 20 minutes and was gradually increased until it reached 60 minutes. This study follows the standards established in the
It was performed at three moments during the study (beginning, middle, and final of the training protocol) and consisted of starting at a 0.3 km/h speed and increasing it (0.3 km/h) at each three minutes up to the maximal intensity supported by each rat21. The tests were taken only by the groups that performed exercise training (WEG and EG).
Systolic blood pressure (SBP) was measured using the pneumatic tailcuff method, in two instances: between the tenth and fifth day before the protocol and between the fifth and the tenth day after the end of the protocol (beginning and end of the exercise training protocol). Equipment used was MP100 WSW Biopac Systems (Santa Barbara, CA, USA). By the end of the experiment, the SHRs were anaesthetized with ketamine (50 mg/kg) and xylazine (20 mg/kg) and killed by cervical dislocation. At this time, a blood sample was collected by means of cardiac puncture. HDL plasmatic levels were measured using homogeneous enzymatic colorimetric method.
Rats were anaesthetized with ketamine (1 mcl/g) and xylazine (0.5 mcl/g) and had their chest fur shaved in order to perform the exam. Echocardiography was used with Philips echo machine with a 7.5 MHz transducer. Images were recorded and measurements made separately by two independent examiners. Left ventricular ejection fraction (LVEF) was the measure chosen for further analysis. No difference was found in these analyses by different observers.
Results are expressed as mean ± standard deviation. comparisons between initial and final measures were statistically verified using paired Student's t-tests. One-way ANOVA was used to compare data between groups. The multiple comparisons between groups as for the result of final BP to initial SBP difference were done using Tukey test. The software used was SPSS, Version 13.0.
All SBP results are presented in
The physical performance of rats was measured through maximal exercise test (MET) at the beginning, in the middle and by the end of the ten weeks of physical training protocol. The MET was applied only in the two groups who performed exercise (EG and WEG). The average distance traveled in the last MET by the WEG showed a nonsignificant difference (p=0.385) with respect to the EG. comparing the first and last MET, the WEG showed a 62.6% increase in the distance traveled, while EG increased 60.5% the distance on the first MET (
Serum levels of high density lipoprotein (HDL) were analyzed by the end of the training protocol and wine consumption (
Echocardiography was performed before and after experimental protocols. Although no significant difference between groups (p=0.579) was found, the results show, in the WEG, a significant increase (p=0.077) between the first and the second measurement of LVEF, and this group presented the highest increase in LVEF. Just like the WEG, the other groups in the study had, to a lesser extent, an increase in LVEF, and the results are shown in
Regular exercise seems to be one of the main therapies used to prevent the development of cardiovascular disease because it causes a series of physiological responses resulting from autonomic and hemodynamic changes that will influence the cardiovascular system6,22 and, when associated with changes in diet, influence positively almost all risk factors6. Regarding diet, moderate consumption of red wine is associated with a significant reduction of cardiovascular risk12, even for individuals who consume a diet high in saturated fat, which is a paradoxical situation found in some countries, like France. The outcomes of our study confirm and follow these concepts, because we have found in our data, a significant reduction in cardiac risk markers. Both groups of hypertensive rats that received the interventions in isolation, either exercise or wine, showed reductions in SBP. However, the main outcome of this experiment was to have found in the group that combined physical training program with moderate consumption of red wine, a greater reduction in SBP between the study groups.
As physical exercise is a known hypotensive agent in both humans and animals4,5,17, understanding the mechanisms of this effect, which may differ according to the type of exercise employed and the population studied, it is important for its therapeutic use. The effect of an exercise program with an intensity of 60% of VO2 max and duration of four months in controlled hypertensive individuals was examined by Monteiro et al23, showing in the results, a 6% fall in SBP associated with an improvement in cardiorespiratory fitness and HDL levels increase. The main mechanism attributed to this result is the reduction in cardiac output associated with a drop in heart rate7. The reduction in peripheral vascular resistance contributes to the hypotensive effect caused by physical training6.
