UNIVERSIDADE SÃO JUDAS TADEU PÓS-GRADUAÇÃO STRICTO SENSU EM EDUCAÇÃO FÍSICA Sebastião de Brito EFEITOS DO TREINAMENTO FÍSICO AERÓBIO E DA TERAPIA ESTROGÊNICA NO CONTROLE CARDIOVASCULAR EM UM MODELO EXPERIMENTAL DE MENOPAUSA: PAPEL DO ESTRESSE OXIDATIVO SÃO PAULO 2011
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UNIVERSIDADE SÃO JUDAS TADEU
PÓS-GRADUAÇÃO STRICTO SENSU EM EDUCAÇÃO FÍSICA
Sebastião de Brito
EFEITOS DO TREINAMENTO FÍSICO AERÓBIO E DA TERAPIA ESTROGÊNICA NO
CONTROLE CARDIOVASCULAR EM UM MODELO EXPERIMENTAL D E
MENOPAUSA: PAPEL DO ESTRESSE OXIDATIVO
SÃO PAULO
2011
UNIVERSIDADE SÃO JUDAS TADEU
PÓS-GRADUAÇÃO STRICTO SENSU EM EDUCAÇÃO FÍSICA
Sebastião de Brito
EFEITOS DO TREINAMENTO FÍSICO AERÓBIO E DA TERAPIA ESTROGÊNICA NO
CONTROLE CARDIOVASCULAR EM UM MODELO EXPERIMENTAL D E
MENOPAUSA: PAPEL DO ESTRESSE OXIDATIVO
Dissertação apresentada ao Programa de Mestrado em Educação Física da Universidade São Judas Tadeu como requisito parcial à obtenção do título de Mestre em Educação Física.
Área de Concentração: Bases Biodinâmicas da Atividade Física.
Orientadora: Profa. Dra. Kátia De Angelis.
SÃO PAULO
2011
Brito, Sebastião de
Efeitos do treinamento físico aeróbio e da terapia estrogênica no controle cardiovascular em um modelo experimental de menopausa: papel do estresse oxidativo / Sebastião de Brito. - São Paulo, 2011.
107 f. : il. ; 30 cm.
Orientador: Kátia De Angelis Dissertação (mestrado) – Universidade São Judas Tadeu, São Paulo, 2011.
Treinamento físico I. Kátia De Angelis II. Universidade São Judas Tadeu, Programa de Pós-Graduação Stricto Sensu em Educação Física. III. Título CDD – 612.665
DEDICATÓRIA
Dedico primeiramente à força maior, que paira sobre todas as coisas e sobre nossas
concepções.
Dedico aos meus pais, José de Brito e Elza Francisca de Oliveira Brito, pelo apoio e
amor incondicional sobre os eventos mais importantes da minha vida, e claro agora não
poderia ser diferente.
Dedico também a minha irmã Janaina de Oliveira de Brito, cuja influência foi
fundamental em toda a minha vida acadêmica.
Dedico a minha esposa Priscila Marsola de Brito, pelo amor, pela paciência, serenidade,
companheirismo, respeito e acima de tudo cumplicidade.
Dedico aos amigos Alexandre Rocha, Catarina Barboza, Danielle Dias, Diego Figueroa,
Emy Suelen, Filipe Fernandes Conti, Henrique Marchet, Hugo Garcia, Íris Callado
Quadro 1. Protocolo de treinamento físico..........................................................................17
LISTA DE ABREVIATURAS
AF: Banda de Alta Freqüência LPO: Lipoperoxidação AF: Banda de Alta Freqüência Na2HPO4: Fosfato Dissódico AZO : 2,2’ Azo-bis (2-amidino-propano) NADPH: Forma Reduzida da Nicotinamida CAT : Catalase Adenina Dinucleotídeo Fosfato CO3HK : Bicarbonato Potássico NaHCO3: Bicarbonato de Sódio COEP: Comitê de Ética em Pesquisa NaOH: Hidróxido de Sódio CuSO4 :Sulfato de Cobre NO: Óxido Nítrico
ERO: Espécies Reativas de Oxigênio PA: Pressão Arterial EPM: Erro Padrão da Média PAD: Pressão Arterial Diastólica FC: Freqüência Cardíaca PAM : Pressão Arterial Média FFT: Transformada Rápida de Fourrier PAS: Pressão Arterial Sistólica GPx: Glutationa Peroxidase PMSF: Fluoreto de Fenil Metil Sulfonila GSH: Glutationa Reduzida QL : Quimiluminescência GSH/GSSG: Razão Glutationa Reduzida pela RMSSD: Raiz Quadrada da Média dos Quadrados Glutationa Oxidada das Diferenças entre os Intervalos R-R Normais HDL : Lipoproteína de Alta Densidade Sucessivos ip: Intraperitoneal SNA: Sistema Nervoso Autônomo IP: Intervalo de pulso SOD: Superóxido Dismutase KCl: Cloreto de Potássio t-BOOH: Hidroperóxido de Tert-Butil
KNaC4H4O6: Tartarato de Sódio e Potássio TBARS: Substâncias Reativas ao Ácido Tiobarbitúrico
LDL : Lipoproteína de Baixa Densidade TH: Terapia Hormonal VAR: Variância
RESUMO
No climatério observa-se aumento do risco cardiovascular, o qual tem sido associado à redução do
papel protetor dos hormônios sexuais femininos nesta fase. Considerando o importante papel da
disautonomia cardiovascular como fator de risco para o desenvolvimento de doença
cardiovascular, bem como o possível envolvimento do estresse oxidativo cardíaco nesta
disfunção, intervenções farmacológicas e não-farmacológicas, como a terapia hormonal (TH) e o
treinamento físico (TF), que reduzam o estresse oxidativo e/ou melhorem a função
autonômica têm sido vistas como potenciais estratégias no manejo do risco cardiovascular.
