Abstract

ijcs

International Journal of Cardiovascular Sciences

Int. J. Cardiovasc. Sci.

2359-4802 2359-5647

Sociedade Brasileira de Cardiologia

mpXSCC5Z4LDzxFqgms8B94k

S2359-56472017000100020

10.5935/2359-4802.20170019

Original Articles

Effect Of Resistance Training On Myocardial Contractility In Vitro After Sleep Deprivation

Giampá

Sara Quaglia de Campos

1 Mônico-Neto

Marcos

2 Souza

Helton de Sá

2 Mello

Marco Túlio de

2 Tufik

Sergio

2 Portes

Leslie Andrews

3 4 Serra

Andrey Jorge

4 5 Tucci

Paulo José Ferreira

4 Antunes

Hanna Karen Moreira

1 6

1 Universidade Federal de São Paulo Programa de Pós-Graduação Interdisciplinar em Ciências da Saúde

São Paulo

Brazil Programa de Pós-Graduação Interdisciplinar em Ciências da Saúde, Universidade Federal de São Paulo, São Paulo, SP – Brazil Universidade Federal de São Paulo 2 Universidade Federal de São Paulo Departamento de Psicobiologia

São Paulo

Brazil Departamento de Psicobiologia, Universidade Federal de São Paulo, São Paulo, SP – Brazil Universidade Federal de São Paulo 3 Centro Universitário Adventista de São Paulo Programa de Mestrado em Promoção da Saúde

São Paulo

Brazil Programa de Mestrado em Promoção da Saúde, Centro Universitário Adventista de São Paulo, São Paulo, SP – Brazil Centro Universitário Adventista de São Paulo 4 Universidade Federal de São Paulo Departamento de Medicina

São Paulo

Brazil Departamento de Medicina, Universidade Federal de São Paulo, São Paulo, SP – Brazil Universidade Federal de São Paulo 5 Universidade Nove de Julho Programa de Pós-Graduação em Ciências da Reabilitação

São Paulo

Brazil Programa de Pós-Graduação em Ciências da Reabilitação, Universidade Nove de Julho, São Paulo, SP – Brazil Universidade Nove de Julho 6 Universidade Federal de São Paulo Departamento de Biociências

Santos

Brazil Departamento de Biociências, Universidade Federal de São Paulo, Santos, São Paulo, SP - Brazil Universidade Federal de São Paulo

Mailing Address: Profa. Dra. Hanna Karen Moreira Antunes. Universidade Federal de São Paulo - Campus Baixada Santista. Departamento de Biociências Rua Silva Jardim, 136, Térreo. Postal Code: 11015-020, Vila Mathias, Santos, São Paulo, Brazil. E-mail: hanna.karen@unifesp.br

Author contributions

Conception and design of the research: Mônico-Neto M, Antunes HKM. Acquisition of data: Giampá SQC, Mônico-Neto M, Souza HS, Portes LA, Serra AJ, Antunes HKM. Analysis and interpretation of the data: Giampá SQC, Mônico-Neto M, Portes LA, Serra AJ, Tucci PJF, Antunes HKM. Statistical analysis: Giampá SQC. Obtaining financing: Mello MT, Tufik S, Tucci PJF, Antunes HKM. Writing of the manuscript: Giampá SQC, Mônico-Neto M, Portes LA, Antunes HKM. Critical revision of the manuscript for intellectual content: Mônico-Neto M, Souza HS, Mello MT, Tufik S, Portes LA, Serra AJ, Tucci PJF, Antunes HKM.

Potential Conflict of Interest

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

Jan-Feb 2017

30 1 20 31 11 01 2016 04 10 2016 07 12 2016

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

Abstract Background:

Resistance training promotes cardiovascular health benefits that may affected by sleep deprivation.

Objective:

To evaluate the effect of high-intensity resistance training on myocardial contractility in rats subsequently subjected to paradoxical sleep deprivation.

Methods:

Forty male Wistar rats were distributed into control group (CTRL), resistance training (REST), 96-hour paradoxical sleep deprivation (PSD96) and resistance training followed by 96-hour paradoxical sleep deprivation (REST/PSD96). The animals underwent high-intensity resistance training for 8 weeks, 5x/week. Twenty-four hours after the last training session, the PSD96 and REST/PSD96 groups were submitted to paradoxical sleep deprivation, which was followed by the in vitro study of isolated papillary muscle contractile mechanics.

Results:

In comparison with the CTRL group, a lower papillary muscle length and increased cross sectional area were found in PSD96 and RETS/PSD96, which were associated with decreased temporal parameters of contraction force and relaxation. Decreased resting tension and slowing of relaxation time were found in the PSD96 group only. This effect was attenuated by previous resistance training.

Conclusion:

Resistance training partially prevented contractile changes induced by PSD, minimizing the slowing in relaxation time. Thus, high-intensity exercise seems to not fully protect the cardiac tissue from PSD-induced effects.

Keywords: Resistance Training Sleep Deprivation Cardiovascular Diseases Myocardial Contraction Rats Animal Experimentation

FAPESP

2013/00152-5

FAPESP

2011/15962-7

This study was funded by FAPESP (2013/00152-5, 2011/15962-7)

Introduction

Sleep duration is one of the determining factors of cardiovascular health. Studies have demonstrated that a shorter time allocated to sleep is closely associated with increased prevalence and incidence of cardiovascular diseases, such as hypertension.1 Among the possible mechanisms, an increased sympathetic activity and catabolism is evidenced by increased levels of catecholamine and cortisol/corticosterone2^-6 which leads to molecular and morphological changes⁷that may negatively affect cardiac tissue.

In this scenario, resistance training stands out as a possible tool to minimize of even reverse the impact of sleep debt on cardiovascular health. In addition to reducing resting arterial pressure, left ventricular systolic pressure and heart rate,8^,9 resistance training can also increase papillary muscle isometric strength and its contractile performance.10 Also, due to its effect on endocrine axes, resistance training can mitigate the catabolic effect of sleep deprivation.11

Despite studies showing the impact of sleep debt on cardiovascular health,4^,12 little is known about its effects on cardiac contractile machinery and the role of resistance training as a preventive tool. Therefore, the aim of this study was to evaluate the effect of high-intensity resistance training on myocardial contractility in rats subsequently subjected to paradoxical sleep deprivation.

Methods

Using a convenience sample, forty 3-month old male Wistar rats, weighing 300-350 g, obtained from the Center for the Development of Experimental Models in Medicine and Biology of Sao Paulo Federal University was used in the experiment. The animals were kept in polypropylene boxes in a temperature-controlled room (22 ± 1ºC), light/dark cycle (12:12h), and given water and food ad libitum.

All procedures were performed according to the Guide for the Care and Use of Laboratory Animals - National Research Council, NIH Publication Nº 85-23 (revised 2011). The study protocol was approved by the Ethics Committee (#0764/10).

The animals were distributed into four groups: control (CTRL, n = 10), resistance training (REST, n = 10), paradoxical sleep deprivation (PSD) for 96 hours (PSD96, n = 10), and resistance training followed by 96-hour PSD (REST/PSD96, n = 10). During the experiment, animals of the CTRL group were kept in the boxes and manipulated exclusively for laboratory routine practices.

Resistance training

Resistance training was performed for 8 weeks as described elsewhere.13 A ladder (110cm high, 18 cm wide, 2 cm space between steps) was placed at an 80º inclination, and a resting chamber (20x20x20 cm) was placed on the top of the ladder. The animals climbed the ladder carrying weights attached to the base of the tail, and the weights were gradually increased with exercise progression.

Familiarization of the animals with the exercise apparatus was performed during three consecutive days by nine repetitions per day. After this period, the maximum load (ML) test was performed, which was repeated every week.

Training sessions consisted of 4-8 sets of climbing, using progressive loads, interspaced with 60-second intervals. The animals had to perform 8 - 12 repetitions to go from the base to the top of the ladder. The load was progressively increased from 50% of maximum load in the first series, through 75%, 90% until 100% of maximum load in the fourth series. After that, resistance was increased in increments of 30 g per attempt until failure.13 Training was performed in the afternoon, 5 times a week, from Monday to Friday. Monday session was replaced by the maximum load test. In order to prevent overtraining caused by the high intensity of exercise, a prophylactic rest was adopted at weeks 6, 7 and 8; in these weeks, the animals trained on Monday, Tuesday, Thursday and Friday. Forty-eight hours after the last training session, the CTRL and REST animals were euthanized and the PSD96 and REST/PSD96 groups underwent the PSD protocol.

Paradoxical sleep deprivation

PSD was conducted for 96 hours by the modified multiple platform method,14 which totally promotes the total suppression of paradoxical sleep and the decrease in slow wave sleep by 37%.15 Five socially stable animals were placed inside a stainless steel tank (123 cm length x 44 cm height x 44 cm width) on round platforms 10 cm distant from each other. The tank was filled with room temperature water until 1cm below the platform surfaces, so that the animals could walk from one platform to another one. When paradoxical sleep was achieved, the animals woke up as they touched the water due to muscle atonia accompanying this sleep stage. During the protocol, the room was maintained at optimal conditions,i.e., 22±1ºC, light-dark cycle (12h) and water and chow ad libitum. The CTRL group was kept in the same room to experience the same conditions.

Isolated cardiac muscle mechanics

Immediately after the PSD protocol for PSD96 and REST/PSD96 groups, or 48 hours after the last resistance training sessions for the REST group, or after a corresponding period for the CTRL group, in vitro preparations were made of papillary muscle isolated from the left ventricle.