Melo et al21 investigated and compared in SHR and Wistar-Kyoto, the effects of an exercise program lasting 13 weeks and intensity between 50% and 60% of maximum capacity. Findings showed that only trained SHR rats significantly reduced BP (15 mmHg in average) compared with control rats, confirming a greater hypotensive effect of physical training in hypertensive rats. The growth and proliferation of small venules and regression of arteriole wall hypertrophy are compensatory adjustments caused by physical training and were indicated as contributors for the hypotensive effect.
Another mechanism caused by physical exercise is decreased sympathetic nervous system activity, which is associated with BP reduction. Bertagnolli et al24 measured BP and norepinephrine concentration in the heart tissue of SHR rats that participated in a 10-week exercise program. Findings have shown, in the trained group, a reduced norepinephrine concentration in the heart tissue, justifying the animals decreased BP, and this fact is associated with reduced activity of the sympathetic system. Prior to these findings, hemodynamic mechanisms, such as reduced cardiac output associated with rest bradycardia, were described as responsible for attenuating hypertension in SHRs that participated in an exercise program with light to moderate intensity, accounting for 55% of VO2 max25.
Alcohol intake may also influence SBP. Experimental studies with SHR demonstrated that chronic administration of moderate doses of ethanol prevents age-dependant blood pressure increase26. When the effect of consumption of this substance is analyzed in an acute manner, moderate doses provide BP decrease in SHR27. When red wine is consumed, regardless of the presence or absence of alcohol, poliphenols play a cardioprotective role, since they have an antioxidant action on LDL-cholesterol11,14,15 and inhibit proinflammatory proteins16. Studies using alcohol-free red wine compounds showed that in hypercholesterolemic rabbits28 and rats29, the phenolic compound had an antithrombotic role as a result of platelet aggregation inhibition.
Polyphenols are generally divided into two groups, flavonoids and non-flavonoids. Those flavonoids most commonly found in red wine are: quercetin, flavonols, tannin, and catechins. This substance if capable of improving endothelial NO synthase expression, releasing more nitric oxide (NO) to endothelial cells31, as well as inhibiting the synthesis of endothelin-1, the most powerful vasoconstrictor derived from endothelium32. Resveratrol and other polyphenols are absent in most fruits and vegetables normally used. Hence, red wine intake could be its single nutritional source, mainly because fermentation leads to total polyphenol content enrichment and polyphenol solubilizing results in its larger bioavailability33.
The high-density lipoprotein was another risk marker analyzed in our experiment. Moderate alcohol intake causes an increase in HDL-cholesterol levels, reaching 12% in humans34, and this increase results from the rise in subfractions HDL2 and HDL3, and apoA-1 and apoA-2, which provides an efficient reverse transport of LDL molecules. Physical fitness also boosts HDL levels. It is a nonpharmacological treatment that reportedly improves the lipid profile8,35.
Just as in the results of SBP, the group that combined physical training with moderate doses of red wine showed the best result in serum levels of HDL. Another interesting finding was that the WG have shown higher levels of HDL than the EG, which, in turn, also showed better results than the CG. The fact that it is not possible to check the initial level of HDL of rats in the study undermined the power of the results concerning the levels of this lipoprotein, despite knowing that SHRs have an isogenic characteristic. In hypertensive rats that practiced physical activity for six weeks, with intensities between 30 and 60%, a significant increase (p < 0.001) in HDL levels compared to sedentary SHR was found28.
An indicator of adaptation to physical training found in our study was the development of rats performance in the MET performed. The fitness program conducted in this experiment resulted in an increase of 60% in the distance traveled by the rats in the last MET. Worthy of note is that the performance of the group that received wine during the exercise protocol did not differ from the group that performed exercise alone.
Pressure overload in hypertension results in pathological cardiac hypertrophy, resulting in the reduction of cardiac function and can lead to heart failure36. The exercise is also related to cardiac structural changes in SHR, however, hypertrophy triggered by physical training is beneficial to the cardiovascular system and defined as physiological9. Reproducibility of left ventricular ejection fraction (LVEF) has been universally demonstrated as the preferred measure to express the entirety of cardiac contraction. Thus, LVEF is used as an optimal expression of left ventricular mechanical performance37.
The SHR model is considered to be very similar to the human hypertension model and leads to heart failure3. Echocardiographic examination was used to demonstrate increased diastolic and systolic volume, as well as reduced LVEF in SHRs after 18 months of life38. Within our sample, the interventions did not cause any significant difference in LVEF, although the WEG group has presented the best result in the comparison of LVEF between the first and second echocardiography. The effect of PE in the treatment of hypertensive rats with heart failure (SHHF) seems to differ according to the intensity of physical training. Emter et al39 have applied a low intensity protocol in SHHF and obtained as a result a delay on heart failure progress. On the other hand, Schultz et al40 demonstrated that excessive PE triggers deleterious effects on cardiac remodeling and may accelerate the progression of heart failure in SHHF.
In SHR animal model, the combination of red wine to physical exercise showed beneficial effects, significantly decreasing systolic blood pressure. However, there was no difference in relation to the intervention group with exercise alone, but it was significantly higher than in the group with wine intake alone. This, in turn, decreased blood pressure compared with the control group. This association also showed a significant increase in HDL levels compared to the rats that underwent isolated interventions. It is important to emphasize that in this model, left ventricular ejection fraction was not influenced by the interventions implemented and the physical performance was not impaired by moderate wine intake.
This study was supported by
No potential conflict of interest relevant to this article was reported.
This study was partially funded by the Brazilian Association of Winemakers.
This article is part of the thesis of master submitted by Paulo Roberto Soares Filho, from
FUNDAMENTO: Práctica de ejercicio físico (EF) es eficiente en el tratamiento y en la prevención de la hipertensión, asociada a la mejora del perfil lipídico y de la función contráctil cardíaca. Consumo moderado y regular de bebidas alcohólicas, como vino tinto, desempeña efecto cardiovascular protector. Polifenoles de la bebida presentan propiedades antioxidantes, beneficiando vasos sanguíneos. Hay pocas evidencias sobre el consumo de vino tinto asociado al EF y las influencias en el sistema cardiovascular. OBJETIVO: Investigar el efecto de la interacción entre el EF y el consumo moderado de vino tinto en la presión arterial sistólica (PAS), lipoproteína de alta densidad (HDL), desempeño físico y fracción de eyección del ventrículo izquierdo (FEVI) de ratones espontáneamente hipertensos (SHR). MÉTODOS: Muestra de 32 SHR distribuidos en cuatro grupos: grupo vino y ejercicio (GVE), grupo vino (GV), grupo ejercicio (GE) y grupo control (GC). Dosis de vino tinto, equivalentes al consumo moderado en humanos, fueron administradas por gavaje, durante diez semanas, simultáneas al período de EF, realizado en cinta. Los SHR recibieron 3,715 ml/kg/día de vino. El desempeño físico fue analizado por test de esfuerzo (TE), y la FEVI fue obtenida por medidas ecocardiográficas. La medición de la PAS ocurrió antes y después del protocolo del EF. RESULTADOS: Se demostró reducción significativa de la PAS en los grupos de intervención, comparados al GC. Al final del protocolo, el GVE presentó la mayor reducción. Así como en la PAS, el GVE presentó mejor resultado en los niveles de HDL. No hubo diferencia significativa en el desempeño físico y en la FEVI entre los grupos. CONCLUSIÓN: El EF asociado a la ingesta moderada de vino tinto ejerce efecto cardioprotector en la PAS y en la HDL de SHR. El desempeño físico y la FEVI no son alterados.
Instituto de Cardiologia do Rio Grande do Sul - Fundação Universitária de Cardiologia, Porto Alegre, RS - Brasil
Correspondencia
Elevación de la presión arterial (PA) representa factor de riesgo independiente, lineal y continuo para la enfermedad cardiovascular1. Una de las principales limitaciones en el control de la hipertensión está fundada en el concepto de que esa enfermedad es compleja y poligénica y sufre influencia de factores ambientales como dieta, ingesta de sal y obesidad, entre otros2.