Rats were anesthetized with urethane (Urethanechloride, 0,3 ml/100 g, i.p., Sigma-Aldrich, St. Louis, Mo, USA), and the heart was rapidly removed and placed in Krebs-Henseleit solution previously bubbled with oxygen 100% at 30ºC. Papillary muscle was dissected from the left ventricle and its tendinous and parietal ends were attached to a strength transducer by stainless steel rings. The papillary muscle was then suspended vertically in a glass chamber containing Krebs-Henseleit (mM) solution (132 NaCl, 4.69 KCl, 1.5 CaCl, 1.16 MgSO₄, 1.18 KH₂PO₄, 5.50 glucose and 20 HEPES), buffered at pH 7.4.16 The ring attached to the lower end of muscle was connected to the hook fixed to the glass chamber, and the upper ring was connected to an isometric force transducer (model FT03E, Grass Instrument, Quincy, MA) via a stainless steel wire. The force transducer was attached to a micromanipulator for muscle length adjustments. The papillary muscle was electrically stimulated by two parallel platinum electrodes using square wave pulses of 5ms of duration, frequency of 0.2Hz,16^,17 and voltage approximately 20% higher than the minimum required to induce a maximal muscle response. After 60 minutes of stabilization of the preparation in isotonic condition and low preload (0.4g), the muscle was loaded to contract isometrically and then stretched until the peak of the length-tension curve was reached (L_max: diastolic length of the muscle associated with maximal isometric tension). The tests were performed in L_max, and isometric tension was assessed by force normalized for muscle fiber cross-sectional area (CSA) (g. mm^-2). Muscle CSA was calculated from molecular weight and length of the fibers, based on the assumption that the muscle was a uniform cylinder of specific gravity 1.04.

The following outcome measures were assessed for contraction function: developed tension (DT/ g.mm^-2), resting tension (RT g.mm^-2), temporal variation of contractile force (+dT/dt; g.mm^-2.s^-1), temporal variation of relaxation force (-dT/dt; g.mm^-2.s^-1), time to DT peak (TTP; ms) and time to a 50% decrease in maximum DT (RT50% ms). Mechanical behavior of papillary muscles was assessed (1) at baseline; (2) for length-tension relationship (variation of muscle length as a function of 92%-100% L_max); (3) for post-rest potentiation (after 10, 20, 30, 60 and 120 seconds of rest); and (4) for contractile response to calcium (Ca⁺²) (increase in Ca⁺² concentration from 1.5mM to 2.5mM in the bathing solution).

Statistical analysis

Statistical analysis was performed using the Statistica® software (Stat Soft, Inc, version 12.0). Measures of central tendency were calculated for descriptive analysis of data. Data normality was examined by the Shapiro Wilk test. Data with parametric distribution were analyzed by one-way or two-way ANOVA with Duncan post-hoc test, and after Z-score transformation, non-parametric data were analyzed by ANOVA. In the analyses of length-tension relationship and post-rest potentiation, linear regression was used for comparisons between slopes and between areas under the curves, respectively. Values in each group (slope and area under the curve) were analyzed by ANOVA. Statistical significance was set at α = 0.05.

Results Biometric parameters of papillary muscle

No difference in papillary muscle mass was found between the groups (F_(3,23) = 0.16005, p > 0.05). There was a significant decrease in L_max in the PSD96 (p = 0.03) and REST/PSD96 (p = 0.002) groups as compared with CTRL, and L_max was significantly different between REST/PSD96 and PSD96 (p = 0.005), (F_(3,21) = 6.0487, p < 0.01). In addition, CSA significantly increased in the REST (p = 0.02), PSD96 (p = 0.02) and REST/PSD96 (p = 0.01) groups compared with CTRL (F_(3,19) = 3.1706, p < 0.05) (Table 1).

Table 1 Effect of resistance training and paradoxical sleep deprivation on biometrical parameters of papillary muscle

Variables	CTRL	REST	PSD96	REST/PSD96
Papillary muscle mass (mg)	5.96 ± 2.02	5.98 ± 1.43	6.35 ± 0.89	5.77 ± 1.64
L_max (mm)	5.86 ± 0.84	5.71 ± 0.73	4.91 ± 0.64*	4.40 ± 0.60*^.†
CSA (mm²)	1.00 ± 0.27	1.30 ± 0.19*	1.29 ± 0.12*	1.35 ± 0.21*

Data in mean ± standard deviation; Lmax - maximum papillary muscle length; CTRL: control group; REST: resistance training group; PSD96: paradoxical sleep deprivation for 96 hours ; REST/PSD96: resistance training followed by 96-hour paradoxical sleep deprivation; CSA: cross-sectional area;

different from CTRL;

†

different from REST group

Contractile mechanics of papillary muscle under isometric contraction (baseline)

There was a significant decrease in DT in the REST/ PSD96 group as compared with the CTRL group (F_(3,23) = 33049, p = 0.009). RT was lower in PSD96 than in REST (F_(3,22) = 3.6623, p=0.01). A significant decrease in +dT/dt was observed in the PSD96 (0.006) and REST/ PSD96 groups as compared with CTRL (F_(3,20) = 8.0313, p < 0.05), whereas -dT/dt significantly decreased in PSD96 (F_(3,26) = 2.7244, p = 0.01) (Figure 1).

Figure 1 Effect of resistance training and paradoxical sleep deprivation on contractile mechanics of the papillary muscle under isometric contraction. Oneway ANOVA with Duncan post-hoc test. Data expressed in mean ± standard error, with significance set at p = 0.05. DT: maximum developed tension; RT: isometric resting tension; +dT/dt: temporal variation of contraction force; -dT/dt: temporal variation of relaxation force; TTP: time to developed tension peak; RT50%: time required for maximum developed tension to decrease by 50%; CTRL: control group; REST: resistance training group; PSD96: paradoxical sleep deprivation for 96 hours; REST/PSD96: resistance training followed by 96-hour paradoxical sleep deprivation. *significantly different from CTRL; † different from REST group; ‡ different from all groups

Similar behavior of time parameters of cardiac contraction was observed between the groups (F_(3,23) = 0.00, p > 0.05). However, with respect to RT50%, a prolongation of muscle relaxation was observed in PSD96 as compared with the other groups (F_(3,26) = 3.9344, p < 0.05).

Contractile mechanics of papillary muscle in length-tension relationship

Slopes of DT were significantly lower in the REST (p = 0.02), PSD96 (p = 0.03) and REST/PSD96 (p = 0.0001) groups than in CTRL group, and in the REST/PSD96 when compared with the REST (0.03) and PSD96 (p = 0.02) groups (F_{(3, 24)} = 7.0880, p < 0.01). In addition, a reduction in RT was observed in PSD96 as compared with REST (F_(3,23) = 2.5483, p < 0.05) (Figure 2).

Figure 2 Effect of resistance training and paradoxical sleep deprivation on papillary muscle contractile parameters in terms of length-tension relationship. One‑way ANOVA with Duncan post-hoc test. Data expressed in mean ± standard error, with significance set at p = 0.05. DT: maximum developed tension; RT: isometric resting tension; +dT/dt: temporal variation of contraction force; -dT/dt: temporal variation of relaxation force; CTRL: control group; REST: resistance training group; PSD96: paradoxical sleep deprivation for 96 hours; REST/PSD96: resistance training followed by 96-hour paradoxical sleep deprivation. *significantly different from CTRL; †different from REST group; ‡ different from all groups

Slopes of +dT/dt in PSD96 and REST/PSD96 were significantly lower than in CTRL (p < 0.01) and REST (p < 0.05), and significantly higher in PSD96 than in REST/PSD96 (p = 0.01), (F_(3,21) = 15.741, p < 0.01). No difference in -dT/dt slopes was found between the groups (F_(3,20) = 2.4210, p > 0.05).

Also, TTP was not different between the groups. The PSD96 group had higher RT50% for all stretching percentages tested as compared with the other groups (F_(3,25) = 5.1010, p < 0.05) (Figure 3).

Figure 3 Effect of resistance training and paradoxical sleep deprivation on papillary muscle temporal parameters in terms of length-tension relationship. Two‑way ANOVA with Duncan post-hoc test. Data expressed in mean ± standard error, with significance set at p = 0.05. TTP: time to developed tension peak; RT50%: time required for maximum developed tension to decrease by 50%; CTRL: control group; REST: resistance training group; PSD96: paradoxical sleep deprivation for 96 hours; REST/PSD96: resistance training followed by 96-hour paradoxical sleep deprivation; Lmax: maximum papillary muscle length. ‡ different from all groups in each stretching percentage tested

Contractile mechanics of papillary muscle in post-rest potentiation

There was a decrease in DT in REST/PSD96 compared with CTRL (p = 0.01), (F_(3,22) = 2.2722, p < 0.05). RT decreased in PSD96 compared with CTRL (p=0.02) and REST (p = 0.03), (F_(3,21) = 2.9579, p < 0.05), similarly to -dT/dt (F_(3,23) = 4.3408, p < 0.05). In addition, +dT/dt was lower in PSD96 (p = 0.02) and REST/PSD96 (p = 0.002) than in CTRL, and significantly different between RST/PSD96 and REST (p = 0.01) (F_(3,23) = 4.6147, p < 0.05) (Figure 4).

Figure 4 Effect of resistance training and paradoxical sleep deprivation on papillary muscle contractile parameters in terms of post-rest potentiation. One‑way ANOVA with Duncan post-hoc test. Data expressed in mean ± standard error, with significance set at p = 0.05. DT: maximum developed tension; RT: isometric resting tension; +dT/dt: temporal variation of contraction force; -dT/dt: temporal variation of relaxation force; TTP: time to developed tension peak; CTRL: control group; REST: resistance training group; PSD96: paradoxical sleep deprivation for 96 hours; REST/PSD96: resistance training followed by 96-hour paradoxical sleep deprivation; *different from CTRL; † different from the REST group

No difference in time parameters was observed between the groups (F_(12,96) = 0.7959, p < 0,05), except for RT50% at 60s in comparison with other rest times - 10 (p = 0.00004), 20 (p = 0.001), 30 (p = 0.004) and 120 seconds (p = 0.0006), (F_(4,88) = 3.8313, p < 0.05) in REST/PSD96 (Figure 5).