Por la facilidad en la obtención de los niveles presóricos elevados, el ratón espontáneamente hipertenso (SHR -
El ejercicio físico (EF) proporciona beneficios al sistema cardiovascular, utilizado y comprobado por algunos experimentos4-7 como medida no farmacológica eficiente en el tratamiento y en la prevención de la hipertensión. Ese efecto hipotensor es causado principalmente por la reducción del débito cardíaco asociada a la caída de la frecuencia cardíaca7 y a la reducción de la resistencia vascular periférica6. La práctica de EF también confiere mejora al perfil lipídico8 y a la función contráctil cardíaca9.
El consumo moderado de algunos tipos de bebidas alcohólicas, entre las cuales el vino tinto (una a dos dosis diarias), presenta asociación inversa con el desarrollo de enfermedad arterial coronaria (EAC)10,11. En metanálisis12 que envolvió 13 estudios, los beneficios del vino tinto incorporaron más sustentación, pues se demostró reducción de 32% en el desarrollo de enfermedad arterosclerótica en los consumidores de la bebida. Los polifenoles presentes en el vino tinto pueden ayudar a la manutención de la salud de los vasos sanguíneos11.
Pocas evidencias existen sobre el consumo de vino tinto asociado al EF y sobre sus influencias en el sistema cardiovascular13. Está establecido que el alcohol, en dosis moderadas, desempeña efecto protector en el sistema cardiovascular. Los polifenoles presentes en el vino tinto son dotados de propiedades antioxidantes que actúan benéficamente en los vasos sanguíneos14-16. El EF regular está demostrado como un agente controlador y regulador de la presión arterial (PA)17,18. De esa forma, el experimento buscó investigar el efecto de la interacción entre el EF y el consumo moderado de vino tinto en la presión arterial sistólica (PAS), HDL-colesterol, desempeño físico (DF) y fracción de eyección del ventrículo izquierdo (FEVI) de ratones hipertensos.
Fueron utilizados 32 ratones SHR machos, con edad de tres meses (338,84 ± 21,25 g), obtenidos en el bioterio de la Universidad Federal de São Paulo (UNIFESP). Los animales permanecieron en ambiente con temperatura controlada (20º C a 25º C), con ciclo claro/oscuro (12/12 horas), alimentados con ración balanceada para roedores y agua (
Dosis de vino de 3,715 ml/kg/día fueron administradas por medio de gavaje, durante diez semanas (cinco veces por semana, al comienzo de la mañana). El vino utilizado fue el Dal Pizzol Cabernet Sauvignon (Rio Grande do Sul, Brasil), con 12% de alcohol en la composición. El protocolo de entrenamiento físico, que tuvo la misma duración, fue realizado cinco veces por semana al comienzo de la noche y se basó en el método de variación de intensidad, siempre respetando los límites entre 40 y 70% de la capacidad máxima. Los ratones que se ejercitaron fueron adaptados a la cinta (específica para ratones, marca Inbramed, Brasil) antes del primer test de esfuerzo y del comienzo del protocolo de entrenamiento, que inició con duración diaria de 20 minutos y tuvo un aumento gradual hasta llegar a 60 minutos. El estudio sigue las normas establecidas en el
Fue realizado en tres momentos del estudio (inicio, medio y final del protocolo de entrenamiento) y consistía en iniciar con la velocidad de 0,3 km/h y aumentarla (0,3 km/h) cada tres minutos hasta la intensidad para fatigar a cada ratón 21. Los TE fueron aplicados solamente a los grupos que realizaron entrenamiento físico (GVE y GE).
La medición de la PAS fue realizada en la cola de los ratones, en dos momentos: entre el décimo y el quinto día antes del inicio del protocolo y entre el quinto y el décimo día después del final del protocolo (inicio y final del protocolo de entrenamiento físico). El equipamiento utilizado fue el MP100 WSW, Biopac Systems (Santa Barbara, CA, USA). Al final del experimento, los ratones fueron sedados con quetamina (50 mg/kg) y xilazina (20 mg/kg) y sacrificados por el método de desplazamiento cervical, siendo realizada, en este momento, la colecta de sangre por medio de punción cardíaca. Los niveles séricos de HDL fueron medidos por medio del método colorimétrico enzimático homogéneo.