Figure 5 Effect of resistance training and paradoxical sleep deprivation on papillary muscle temporal parameters in terms of post-rest potentiation. Two‑way ANOVA with Duncan post-hoc test. Data expressed in mean ± standard error, with significance set at p = 0.05. TTP: time to developed tension peak; RT50%: time required for maximum developed tension to decrease by 50%; CTRL: control group; REST: resistance training group; PSD96: paradoxical sleep deprivation for 96 hours; REST/PSD96: resistance training followed by 96-hour paradoxical sleep deprivation; *different from CTRL; † different from the REST group; ‡different from all other rest periods within the same group

Contractile mechanics of papillary muscle in response to extracellular calcium

There was an increase in DT in the REST group (F_(1,18) = 5.1523, p = 0.02), and hence greater response to calcium-induced inotropy. RT was lower at Ca²⁺ 2,5 mM as compared with Ca²⁺ 1.5 mM levels in CTRL (p = 0.001) and REST/PSD96 (p = 0.04) (F_(1,18) = 14,0730, p < 0,01), and lower at both Ca²⁺ 1.5 mM (p=0.009) and 2.5 mM (p = 0.02) in the PSD96 group than in CTRL group (F_(3,18) = 3.2331, p < 0.05) (Figure 6).

Figure 6 Effect of resistance training and paradoxical sleep deprivation on papillary muscle contractile mechanics in response to extracellular Ca2+. Two‑way ANOVA with Duncan post-hoc test. Data expressed in mean ± standard error, with significance set at p = 0.05. DT: maximum isometric developed tension; RT: isometric resting tension; +dT/dt: temporal variation of contraction force; -dT/dt: temporal variation of relaxation force; TTP: time to developed tension peak; RT50%: time required for maximum developed tension to decrease by 50%; CTRL: control group; REST: resistance training group; PSD96: paradoxical sleep deprivation for 96 hours; REST/PSD96: resistance training followed by 96-hour paradoxical sleep deprivation; *different from CTRL at same Ca2+ concentration; † different from the REST group at same Ca2+ concentration; ‡different from Ca2+ at 1.5 mM within the same group; § different from all groups at same Ca2+ concentration

Regarding +dT/dt, this variable was higher at Ca²⁺ 2.5 mM than Ca²⁺ 1.5 mM (p = 0.03) in the REST/PSD96 group, however, at both concentrations (Ca²⁺1.5 mM, p = 0.01 and Ca²⁺ 2.5mM, p=0.03), +dT/dt was lower in this group as compared with CTRL (F_(1,18) = 9.354531, p < 0.01). Similarly, reduced-dT/dt was observed at Ca²⁺1.5 mM and Ca²⁺ 2.5 mM in the PSD96 group as compared with CTRL (p = 0.03) and REST (p = 0.02), (F_(3,20) = 3.6516, p < 0.05).

TTP increased at Ca²⁺ 2.5mM in PSD96 as compared with CTRL (p = 0.003), REST (p = 0.02) and REST/PSD96 (p = 0.01) (F_(3,19) = 5.538, p < 0.05). No difference in RT50% was found between the groups (F_(3,19) = 0.69, p < 0.05).

Discussion

Our results demonstrated the deleterious effect of PSD on myocardial contractility and the role of resistance training on partially attenuating such effect. Resistance training and PSD cause myocardial hypertrophy associated with reduced L_max. This may be due to an increase in cardiac collagen content18 and reduced papillary muscle elongation resulting from an increase in corticosterone levels induced by PSD.5^,19

Baseline measures indicated depression of myocardial function in the groups subjected to PSD. Interestingly, these data are similar to those reported in previously infarcted20 or nephrectomized rats,21 strongly suggesting a marked effect of PSD on contractile and temporal parameters of papillary muscle in just 4 days.

Temporal parameter of cardiac relaxation was increased in PSD96, possibly due to cardiac muscle myosin composition22 and calcium transient duration,23 both influenced by calcium signaling dysfunction.24 On the other hand, resistance training prevented the slowing down of relaxation time of papillary muscle, although it was not effective in preventing DT decrease.

The decrease in DT in the REST/PSD96 group may be explained by the high intensity of the resistance training. Nevertheless, although it promotes beneficial changes, high-intensity resistance training combined with PSD resulted in papillary muscle contractile function depression. No difference in DT between CTRL and REST was observed, suggesting preservation of contractile function of papillary muscle. In contrast, resistance training at pre-determined loads (60-70% of 1RM) has been shown to improve myosin ATPase activity and papillary muscle contractility.8 Regarding aerobic training, previous studies have shown higher DT in trained animals than in controls.16^,25

Analysis of contractile response of papillary muscles to stretching allowed the assessment of the Frank-Starling relationship. All groups, except the CTRL group, showed a depressed contractile response, suggesting a failure or exhaustion of the Frank-Starling mechanism in the myocardium. When +dT/dt was evaluated, a failure in this mechanism was detected in the PSD96 group only. Contractile response to stretching is generally related to the increase in the number of actin-related myosin heads associated with actin. Elongation of a muscle promotes the sliding and linkage between thick and thin filaments, and consequent binding of Ca²⁺to troponin. Therefore, it is plausible to say that the distance between the filaments is a determining factor for cardiac muscle physiological behavior.26^,27

The decrease in RT corroborates the lower contractile response in the PSD96 group in relation to the Frank-Starling mechanism, indicating stiffness and reduced contractility and relaxation capacity, as observed in infarcted animals.20 The lower the RT, the higher the muscle distension capacity, which is associated with increased collagen type III: collagen type I ratio.28 Another hypothesis is an impaired muscle oxygenation.29^-31 Besides, similarly to baseline analysis, there was an increase in the relaxation time in the PSD96.

In our study, there was no increase in contractile parameters in the REST group. However, data on the literature have shown that regular exercise has an impact on length-tension relationship of left ventricular cardiomyocytes, thereby increasing contraction force.29^-31 On the other hand, length-DT relationship was decreased in animals subjected to aerobic exercise, suggesting no effect of this type of exercise on attenuating this parameter.25

Post-rest potentiation of electrical stimulations allows to indirectly determine the balance between the processes of Ca⁺² reuptake, storage and release, controlled by sarcoplasmic reticulum, and intracellular Ca⁺² release through the sarcolemma. A pause in electrical stimulation potentiates contraction, due to Ca⁺² accumulation in sarcoplasmic reticulum during such pause, increased Ca²⁺released by sarcoplasmic reticulum, and reduced Na⁺/Ca⁺² exchange activity in removing Ca⁺² from the cells.32^,33 In infarcted rats, post-rest potentiation was decreased in papillary muscle.20^,25 These processes could be evidenced in our study when temporal variations of contraction (+dT/dt) and relaxation force (-dT/dt) were assessed in the PSD96 group, suggesting a possible kinetic dysfunction of Ca²⁺ associated with increased Na⁺/Ca⁺² exchanger activity.

Therefore, our findings suggest that PSD can affect cardiac function, and such effect is not prevented by high-intensity resistance training, since a +dT/dt depression was found in animals subjected to the exercise. It is possible that protocols of moderate- or low-intensity resistance training or even aerobic exercise would be more effective in improving contractile function of papillary muscle. Experimental data have shown an increased post-rest potentiation in infarcted rats submitted to aerobic training, which highlights the preventive role of this type of exercise.

Finally, we evaluated the contractile response of papillary muscle to increasing concentrations of Ca²⁺ in bathing solution. This approach aims to evaluate whether there is an improvement in contraction-relaxation behavior in response to increasing availability of Ca²⁺.34 Our results have shown that, in response to increasing Ca²⁺ concentrations, DT increased in the REST group and both RT and -dT/dt decreased in PSD96. The variable +dT/dt decreased in the REST/PSD96 group and temporal variation of cardiac contraction increased in the PSD96 group, suggesting an increase in the time to systole.

Altogether, these results suggest that both contractile and temporal response was negatively affected by PSD. In response to Ca²⁺, regardless of the ion concentration, there was an impaired response of papillary muscle of animals submitted to PSD. These findings are in accordance with those reported in infarcted animals.35

Conclusion

High-intensity resistance training was effective in improving temporal but not contractile parameters. Less intense exercise protocols may be more effective for myocardial protection, represented by the papillary muscle.

Study limitations

The present study aimed to investigate the effects of sleep deprivation on myocardial contractility in the absence of associated comorbidities, which may represent confounding factors in clinical trials. For this reason, caution is needed in extrapolating these results to the clinical setting.

Sources of Funding

This study was funded by FAPESP (2013/00152-5, 2011/15962-7).

Study Association

This article is part of the thesis of master submitted by Sara Quaglia de Campos Giampá, from Universidade Federal de São Paulo.

Acknowledgements

The authors acknowledgement CAPES-Reuni, FAPESP (# 2013 / 00152-5; # 2011 / 15962-7) and the Laboratory of Cardiovascular Physiology of UNIFESP.

References 1

1 Gottlieb DJ, Redline S, Nieto FJ, Baldwin CM, Newman AB, Resnick HE, et al. Association of usual sleep duration with hypertension: the Sleep Heart Health Study. Sleep. 2006;29(8):1009-14.

Gottlieb

Redline

Nieto

Baldwin

Newman

Resnick

Association of usual sleep duration with hypertension: the Sleep Heart Health Study

Sleep 2006 29 8 1009 1014

2 Mullington JM, Haack M, Toth M, Serrador JM, Meier-Ewert HK. Cardiovascular, inflammatory, and metabolic consequences of sleep deprivation. Prog Cardiovasc Dis. 2009;51(4):294-302.