Los animales fueron sedados con quetamina (1 mcl/g) y xilazina (0,5 mcl/g), y, después, como preparación para el examen, el pelo de la región pectoral fue removido. La ecocardiografía fue realizada por medio del equipamiento Philips, con transductor de 7,5 MHz. Las imágenes fueron guardadas y las mediciones fueron realizadas separadamente por dos observadores independientes. La fracción de eyección del ventrículo izquierdo fue la medida elegida para análisis subsecuente. No hubo variación entre los análisis realizados por los diferentes observadores.
Los datos están presentados en media y desvío estándar. Los resultados fueron verificados estadísticamente por medio de test t de Student, pareado para la comparación de la medida inicial con la final. Para comparar los resultados entre los grupos, fue utilizado el test de análisis de variancia (ANOVA). Las comparaciones múltiples, entre los grupos, del resultado de la diferencia de la PAS inicial a la PAS final fueron hechas por el test Tukey. El
La
El DF de los ratones fue medido por medio de test de esfuerzo (TE) en el inicio, medio y final de las diez semanas de protocolo de entrenamiento físico. El TE fue aplicado solamente en los dos grupos que realizaron ejercicio (GE y GVE). La media de la distancia recorrida en el último TE por el GVE mostró una diferencia no significativa (p=0,385) con relación al GE. En la comparación entre el primero y el último TE, el GVE mostró un aumento en 62,6% en la distancia recorrida, mientras que el GE aumentó 60,5% la distancia recorrida en el primer TE (
Los niveles séricos de la lipoproteína de alta densidad (HDL) fueron analizados al final del protocolo de entrenamiento y consumo de vino (
El examen ecocardiográfico fue realizado antes y después del protocolo de las intervenciones del estudio. A pesar de no haber diferencia significativa entre los grupos (p=0,579), los resultados muestran, en el GVE, un aumento no significativo (p=0,077) entre la primera y la segunda medición de la FEVI, siendo ese grupo el que más aumentó la FEVI. Así como el GVE, los otros grupos del experimento presentaron, en menor proporción, un aumento en la FEVI, estando los resultados dispuestos en la
El ejercicio físico regular parece ser una de las principales terapias utilizadas en la prevención del desarrollo de la enfermedad cardiovascular, pues provoca una serie de respuestas fisiológicas, resultantes de adaptaciones autonómicas y hemodinámicas que van a influenciar al sistema cardiovascular6,22 y, cuando asociadas a las alteraciones en la dieta, influencian positivamente casi todos los factores de riesgo6. Con relación a la dieta, el consumo moderado de vino tinto está asociado a una significativa reducción de riesgo cardiovascular12, aun para individuos que utilizan una dieta rica en grasa saturada, situación paradójica encontrada en algunos países, como Francia. Nuestros resultados confirman y siguen esos conceptos, pues encontramos, en nuestros datos, una significativa reducción en marcadores de riesgo cardíaco. Ambos grupos de ratones hipertensos que recibieron las intervenciones de forma aislada, ejercicio o vino, demostraron reducción de la PAS. Sin embargo, el principal resultado de ese experimento fue haber encontrado, en el grupo que asoció el programa de entrenamiento físico y el consumo en dosis moderadas de vino tinto, a mayor reducción en la PAS entre los grupos del estudio.
Siendo el ejercicio físico un reconocido agente hipotensor tanto en humanos como en animales4,5,17, entender los mecanismos de ese efecto, que pueden diferir de acordo con el tipo de ejercicio empleado y la población estudiada, es importante para su utilización terapéutica. El efecto de un programa de ejercicio físico con intensidad de 60% del VO2 máximo y duración de cuatro meses en individuos hipertensos controlados fue analizado por Monteiro et al23, mostrando, en los resultados, una caída de 6% en la PAS, asociada a una mejora en el acondicionamiento cardiorrespiratorio y aumento en los niveles de HDL. El principal mecanismo atribuido a ese resultado es la reducción del débito cardíaco asociado a la caída de la frecuencia cardíaca7. La reducción de la resistencia vascular periférica contribuye al efecto hipotensor causado por el entrenamiento físico6.