Mullington

Haack

Toth

Serrador

Meier-Ewert

Cardiovascular, inflammatory, and metabolic consequences of sleep deprivation

Prog Cardiovasc Dis 2009 51 4 294 302

3 Joo EY, Yoon CW, Koo DL, Kim D, Hong SB. Adverse effects of 24 hours of sleep deprivation on cognition and stress hormones. J Clin Neurol. 2012;8(2):146-50.

Joo

Yoon

Koo

Kim

Hong

Adverse effects of 24 hours of sleep deprivation on cognition and stress hormones

J Clin Neurol 2012 8 2 146 150

4 Joukar S, Ghorbani-Shahrbabaki S, Hajali V, Sheibani V, Naghsh N. Susceptibility to life-threatening ventricular arrhythmias in an animal model of paradoxical sleep deprivation. Sleep Med. 2013;14(12):1277-82.

Joukar

Ghorbani-Shahrbabaki

Hajali

Sheibani

Naghsh

Susceptibility to life-threatening ventricular arrhythmias in an animal model of paradoxical sleep deprivation

Sleep Med 2013 14 12 1277 1282

5 Andersen ML, Martins PJ, D'Almeida V, Bignotto M, Tufik S. Endocrinological and catecholaminergic alterations during sleep deprivation and recovery in male rats. J Sleep Res. 2005;14(1):83-90.

Andersen

Martins

D'Almeida

Bignotto

Tufik

Endocrinological and catecholaminergic alterations during sleep deprivation and recovery in male rats

J Sleep Res 2005 14 1 83 90

6 Perry JC, Bergamaschi CT, Campos RR, Andersen ML, Montano N, Casarini DE, et al. Sympathetic and angiotensinergic responses mediated by paradoxical sleep loss in rats. Journal of the renin-angiotensin-aldosterone system. J Renin Angiotensin Aldosterone Syst. 2011;12(3):146-52.

Perry

Bergamaschi

Campos

Andersen

Montano

Casarini

Sympathetic and angiotensinergic responses mediated by paradoxical sleep loss in rats. Journal of the renin-angiotensin-aldosterone system

J Renin Angiotensin Aldosterone Syst 2011 12 3 146 152

7 De P, Roy SG, Kar D, Bandyopadhyay A. Excess of glucocorticoid induces myocardial remodeling and alteration of calcium signaling in cardiomyocytes. J Endocrinol. 2011;209(1):105-14.

Roy

Kar

Bandyopadhyay

Excess of glucocorticoid induces myocardial remodeling and alteration of calcium signaling in cardiomyocytes

J Endocrinol 2011 209 1 105 114

8 de Cassia Cypriano Ervati Pinter R, Padilha AS, de Oliveira EM, Vassallo DV, de Fucio Lizardo JH. Cardiovascular adaptive responses in rats submitted to moderate resistance training. Eur J Appl Physiol. 2008;103(5):605-13.

de Cassia

Cypriano Ervati Pinter R

Padilha

de Oliveira

Vassallo

de Fucio Lizardo

Cardiovascular adaptive responses in rats submitted to moderate resistance training

Eur J Appl Physiol 2008 103 5 605 613

9 Fernandes T, Soci UP, Oliveira EM. Eccentric and concentric cardiac hypertrophy induced by exercise training: microRNAs and molecular determinants. Braz J Med Biol Res. 2011;44(9):836-47.

Fernandes

Soci

Oliveira

Eccentric and concentric cardiac hypertrophy induced by exercise training: microRNAs and molecular determinants

Braz J Med Biol Res 2011 44 9 836 847

10 Mole PA. Increased contractile potential of papillary muscles from exercise-trained rat hearts. Am J Physiol. 1978;234(4):H421-5.

Mole

Increased contractile potential of papillary muscles from exercise-trained rat hearts

Am J Physiol 1978 234 4 H421 H425

11 Monico-Neto M, Antunes HK, Dattilo M, Medeiros A, Souza HS, Lee KS, et al. Resistance exercise: a non-pharmacological strategy to minimize or reverse sleep deprivation-induced muscle atrophy. Med Hypotheses. 2013;80(6):701-5.

Monico-Neto

Antunes

Dattilo

Medeiros

Souza

Lee

Resistance exercise: a non-pharmacological strategy to minimize or reverse sleep deprivation-induced muscle atrophy

Med Hypotheses 2013 80 6 701 705

12 Tobaldini E, Cogliati C, Fiorelli EM, Nunziata V, Wu MA, Prado M, et al. One night on-call: sleep deprivation affects cardiac autonomic control and inflammation in physicians. Eur J Intern Med. 2013;24(7):664-70.

Tobaldini

Cogliati

Fiorelli

Nunziata

Prado

One night on-call: sleep deprivation affects cardiac autonomic control and inflammation in physicians

Eur J Intern Med 2013 24 7 664 670

13 Monico-Neto M, Antunes HK, Lee KS, Phillips SM, Giampa SQ, Souza Hde S, et al. Resistance training minimizes catabolic effects induced by sleep deprivation in rats. Appl Physiol Nutr Metab. 2015;40(11):1143-50.

Monico-Neto

Antunes

Lee

Phillips

Giampa

Souza

Hde S

Resistance training minimizes catabolic effects induced by sleep deprivation in rats

Appl Physiol Nutr Metab 2015 40 11 1143 1150

14 Suchecki D, Tufik S. Social stability attenuates the stress in the modified multiple platform method for paradoxical sleep deprivation in the rat. Physiol Behav. 2000;68(3):309-16.

Suchecki

Tufik

Social stability attenuates the stress in the modified multiple platform method for paradoxical sleep deprivation in the rat

Physiol Behav 2000 68 3 309 316

15 Machado RB, Hipolide DC, Benedito-Silva AA, Tufik S. Sleep deprivation induced by the modified multiple platform technique: quantification of sleep loss and recovery. Brain research. 2004;1004(1-2):45-51.

Machado

Hipolide

Benedito-Silva

Tufik

Sleep deprivation induced by the modified multiple platform technique: quantification of sleep loss and recovery

Brain research 2004 1004 1-2 45 51

16 Andrews Portes L, Magalhaes Saraiva R, Alberta Dos Santos A, Tucci PJ. Swimming training attenuates remodeling, contractile dysfunction and congestive heart failure in rats with moderate and large myocardial infarctions. Clin Exper Pharmacol Physiol. 2009;36(4):394-9.

Andrews

Portes L

Magalhaes

Saraiva R

Alberta

Dos Santos A

Tucci

Swimming training attenuates remodeling, contractile dysfunction and congestive heart failure in rats with moderate and large myocardial infarctions

Clin Exper Pharmacol Physiol 2009 36 4 394 399

17 Cicogna AC, Padovani CR, Georgette JC, Aragon FF, Okoshi MP. Effects of protein-calorie restriction on mechanical function of hypertrophied cardiac muscle. Arq Bras Cardiol. 1999;72(4):431-40.

Cicogna

Padovani

Georgette

Aragon

Okoshi

Effects of protein-calorie restriction on mechanical function of hypertrophied cardiac muscle

Arq Bras Cardiol 1999 72 4 431 440

18 Kamphuis PJ, de Vries WB, Bakker JM, Kavelaars A, van Dijk JE, Schipper ME, et al. Reduced life expectancy in rats after neonatal dexamethasone treatment. Pediatr Res. 2007;61(1):72-6.

Kamphuis

de Vries

Bakker

Kavelaars

van Dijk

Schipper

Reduced life expectancy in rats after neonatal dexamethasone treatment

Pediatr Res 2007 61 1 72 76

19 Dattilo M, Antunes HK, Medeiros A, Monico-Neto M, Souza Hde S, Lee KS, et al. Paradoxical sleep deprivation induces muscle atrophy. Muscle Nerve. 2012;45(3):431-3.

Dattilo

Antunes

Medeiros

Monico-Neto

Souza

Hde S

Lee

Paradoxical sleep deprivation induces muscle atrophy

Muscle Nerve 2012 45 3 431 433

20 Bocalini DS, dos Santos L, Antonio EL, Santos AA, Davel AP, Rossoni LV, et al. Myocardial remodeling after large infarcts in rat converts post rest-potentiation in force decay. Arq Bras Cardiol. 2012;98(3):243-51.

Bocalini

dos Santos

Antonio

Santos

Davel

Rossoni

Myocardial remodeling after large infarcts in rat converts post rest-potentiation in force decay

Arq Bras Cardiol 2012 98 3 243 251

21 Luiz Rda S, Silva KA, Rampaso RR, Antonio EL, Montemor J, Bocalini DS, et al. Exercise attenuates renal dysfunction with preservation of myocardial function in chronic kidney disease. PloS One. 2013;8(2):e55363.

Luiz

Rda S

Silva

Rampaso

Antonio

Montemor

Bocalini

Exercise attenuates renal dysfunction with preservation of myocardial function in chronic kidney disease

PloS One 2013 8 2

e55363

22 Sugiura S, Kobayakawa N, Fujita H, Yamashita H, Momomura S, Chaen S, et al. Comparison of unitary displacements and forces between 2 cardiac myosin isoforms by the optical trap technique: molecular basis for cardiac adaptation. Circ Res. 1998;82(10):1029-34.

Sugiura

Kobayakawa

Fujita

Yamashita

Momomura

Chaen

Comparison of unitary displacements and forces between 2 cardiac myosin isoforms by the optical trap technique: molecular basis for cardiac adaptation

Circ Res 1998 82 10 1029 1034

23 Morgan JP, Chesebro JH, Pluth JR, Puga FJ, Schaff HV. Intracellular calcium transients in human working myocardium as detected with aequorin. J Am Coll Cardiol. 1984 Feb;3(2 Pt 1):410-8.