Melo et al21 investigaron y compararon, en ratones SHR y Wistar-Kyoto, los efectos de un programa de ejercicio físico con duración de 13 semanas e intensidad entre 50% y 60% de la capacidad máxima. Los resultados mostraron que solamente los ratones SHR entrenados redujeron la PA significativamente (en media, 15 mmHg) en relación a los ratones del grupo control, confirmando el efecto hipotensor más pronunciado del acondicionamiento físico en hipertensos. El crecimiento y la proliferación de pequeñas vénulas así como la regresión de la hipertrofia de las paredes de las arteriolas son ajustes compensatorios causados por el entrenamiento físico y fueron indicados como contribuyentes para el efecto hipotensor.
Otro mecanismo causado por el ejercicio físico es la disminución de la actividad del sistema nervioso simpático, que está asociada a la reducción de la PA. Bertagnolli et al24 midieron la PA y la concentración de norepinefrina en el tejido cardíaco de ratones SHR que participaron de un programa de ejercicio físico, con duración de diez semanas. Los resultados mostraron, en el grupo entrenado, una reducción de la concentración de norepinefrina en el tejido cardíaco, justificando la caída de la PA de los animales, siendo ese hecho asociado a la disminución de la actividad del sistema simpático. Anteriores a esos hallazgos, mecanismos hemodinámicos, como la reducción del débito cardíaco asociada a la bradicardia de reposo, fueron descriptos como responsables por la atenuación de la hipertensión arterial en ratones SHR que participaron de un programa de ejercicios con intensidad leve a moderada, correspondiendo a 55% del VO2 máximo25.
El consumo de alcohol también puede influenciar la PA. Estudios experimentales, con el linaje SHR, demostraron que la administración crónica de dosis moderadas de etanol previene la elevación de la PA consecuencia de la edad26. Cuando el efecto del consumo de esa sustancia es analizado de manera aguda, dosis moderadas proporcionan caída de la PA en SHR27. Cuando la bebida consumida es el vino tinto, los polifenoles, independientemente de la presencia o no del alcohol, desempeñan papel cardioprotector, por medio de la acción antioxidante del LDL-colesterol11,14,15 e inhibidora de la expresión de proteínas proinflamatorias16. Estudios que utilizaron suplementación de compuesto con los mismos componentes del vino tinto, aunque libre de alcohol, demostraron que, tanto en conejos28 como en ratones29 hipercolesterémicos, el compuesto fenólico tuvo un papel antitrombótico debido a la inhibición de la agregación plaquetaria.
Los polifenoles son normalmente divididos en dos grupos, los flavonoides y los no flavonoides. Los flavonoides más presentes en el vino tinto son: quercetina, flavonoles, tanino y catequinas. Entre los no flavonoides, destácase el resveratrol (3,4,5-trihidro-stilbeno)30. Sustancia capaz de mejorar la expresión endotelial de la NO sintasa, liberando más óxido nítrico (NO) a las células endoteliales31, así como inhibir la síntesis de la endotelina-1, el más potente vasoconstrictor derivado del endotelio32. El resveratrol y otros polifenoles están ausentes en la mayoría de las frutas y de los vegetales normalmente utilizados. Así, el consumo de vino tinto podría constituirse en la única fuente en la dieta, aun más porque la fermentación de la bebida lleva al enriquecimiento del contenido total de polifenoles, y, mejor aun, la solubilización de los polifenoles resulta en su mayor biodisponibilidad33.
La lipoproteína de alta densidad fue otro marcador de riesgo analizado en nuestro experimento. El consumo moderado de alcohol causa un aumento en los niveles de HDL-colesterol, pudiendo llegar a 12% en humanos34, siendo ese aumento resultado de la elevación en las subfracciones HDL2 y HDL3, y apoA-1 y apoA-2, lo que proporciona un eficiente transporte reverso de las moléculas de LDL. El acondicionamiento físico también impulsiona los niveles de HDL, siendo ese un tratamiento no medicamentoso que comprobadamente mejora el perfil lipídico8,35.
Así como en los resultados de la PA, el grupo que asoció entrenamiento físico con dosis moderadas de vino tinto mostró el mejor resultado en los niveles séricos de HDL. Otro dato interesante fue que el GV presentó índice de HDL más alto que el GE, que, por su vez, aun demostró mejor resultado que el GC. El hecho de no ser posible verificar el nivel de HDL inicial de los ratones participantes del estudio debilitó el poder de los resultados relativos a los niveles de esa lipoproteína, aun sabiendo que los SHR poseen característica isogénica. En ratones hipertensos que practicaron actividad física durante seis semanas, con intensidades entre 30 y 60%, hubo un aumento significativo (p<0,001) en los niveles de HDL en relación a los SHR sedentarios28.
Un indicador de adaptación al entrenamiento físico encontrado en nuestro estudio fue la evolución del desempeño de los ratones en los TE realizados. El programa de acondicionamiento realizado en ese experimento proporcionó un aumento de cerca de 60% en la distancia recorrida por los ratones en el último TE. Es importante resaltar que el desempeño del grupo que recibió vino durante el protocolo de ejercicios no se diferenció del grupo que realizó solamente ejercicio.
La sobrecarga presórica en la hipertensión resulta en hipertrofia cardíaca patológica, teniendo como consecuencia la reducción de la función cardíaca y pudiendo llevar al cuadro de insuficiencia cardíaca36. El ejercicio también está relacionado con alteraciones estructurales cardíacas en SHR, sin embargo, la hipertrofia desencadenada por el entrenamiento físico es benéfica al sistema cardiovascular y definida como fisiológica9. La reproductibilidad de la fracción de eyección del ventrículo izquierdo (FEVI) ha sido demostrada universalmente, siendo la medida preferida para expresar la integralidad de la contracción cardíaca. De esa forma, la FEVI es utilizada como una óptima expresión del desempeño mecánico del ventrículo izquierdo37.
El modelo SHR es considerado muy similar al modelo de hipertensión humana y conduce a insuficiencia cardíaca3. Examen ecocardiográfico fue utilizado para demostrar aumento del volumen diastólico y sistólico, así como reducción de la FEVI en SHR después de los 18 meses de vida38. Dentro de nuestra muestra, las intervenciones no causaron diferencia significativa de la FEVI, a pesar de que el grupo GVE presentó el mejor resultado en la comparación de la FEVI entre el primer y el segundo examen ecocardiográfico. El efecto del EF en el tratamiento de ratones hipertensos con insuficiencia cardíaca (SHHF) parece diferir de acuerdo con la intensidad del entrenamiento físico. Emter et al39 aplicaron un protocolo de EF de baja intensidad en SHHF y obtuvieron como resultado un retardo en la llegada de la insuficiencia cardíaca. Por otro lado, Schultz et al40 demostraron que el EF en exceso desencadena efectos deletéreos en el remodelado cardíaco y puede acelerar la progresión de la insuficiencia cardíaca de SHHF.
En modelo animal SHR, la asociación del vino tinto al ejercicio físico mostró efectos benéficos, disminuyendo significativamente la presión arterial sistólica. Sin embargo, no hubo diferencia en relación al grupo con intervención de solamente ejercicio, pero significativamente mayor que en el grupo con solamente ingesta de vino. Este, por su vez, presentó reducción de la presión arterial en comparación con el grupo control. Esa asociación mostró también elevación significativa de los niveles de HDL en comparación con los ratones que sufrieron intervenciones aisladas. Resaltemos, aun, que, en ese modelo, la fracción de eyección del ventrículo izquierdo no sufrió influencia por las intervenciones aplicadas y que el desempeño físico no fue perjudicado por el consumo moderado de vino.
Este estudio fue apoyado por la ABE (
Declaro no haber conflicto de intereses pertinentes.
Este estudio fue financiado parcialmente por la Asociación Brasileña de Enólogos.
Este artículo es parte de tesis de maestría de Paulo Roberto Soares Filho por el