Morgan

Chesebro

Pluth

Puga

Schaff

Intracellular calcium transients in human working myocardium as detected with aequorin

J Am Coll Cardiol 02 1984 2

Pt 1

410 418

24 Cicogna AC, Padovani CR, Okoshi K, Aragon FF, Okoshi MP. Myocardial function during chronic food restriction in isolated hypertrophied cardiac muscle. Am J Med Sci. 2000;320(4):244-8.

Cicogna

Padovani

Okoshi

Aragon

Okoshi

Myocardial function during chronic food restriction in isolated hypertrophied cardiac muscle

Am J Med Sci 2000 320 4 244 248

25 Veiga EC, Portes LA, Bocalini DS, Antonio EL, Santos AA, Santos MH, et al. Cardiac implications after myocardial infarction in rats previously undergoing physical exercise. Arq Bras Cardiol. 2013;100(1):37-43.

Veiga

Portes

Bocalini

Antonio

Santos

Cardiac implications after myocardial infarction in rats previously undergoing physical exercise

Arq Bras Cardiol 2013 100 1 37 43

26 Endoh M. Force-frequency relationship in intact mammalian ventricular myocardium: physiological and pathophysiological relevance. Eur J Pharmacol. 2004;500(1-3):73-86.

Endoh

Force-frequency relationship in intact mammalian ventricular myocardium: physiological and pathophysiological relevance

Eur J Pharmacol 2004 500 1-3 73 86

27 Yagi N, Okuyama H, Toyota H, Araki J, Shimizu J, Iribe G, et al. Sarcomere-length dependence of lattice volume and radial mass transfer of myosin cross-bridges in rat papillary muscle. Pflugers Arch. 2004;448(2):153-60.

Yagi

Okuyama

Toyota

Araki

Shimizu

Iribe

Sarcomere-length dependence of lattice volume and radial mass transfer of myosin cross-bridges in rat papillary muscle

Pflugers Arch 2004 448 2 153 160

28 Jugdutt BI. Remodeling of the myocardium and potential targets in the collagen degradation and synthesis pathways. Curr Drug Targets Cardiovasc Haematol Disord. 2003;3(1):1-30.

Jugdutt

Remodeling of the myocardium and potential targets in the collagen degradation and synthesis pathways

Curr Drug Targets Cardiovasc Haematol Disord 2003 3 1 1 30

29 Diffee GM, Nagle DF. Exercise training alters length dependence of contractile properties in rat myocardium. J App Physiol. 2003;94(3):1137-44.

Diffee

Nagle

Exercise training alters length dependence of contractile properties in rat myocardium

J App Physiol 2003 94 3 1137 1144

30 Diffee GM, Nagle DF. Regional differences in effects of exercise training on contractile and biochemical properties of rat cardiac myocytes. J Appl Physiol. 2003;95(1):35-42.

Diffee

Nagle

Regional differences in effects of exercise training on contractile and biochemical properties of rat cardiac myocytes

J Appl Physiol 2003 95 1 35 42

31 Natali AJ. Effects of chronic exercise on cardiac myocytes: a review about mechanical adaptations. Rev Bras Ci e Mov. 2004;12(1):91-6.

Natali

Effects of chronic exercise on cardiac myocytes: a review about mechanical adaptations

Rev Bras Ci e Mov 2004 12 1 91 96

32 Abreu GR, Vassallo DV, Mill JG. The Na+-Ca2+ exchange mechanism as a regulator of post rest contractions in cardiac muscle. Braz J Med Biol Res. 1987;20(6):817-20.

Abreu

Vassallo

Mill

The Na+-Ca2+ exchange mechanism as a regulator of post rest contractions in cardiac muscle

Braz J Med Biol Res 1987 20 6 817 820

33 Mill JG, Vassallo DV, Leite CM. Mechanisms underlying the genesis of post-rest contractions in cardiac muscle. Braz J Med Biol Res. 1992;25(4):399-408.

Mill

Vassallo

Leite

Mechanisms underlying the genesis of post-rest contractions in cardiac muscle

Braz J Med Biol Res 1992 25 4 399 408

34 Wiegner AW, Bing SH. Isometric relaxation of rat myocardium at end-systolic fiber length. Circ Res. 1978;43(6):865-9.

Wiegner

Bing

Isometric relaxation of rat myocardium at end-systolic fiber length

Circ Res 1978 43 6 865 869

35 Wisloff U, Loennechen JP, Currie S, Smith GL, Ellingsen O. Aerobic exercise reduces cardiomyocyte hypertrophy and increases contractility, Ca2+ sensitivity and SERCA-2 in rat after myocardial infarction. Cardiovasc Res. 2002;54(1):162-74.

Wisloff

Loennechen

Currie

Smith

Ellingsen

Aerobic exercise reduces cardiomyocyte hypertrophy and increases contractility, Ca2+ sensitivity and SERCA-2 in rat after myocardial infarction

Cardiovasc Res 2002 54 1 162 174

Artigos Originais

Efeito do Treinamento Resistido na Contratilidade Miocárdica In Vitro após a Privação de Sono

Giampá

Sara Quaglia de Campos

1 Mônico-Neto

Marcos

2 Souza

Helton de Sá

2 Mello

Marco Túlio de

2 Tufik

Sergio

2 Portes

Leslie Andrews

3 4 Serra

Andrey Jorge

4 5 Tucci

Paulo José Ferreira

4 Antunes

Hanna Karen Moreira

1 6

1 Programa de Pós-Graduação Interdisciplinar em Ciências da Saúde, Universidade Federal de São Paulo, São Paulo, SP – Brazil 2 Departamento de Psicobiologia, Universidade Federal de São Paulo, São Paulo, SP – Brazil 3 Programa de Mestrado em Promoção da Saúde, Centro Universitário Adventista de São Paulo, São Paulo, SP – Brazil 4 Departamento de Medicina, Universidade Federal de São Paulo, São Paulo, SP – Brazil 5 Programa de Pós-Graduação em Ciências da Reabilitação, Universidade Nove de Julho, São Paulo, SP – Brazil 6 Departamento de Biociências, Universidade Federal de São Paulo, Santos, São Paulo, SP - Brasil

Correspondência: Profa. Dra. Hanna Karen Moreira Antunes. Universidade Federal de São Paulo - Campus Baixada Santista. Departamento de Biociências Rua Silva Jardim, 136, Térreo. CEP: 11015-020, Vila Mathias, Santos, São Paulo - Brasil. E-mail: hanna.karen@unifesp.br

Contribuição dos autores

Concepção e desenho da pesquisa: Mônico-Neto M, Antunes HKM. Obtenção de dados: Giampá SQC, Mônico-Neto M, Souza HS, Portes LA, Serra AJ, Antunes HKM. Análise e interpretação dos dados: Giampá SQC, Mônico-Neto M, Portes LA, Serra AJ, Tucci PJF, Antunes HKM. Análise estatística: Giampá SQC. Obtenção de financiamento: Mello MT, Tufik S, Tucci PJF, Antunes HKM. Redação do manuscrito: Giampá SQC, Mônico-Neto M, Portes LA, Antunes HKM. Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante: Mônico-Neto M, Souza HS, Mello MT, Tufik S, Portes LA, Serra AJ, Tucci PJF, Antunes HKM.

Potencial Conflito de Interesse

Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.

Resumo Fundamento:

O treinamento resistido promove benefícios à saúde cardiovascular, a qual é influenciada pela privação de sono.

Objetivo:

Investigar o efeito prévio do treinamento resistido de alta intensidade sobre a contratilidade miocárdica de ratos privados de sono paradoxal.

Métodos:

Quarenta ratos machos Wistar foram distribuídos nos grupos controle (CTRL), treinamento resistido (TRES), privação de sono paradoxal por 96 horas (PSP96) e treinamento resistido seguido de privação de sono paradoxal por 96 horas (TRES/PSP96). O treinamento resistido foi de alta intensidade, por 8 semanas, 5x/semana. Vinte e quatro horas após a última sessão de treinamento, os grupos PSP96 e TRES/PSP96 foram submetidos ao protocolo de privação de sono paradoxal e em seguida foi realizado o estudo in vitro da mecânica contrátil do músculo papilar isolado.

Resultados:

Em comparação ao CTRL, os grupos PSP96 e TRES/PSP96 apresentaram menor comprimento do músculo papilar e aumento da área de secção transversa. Associado a essas alterações, verificou-se a diminuição das derivadas temporais da força na contração e relaxamento em todas as condições avaliadas. Somente o grupo PSP96 apresentou redução da tensão de repouso e lentidão no tempo de relaxamento, sendo este último atenuado pelo treinamento resistido prévio.

Conclusão:

O treinamento resistido prévio à PSP foi parcialmente protetor contra as alterações contráteis do músculo papilar, minimizando a lentidão no tempo de relaxamento. Assim, o caráter de alta intensidade do protocolo adotado parece não proteger plenamente o tecido cardíaco frente a PSP.

Palavras-chave: Treinamento de Resistência Privação do Sono Doenças Cardiovasculares Contração Miocárdica Ratos Experimentação Animal

FAPESP

2013/00152-5

FAPESP

2011/15962-7

O presente estudo foi financiado por FAPESP (2013/00152-5, 2011/15962-7)

Introdução

A duração do tempo de sono é um dos fatores determinantes da saúde cardiovascular. Estudos demonstram que um menor tempo alocado para o sono está intimamente associado ao aumento da prevalência e incidência de doenças cardiovasculares como, por exemplo, a hipertensão.1 Dentre os possíveis mecanismos, destaca-se a elevação da atividade simpática e do catabolismo, evidenciada pelo aumento dos níveis de catecolaminas e cortisol/corticosterona,2^-6 culminando em alterações moleculares e morfológicas,7 podendo, assim, prejudicar o tecido cardíaco.

Diante desse cenário, o treinamento resistido destaca-se como uma possível ferramenta para minimizar ou até mesmo reverter o impacto do débito de sono sobre a saúde cardiovascular. Além de induzir a redução da pressão arterial de repouso, da pressão sistólica do ventrículo esquerdo e da frequência cardíaca,8^,9 o treinamento resistido também é capaz de promover o aumento da força isométrica do músculo papilar, e consequentemente melhorar sua performance contrátil.10 Ainda, por influenciar os diversos eixos endócrinos, pode proporcionar uma involução do quadro catabólico instalado pela privação de sono.11

Embora existam estudos destacando o impacto do débito de sono sobre a saúde cardiovascular,4^,12 pouco se sabe sobre os seus efeitos sobre a maquinaria contrátil cardíaca, e o papel do treinamento resistido como ferramenta preventiva. Assim, o objetivo do estudo foi avaliar o efeito prévio do treinamento resistido de alta intensidade sobre a contratilidade miocárdica de ratos privados de sono paradoxal.

Métodos

Usando uma amostragem por conveniência, foram utilizados 40 ratos machos Wistar com 3 meses de idade, pesando 300-350g, provenientes da colônia do Centro de Desenvolvimento de Modelos Experimentais para Medicina e Biologia (CEDEME) da Universidade Federal de São Paulo. Os animais foram mantidos em caixas de polipropileno, em uma sala com temperatura controlada (22 ± 1ºC), ciclo claro/escuro (12:12h), e com água e ração ad libitum.

Os procedimentos foram realizados de acordo com o Guide for the Care and Use of Laboratory Animals - National Research Council, NIH Publication Nº 85-23 (revised 2011). O protocolo foi aprovado pelo Comitê de Ética da Universidade Federal de São Paulo/Hospital São Paulo (#0764/10).

Os animais foram distribuídos em 4 grupos: controle (CTRL, n = 10), treinamento resistido (TRES, n = 10), privação de sono paradoxal (PSP) por 96 horas (PSP96, n = 10), e treinamento resistido seguido de PSP por 96 horas (TRES/PSP96, n = 10). Durante todo o período do experimento os animais do grupo CTRL permaneceram em suas caixas moradias e não sofreram manipulações além da rotina usual do laboratório.

Treinamento Resistido

O treinamento resistido foi realizado durante 8 semanas conforme descrito previamente.13 Foi utilizado uma escada com dimensões de 110 cm de altura, 18 cm de largura, 80º de inclinação e com espaçamento de 2 cm entre os degraus. No topo da escada existia uma câmara de 20x20x20 cm que servia de abrigo durante o repouso entre as séries do exercício. Os animais subiram a escada com um sistema de peso acoplado na base da cauda, o que permitia o incremento da carga com a progressão do exercício.

A familiarização do animal com o aparato foi constituída de 9 tentativas por dia durante 3 dias consecutivos. Em seguida, foi realizado um teste para determinação da carga máxima13 e, semanalmente, os animais foram submetidos à reavaliação da carga máxima.

As sessões de treinamento foram constituídas de 4 a 8 séries de escalada, com cargas progressivamente maiores e intervalo de 60 segundos entre as séries. O comprimento do aparato de treinamento exigia que os animais executassem de 8 a 12 movimentos (repetições) para se deslocarem do início ao topo da escada. Na primeira série, a sobrecarga imposta ao animal foi equivalente a 50% da carga máxima. Em seguida, a sobrecarga foi incrementada para 75%, 90% e quarta série com 100% da carga máxima; para as subidas subsequentes foram adicionados 30g em cada tentativa até a falha.13 O treinamento foi realizado 5 vezes por semana, de segunda a sexta-feira, no período da tarde. A sessão da segunda-feira foi substituída pelo teste de carga máxima. A fim de evitar o overtraining, devido à alta intensidade do protocolo, foi adotado o descanso profilático às quartas-feiras nas semanas 6, 7 e 8. Durante essas semanas, os animais treinaram segunda-feira, terça-feira, quinta-feira e sexta-feira. Quarenta e oito horas após a última sessão de treinamento os animais dos grupos CTRL e TRES foram eutanasiados e os grupos PSP96 e TRES/PSP96 foram submetidos ao protocolo de PSP.

Privação de Sono Paradoxal

A PSP foi aplicada por 96 horas contínuas pelo método das plataformas múltiplas modificado,14 capaz de suprimir totalmente o sono paradoxal e reduzir em 37% o sono de ondas lentas.15 Foram alocados 5 animais socialmente estáveis sobre plataformas circulares distantes 10 cm umas das outras em um tanque de aço inox (123 cm de comprimento x 44 cm de largura x 44 cm de altura). O tanque foi cheio de água em temperatura ambiente até 1cm abaixo da superfície das plataformas, permitindo que os animais se deslocassem de uma plataforma para outra e, ao atingirem o sono paradoxal, tocavam na água devido à atonia muscular que acompanha essa fase do sono, sendo então acordados. No decorrer do protocolo, o ambiente foi mantido em condições adequadas de temperatura (22 ± 1°C), ciclo claro-escuro (12h) e a água e ração foram ofertadas ad libitum. O grupo CTRL permaneceu na mesma sala, para que experimentassem as mesmas condições ambientais.

Mecânica Muscular Cardíaca Isolada

Imediatamente após o protocolo de PSP para os grupos PSP96 e TRES/PSP96, ou 48 horas após a última sessão de treinamento resistido para os animais do grupo TRES ou após período equivalente para o grupo CTRL, foram feitas preparações in vitro do músculo papilar isolado do ventrículo esquerdo.

Os animais foram anestesiados com Uretana (Urethanechloride, 0,3 ml/100 g, i.p., Sigma-Aldrich, St. Louis, Mo, EUA), o coração foi rapidamente removido e colocado em solução de Krebs-Henseleit, previamente oxigenada com 100% de oxigênio e aquecida a 30ºC. O músculo papilar foi dissecado do ventrículo esquerdo, e suas extremidades tendínea e parietal foram presas por anéis de aço inoxidável ao transdutor de força. Posteriormente, o músculo papilar foi suspenso verticalmente na cuba de vidro, contendo a solução de Krebs-Henseleit (mM), composta por: 132 NaCl; 4,69 KCl; 1,5 CaCl; 1,16 MgSO₄; 1,18 KH₂PO₄; 5,50 glicose e 20 HEPES, tamponado a pH 7,4.16 O anel da extremidade inferior do músculo foi conectado ao gancho fixo na cuba de vidro, e o anel superior foi ligado, via um fio de aço inoxidável, ao transdutor de força isométrica (model FT03E, Grass Instrument, Quincy, MA). O transdutor de força estava conectado ao micromanipulador que permitia o ajuste de comprimento do músculo. Paralelamente ao músculo papilar, estavam dois eletrodos de platina acoplados ao estimulador elétrico, que liberavam estímulos em onda quadrada de 5ms de duração, em frequência de 0,2Hz,16^,17 e voltagem aproximadamente 20% maior que o mínimo necessário para provocar resposta mecânica máxima do músculo. Após 60 minutos em condição isotônica com pré-carga baixa (0,4 g) para estabilização da preparação, o músculo foi carregado para contrair isometricamente por 15 minutos e, em seguida, estirado até atingir o ápice da curva comprimento-tensão desenvolvida (L_máx: comprimento diastólico do músculo associado com tensão isométrica desenvolvida máxima). Os testes foram realizados em L_máx e a tensão isométrica foi avaliada pela força normalizada para a área da secção transversa (AST) do músculo (g.mm^-2). A AST do músculo papilar foi calculada pela razão entre a sua massa (mg) e seu comprimento em repouso, verificado em L_máx (mm), assumindo uniformidade cilíndrica e uma gravidade específica de 1,04.

Os parâmetros de função contrátil analisados foram: tensão desenvolvida (TD; g.mm^-2), tensão de repouso (TR; g.mm^-2), variação temporal da força na contração (+dT/dt; g.mm^-2.s^-1), variação temporal da força no relaxamento (-dT/dt; g.mm^-2.s^-1), tempo para atingir o pico da tensão desenvolvida (TPT; ms) e tempo para tensão desenvolvida decrescer 50% de seu valor máximo, como parâmetro temporal de capacidade de relaxamento (TR50%; ms). O comportamento mecânico dos músculos papilares foi avaliado nas seguintes condições: 1) Basal; 2) Relação Comprimento-Tensão (variação do comprimento muscular de 92% a 100% do L_máx); 3) Potenciação Pós-Pausa (utilizando 10, 20, 30, 60 e 120 segundos de pausa); e 4) Resposta contrátil ao cálcio (Ca²⁺) (aumento da concentração de Ca²⁺ de 1,5 mM para 2,5 mM na solução nutridora).

Análise Estatística

As análises foram realizadas com auxílio do programa Statistica® (Stat Soft, Inc, versão 12.0). Para a análise descritiva dos dados, calcularam-se as medidas de tendência central. A normalidade dos dados foi verificada pelo teste de Shapiro Wilk. Os dados com distribuição paramétrica foram analisados pela análise de variância (ANOVA) one-way ou two-way, com teste post hoc de Duncan, enquanto os dados não paramétricos foram padronizados com Z-score e posteriormente avaliados pela ANOVA. Nas manobras/condições experimentais de relação comprimento-tensão e potenciação pós-pausa, foi realizada a regressão linear para comparação entre os slopes e a área abaixo da curva, respectivamente. Posteriormente, os valores relativos aos slopes e a área abaixo da curva de cada grupo foram analisados pela ANOVA, conforme descrito acima. A significância estatística adotada foi de α = 0,05.

Resultados Parâmetros Biométricos do Músculo Papilar

Não houve diferença da massa do músculo papilar entre os grupos (F_(3,23 = 0,16005, p > 0,05). Para L_máx, houve redução nos grupos PSP96 (p = 0,03) e TRES/PSP96 (p = 0,002) quando comparados ao grupo CTRL, sendo o grupo TRES/PSP96 diferente do grupo TRES (p = 0,005), (F_(3,21) = 6,0487, p < 0,01). Quanto à AST, verificou-se aumento nos grupos TRES (p = 0,02), PSP96 (p = 0,02) e TRES/PSP96 (p=0,01) comparado ao grupo CTRL (F_(3,19) = 3,1706, p < 0,05) (Tabela 1).

Tabela 1 Efeito do treinamento resistido e da privação de sono paradoxal sobre os parâmetros biométricos do músculo papilar

Variáveis	CTRL	TRES	PSP96	TRES/PSP96
Massa do músculo papilar (mg)	5,96 ± 2,02	5,98 ± 1,43	6,35 ± 0,89	5,77 ± 1,64
L_máx (mm)	5,86 ± 0,84	5,71 ± 0,73	4,91 ± 0,64*	4,40 ± 0,60*^{, †}
AST (mm²)	1,00 ± 0,27	1,30 ± 0,19*	1,29 ± 0,12*	1,35 ± 0,21*

Dados apresentados em média ± desvio-padrão. Lmáx: comprimento máximo do músculo papilar; AST: área de secção transversa.

diferente do grupo CTRL;

†

diferente do grupo TRES.

Mecânica Contrátil do Músculo Papilar sob Contração Isométrica (Basal)

Observou-se diminuição da TD no grupo TRES/PSP96 quando comparado ao CTRL (F_(3,23) = 3,3049; p = 0,009), e menor TR no grupo PSP96 quando comparado ao TRES (F_(3,22) = 3,6623; p = 0,01). Em relação à +dT/dt, os grupos PSP96 (p = 0,006) e TRES/PSP96 (p = 0,001) apresentaram redução quando comparados ao grupo CTRL (F_(3,20)=8,0313, p < 0,05). Esse comportamento foi semelhante ao encontrado na avaliação da variável -dT/dt, mas somente para o grupo PSP96 (F_(3,26) = 2,7244, p = 0,01) (Figura 1).

Figura 1 Efeito do treinamento resistido e da privação de sono paradoxal sobre a mecânica contrátil do músculo papilar sob contração isométrica. ANOVA one‑way com post hoc de Duncan Test. Dados apresentados em média ± erro-padrão, com resultados significativos para p = 0,05. TD: tensão isométrica desenvolvida máxima; TR: tensão isométrica de repouso; (+dT/dt): variação temporal da força na contração; (-dT/dt): variação temporal da força no relaxamento; TPT: tempo para atingir o pico da tensão desenvolvida; TR50% - tempo decorrido para a tensão desenvolvida decrescer 50% de seu valor máximo; CTRL: grupo controle; TRES: treinamento resistido; PSP96: privação de sono paradoxal por 96 horas; TRES/PSP96: treinamento resistido seguido de privação de sono paradoxal por 96 horas. * diferente do grupo CTRL; † diferente do grupo TRES; ‡ diferente de todos os grupos

Quanto aos parâmetros temporais, observamos um comportamento similar entre os grupos em relação à contração cardíaca (F_(3,23) = 0,00, p > 0,05). Já em relação ao parâmetro referente ao TR50%, evidenciamos prolongamento do relaxamento no grupo PSP96, comparado a todos os grupos (F_(3,26) = 3,9344, p < 0,05).

Mecânica Contrátil do Músculo Papilar na Relação Comprimento-Tensão

Os grupos TRES (p = 0,02), PSP96 (p = 0,03) e TRES/PSP96 (p = 0,0001) apresentaram menores slopes da variável TD quando comparados ao grupo CTRL, sendo o grupo TRES/PSP96 também estatisticamente inferior aos grupos TRES (p = 0,03) e PSP96 (p = 0,02), (F_{(3, 24)} = 7,0880, p < 0,01). Já em relação a TR, houve redução no grupo PSP96 em comparação ao grupo TRES (p = 0,03), (F_(3,23) = 2,5483, p < 0,05) (Figura 2).

Figura 2 Efeito do treinamento resistido e da privação de sono paradoxal sobre os parâmetros contráteis do músculo papilar na relação comprimentotensão. ANOVA one-way com post hoc de Duncan Test. Dados apresentados em média ± erro-padrão, com resultados significativos para p = 0,05. TD: tensão desenvolvida; TR: tensão de repouso; (+dT/dt): variação temporal da força na contração; (-dT/dt): variação temporal da força no relaxamento; CTRL: grupo controle; TRES: treinamento resistido; PSP96: privação de sono paradoxal por 96 horas; TRES/PSP96: treinamento resistido seguido de privação de sono paradoxal por 96 horas.* diferente do grupo CTRL; † diferente do grupo TRES; ‡ diferente de todos os grupos.

Na avaliação da +dT/dt, os grupos PSP96 e TRES/PSP96 apresentaram slopes inferiores aos grupos CTRL (p < 0,01) e TRES (p < 0,05), sendo o grupo PSP96 superior ao grupo TRES/PSP96 (p = 0,01), (F_(3,21) = 15,741, p < 0,01). Não houve diferenças entre os slopes da -dT/dT dos grupos estudados (F_(3,20) = 2,4210, p > 0,05).

Para o TPT, não houve diferenças entre os grupos (p > 0,05). Quanto ao TR50%, o grupo PSP96 apresentou valores superiores desta variável em todas as porcentagens de estiramento avaliada, quando comparado aos demais grupos (F_(3,25) = 5,1010, p < 0,05) (Figura 3).

Figura 3 Efeito do treinamento resistido e da privação de sono paradoxal sobre os parâmetros temporais do músculo papilar na relação comprimento-tensão. ANOVA two-way com post hoc de Duncan Test. Dados apresentados em média ± erro-padrão, com resultados significativos para p = 0,05. TPT: tempo para atingir o pico da tensão desenvolvida; TR50%: tempo decorrido para a tensão desenvolvida decrescer 50% de seu valor máximo; Lmáx: comprimento máximo do músculo papilar CTRL: grupo controle; TRES: treinamento resistido; PSP96: privação de sono paradoxal por 96 horas; TRES/PSP96: treinamento resistido seguido de privação de sono paradoxal por 96 horas. ‡ diferente de todos os grupos, em cada porcentagem de estiramento avaliada

Mecânica Contrátil do Músculo Papilar na Potenciação Pós-Pausa

Houve redução da TD no grupo TRES/PSP96 quando comparado ao grupo CTRL (p = 0,01), (F_(3,22) = 2,2722, p < 0,05). A TR reduziu no grupo PSP96 comparado aos grupos CTRL (p = 0,02) e TRES (p = 0,03), (F_(3,21) = 2,9579, p < 0,05), comportamento similar ao observado quando avaliado a variável -dT/dt (F_(3,23) = 4,3408, p < 0,05). A +dT/dt foi inferior nos grupos PSP96 (p = 0,02) e TRES/PSP96 (p = 0,002) comparado ao grupo CTRL, sendo o grupo TRES/PSP96 diferente do grupo TRES (p = 0,01), (F_(3,23) = 4,6147, p < 0,05) (Figura 4).

Figura 4 Efeito do treinamento resistido e da privação de sono paradoxal sobre os parâmetros contráteis do músculo papilar na potenciação pós-pausa. ANOVA one‑way com post hoc de Duncan Test. Dados apresentados em média ± erro-padrão, com resultados significativos para p = 0,05. TD: tensão desenvolvida; TR: tensão de repouso; (+dT/dt): variação temporal da força na contração; (-dT/dt): variação temporal da força no relaxamento; CTRL: grupo controle; TRES: treinamento resistido; PSP96: privação de sono paradoxal por 96 horas; TRES/PSP96: treinamento resistido seguido de privação de sono paradoxal por 96 horas. * diferente do grupo CTRL; † diferente do grupo TRES.

Não foram observadas diferenças nos parâmetros temporais entre os grupos (F_(12,96) = 0,7959, p > 0,05), exceto o aumento da TR50% no momento 60s em relação a todos os momentos de pausa, 10 (p = 0,00004), 20 (p = 0,001), 30 (p = 0,004) e 120 segundos (p = 0,0006), (F_(4,88) = 3,8313, p < 0,05) no grupo TRES/PSP96 (Figura 5).

Figura 5 Efeito do treinamento resistido e da privação de sono paradoxal sobre os parâmetros temporais do músculo papilar na potenciação pós-pausa. ANOVA Two-way com post hoc de Duncan Test. Dados apresentados em média ± erro-padrão, com resultados significativos para p = 0,05. TPT: tempo para atingir o pico da tensão desenvolvida; TR50%: tempo decorrido para a tensão desenvolvida decrescer 50% de seu valor máximo; CTRL: grupo controle; TRES: treinamento resistido; PSP96: privação de sono paradoxal por 96 horas; TRES/PSP96: treinamento resistido seguido de privação de sono paradoxal por 96 horas * diferente do grupo CTRL; † diferente do grupo TRES; ‡ diferente de todos os momentos de pausa, no mesmo grupo

Mecânica Contrátil do Músculo Papilar em Resposta ao Cálcio Extracelular

Observou-se aumento da variável TD no grupo TRES (F_(1,18) = 5,1523, p = 0,02), logo, maior resposta à manobra inotrópica despertada pelo cálcio. A TR foi menor à concentração de Ca²⁺ 2,5 mM em comparação à concentração de 1,5 mM (F_(1,18) = 14,0730, p < 0,01) nos grupos CTRL (p = 0,001) e TRES/PSP96 (p = 0,04), e inferior no grupo PSP96 em ambas as concentrações de Ca²⁺, 1,5 mM (p = 0,009) e 2,5 mM (p = 0,02), (F_(3,18) = 3,2331, p < 0,05) em comparação ao grupo CTRL (Figura 6).

Figura 6 Efeito do treinamento resistido e da privação de sono paradoxal sobre a mecânica contrátil do músculo papilar em resposta ao aumento da concentração de Ca2+ extracelular. ANOVA two-way com post hoc de Duncan Test. Dados apresentados em média ± erro-padrão, com resultados significativos para p = 0,05. TD: tensão desenvolvida; TR: tensão de repouso; (+dT/dt): variação temporal da força na contração; (-dT/dt): variação temporal da força no relaxamento; TPT: tempo para atingir o pico da tensão desenvolvida; TR50%: tempo decorrido para a tensão desenvolvida decrescer 50% de seu valor máximo. * diferente do grupo CTRL, na mesma concentração de Ca2+; † diferente do grupo TRES, na mesma concentração Ca2+; ‡ diferente da concentração de Ca2+ 1,5 mM, no mesmo grupo; § diferente de todos os grupos, na mesma concentração de Ca2+.

Na variável +dT/dt, observou-se que o grupo TRES/PSP96 foi superior no momento Ca²⁺ 2,5 mM em relação ao momento Ca²⁺ 1,5 mM (p = 0,03), entretanto, em ambos os momentos, Ca²⁺ 1,5 mM (p = 0,01) e Ca²⁺ 2,5 mM (p = 0,03) este grupo apresentou valores reduzidos quando comparado ao CTRL (F_(1,18) = 9,354531, p < 0,01). Comportamento semelhante foi observado para a -dT/dt, com redução no grupo PSP96 em ambas as concentrações de Ca²⁺, quando comparado aos grupos CTRL (p = 0,03) e TRES (p = 0,02), (F_(3,20) = 3,6516, p < 0,05).

A TPT aumentou à concentração de Ca²⁺ 2,5 mM no grupo PSP96 quando comparado aos grupos CTRL (p = 0,003), TRES (p = 0,02) e TRES/PSP96 (p = 0,01) (F_(3,19) = 5,538, p < 0,05). Já quando observado a variável TR50%, não se verificaram diferenças entre os grupos estudados (F_(3,19) = 0,69, p < 0,05).

Discussão

Os resultados demonstram o efeito deletério da PSP sobre a contratilidade miocárdica e a eficácia parcial do treinamento resistido como estratégia para atenuar as alterações observadas. O treinamento resistido e a PSP promovem hipertrofia do miocárdio associado à redução de L_máx, possivelmente pelo aumento do conteúdo de colágeno cardíaco18 e menor capacidade de estiramento do músculo papilar consequente ao aumento de corticosterona induzido pela PSP.5^,19

As medidas basais forneceram um indicativo de depressão funcional miocárdica nos grupos submetidos à PSP. Interessantemente, os dados assemelham-se aos encontrados em ratos infartados20 ou nefrectomizados,21 nos permitindo destacar o caráter agressivo da PSP sobre os parâmetros contráteis e temporais do músculo papilar em apenas 4 dias.

O parâmetro temporal de relaxamento cardíaco foi aumentado no grupo PSP96, possivelmente pela composição da miosina do músculo cardíaco22 e pela duração do transiente de cálcio,23 ambos influenciados pelo desequilíbrio na via do cálcio.24 No entanto, o treinamento resistido foi capaz de prevenir a lentidão no tempo de relaxamento do músculo papilar, embora não tenha sido eficaz sobre o decréscimo na variável TD.

A redução da TD no grupo TRES/PSP96 pode ser justificada pela alta intensidade do treinamento resistido. Contudo, apesar de promover adaptações benéficas, seu efeito somado à PSP resultou em depressão da função contrátil no músculo papilar. Não houve diferença da TD entre os grupos CTRL e TRES, indicando a manutenção da função contrátil do músculo papilar. Em contrapartida, previamente foi demonstrado que o treinamento resistido com cargas pré-definidas (60-70% de 1RM) é capaz de melhorar a atividade da miosina ATPase e a contratilidade do músculo papilar.8 Quanto ao treinamento aeróbio, estudos demonstram valores superiores da TD em animais treinados em relação a animais controles.16^,25

A análise da resposta contrátil dos músculos papilares ao estiramento permitiu avaliar a integridade da relação de Frank-Starling. Todos os grupos, exceto o CTRL, tiveram resposta contrátil deprimida, sugerindo prejuízo ou exaustão no mecanismo de Frank-Starling no miocárdio. Quando avaliada a +dT/dt, observamos um prejuízo somente no grupo PSP96. A resposta contrátil ao estiramento está geralmente relacionada ao aumento do número de cabeças de miosina associadas à actina. O alongamento de um músculo promove diminuição da distância entre os filamentos grossos e finos, facilitando a ligação desses, e consequente ligação do Ca²⁺ à troponina. Assim, é plausível afirmar que a distância entre os filamentos é um fator significativo para determinação do comportamento fisiológico do músculo cardíaco.26^,27

A diminuição da TR corrobora a piora da resposta contrátil observada no grupo PSP96 frente ao mecanismo de Frank-Starling, indicando maior rigidez e comprometimento da contratilidade e do relaxamento como observado em animais infartados.20 Quanto menor o valor da TR, maior a capacidade de distensão do músculo papilar, que se associa ao aumento da taxa de colágeno do tipo III sobre o colágeno tipo I.28 Outra possível hipótese é a inadequada oxigenação muscular.29^-31 Associado a isso, e de maneira similar ao observado nas análises basais, destaca-se o aumento do tempo de relaxamento no grupo PSP96.

Quanto ao grupo TRES, não observamos elevação dos parâmetros contráteis. No entanto, a literatura demonstra que o exercício físico regular tem impacto na relação comprimento-tensão em cardiomiócitos do ventrículo esquerdo, aumentando a força de contração.29^-31 Em contrapartida, foi verificado que a relação comprimento-tensão desenvolvida foi deprimida em animais submetidos ao treinamento aeróbio, sugerindo que esse tipo de exercício não foi capaz de atenuar esse comportamento.25

A potenciação após pausa de estímulos elétricos permite avaliar indiretamente o equilíbrio entre a captação, armazenamento e liberação de Ca²⁺ pelo retículo sarcoplasmático e a extrusão de Ca²⁺ da célula através do sarcolema. A pausa de estímulos potencializa a contração seguinte em consequência do acúmulo de Ca²⁺ no retículo sarcoplasmático durante a pausa; do aumento na liberação deste íon pelo retículo sarcoplasmático e da reduzida participação do trocador Na⁺/Ca²⁺ em retirar o Ca²⁺ do sarcolema.32^,33 Em ratos infartados, foi verificado a depressão da potenciação pós-pausa do músculo papilar.20^,25 Essas características foram evidenciadas em nosso estudo somente quando avaliada as variações temporais da força na contração (+dT/dt) e relaxamento (-dT/dt) do grupo PSP96, sugerindo possível disfunção na cinética de Ca²⁺ associado ao aumento da atividade do trocador Na⁺/Ca²⁺.

Assim, os dados sugerem que a PSP é capaz de interferir na funcionalidade cardíaca, e que tais alterações não foram atenuadas pelo treinamento resistido de alta intensidade, uma vez que os animais submetidos ao exercício apresentaram uma involução da +dT/dt. Talvez, protocolos de intensidade moderada ou baixa, ou até mesmo o treinamento aeróbio poderiam ser mais eficazes para a melhora da função contrátil do músculo papilar. Dados experimentais demonstraram uma potenciação pós-pausa aumentada em animais infartados submetidos ao treinamento físico aeróbio, destacando o caráter preventivo desse tipo de treinamento.25

Por fim, avaliamos a resposta contrátil do músculo papilar ao aumento da concentração de Ca²⁺ na solução nutridora. Essa manobra tem como objetivo averiguar se há melhora do comportamento contração-relaxamento com o aumento da disponibilidade de Ca²⁺.34 De acordo com nossos resultados, mediante o aumento nas concentrações de Ca²⁺, houve aumento da TD no grupo TRES e diminuição tanto da TR como da -dT/dt no grupo PSP96. Já a +dT/dt melhorou no grupo TRES/PSP9696 mediante ao estímulo dado, enquanto a variável temporal de contração cardíaca aumentou no grupo PSP96, sugerindo piora do tempo para ocorrência da sístole.

Esse conjunto de resultados nos permite afirmar que a resposta contrátil e temporal foi prejudicada com a PSP. Independente da concentração de Ca²⁺, o músculo papilar dos animais submetidos à PSP não responderam adequadamente. Essas respostas deprimidas vêm ao encontro ao observado em animais infartados.35

Conclusão

Diante do exposto, conclui-se que o treinamento resistido de alta intensidade foi eficaz na melhoria dos parâmetros temporais, embora não tenham sido observados benefícios para as alterações contráteis. Sugere-se que protocolos de exercícios físicos menos intensos possam ser mais interessantes para a proteção plena do miocárdio, representado pelo músculo papilar.

Limitações do Estudo

O presente estudo teve como objetivo investigar os efeitos da privação de sono na contratilidade miocárdica, na ausência de comorbidades associadas, o que em estudos clínicos poderia confundir os resultados. Dessa forma, é preciso cautela para aplicar os resultados encontrados em investigações clínicas.

Fontes de Financiamento

O presente estudo foi financiado por FAPESP (2013/00152-5, 2011/15962-7).

Vinculação Acadêmica

Este artigo é parte de dissertação de Mestrado de Sara Quaglia de Campos Giampá pela Universidade Federal de São Paulo.

Agradecimentos

Os autores agradecem à CAPES-Reuni, FAPESP (#2013/00152-5; #2011/15962-7) e ao Laboratório de Fisiologia Cardiovascular da UNIFESP.