O objetivo do presente estudo foi verificar os efeitos da terapia estrogênica (17β estradiol, 1,5 mg/9
semanas), associado ou não ao TF aeróbico (8 semanas em esteira ergométrica) em parâmetros
hemodinâmicos, de controle autonômico cardiovascular, de estresse oxidativo e na concentração de
nitritos e nitratos em ratas submetidas à privação dos hormônios ovarianos (retirada bilateral dos
ovários). Ratas fêmeas Wistar foram divididas em grupos: controle saudável (CS, n=8);
da glutationa (GSH/GSSG) no tecido cardíaco nas ratas OS em relação às ratas CS.
Além disto, a CAT foi menor no grupo OS em relação ao grupo CS no tecido cardíaco
e renal, e alteração similar foi observada na atividade da GPx nos tecidos renal e muscular.
Tais resultados de nosso estudo em conjunto, evidenciam claro aumento de estresse oxidativo
nos tecidos avaliados das ratas ooforectomizadas.
A GPx, pode ser considerada uma das principais enzimas que fazem parte das defesas
antioxidantes primárias (MILLS, 1957; MILLS, 1960). Dessa forma, pode-se pontuar que a
família das glutationas peroxidases (GPx) são capazes de remover o peróxido de hidrogênio,
acoplando sua redução à água com a oxidação da glutationa reduzida (GSH) (balanço redox).
A GPx se utiliza de uma variedade de doadores de elétrons e também de glutationa reduzida
(GSH), esta por sua vez pode ser oxidada (GSSG) pelo peróxido de hidrogênio, removendo-o
e formando água. A glutationa peroxidase também catalisa a redução de lipoperóxidos,
prevenindo, desta forma, a lipoperoxidação, ou seja, impedindo assim a fase de propagação
desse processo (DEL MAESTRO, 1980; SOUTHORN & POWIS, 1988). Podemos destacar a
GPx como enzima de alta afinidade de órgãos específicos, como o fígado e os glóbulos
vermelhos, com moderada atividade no tecido cardíaco e pulmonar e com baixa atividade no
tecido muscular (MILLS, 1960). Interessantemente a atividade da GPx no tecido cardíaco foi
maior no grupo OS em relação ao grupo CS, o que poderia ser explicado como um
mecanismos compensatório a concentração reduzida de CAT neste tecido já que ambas
enzimas detoxificam peróxido de hidrogênio (De ANGELIS et al., 2001).
Um dos mecanismos que podem estar relacionados com cardioproteção dos
estrogênios seria a preservação da função endotelial, através de ação antioxidante, a qual é
perdida durante a transição para a menopausa ou após ooforectomia (NIKI &
NAKANO,1990; BARP et al., 2002; GAGO-DOMINGUES et al.,2005). No presente estudo,
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a TH induziu redução da lipoperoxidação de membranas nas ratas ooforectomizadas, evidenciada por
redução deste parâmetro nos tecidos cardíaco (QL), renal (QL e TBARS) e muscular (TBARS), bem
como melhora no balanço redox GSH/GSSG cardíaco. Tais alterações foram acompanhadas de
aumento da CAT renal e da GPx cardíaca e renal no grupo OPS em comparação ao grupo OS, assim
como aumento da SOD no tecido cardíaco em relação ao grupo CS. De forma semelhante, a TH foi
eficaz em evitar maior dano oxidativo no tecido cardíaco em ratas ooforectomizadas (BARP
et al., 2002).
Nesta mesma perspectiva, o trabalho de Persky et al. (2000) demonstrou que o uso do
estrogênio no período de 8 semanas, em ratas fêmeas Sprague-Dawley, através da técnica
TBARS, foi capaz de conferir proteção contra estresse oxidativo muscular, no músculo sóleo,
cardíaco e células H9c2, além de sugerir um aumento da atividade antioxidante. O estudo de
Baeza et al. (2010) demonstrou que o processo de ooforectomia acelera o processo de
envelhecimento em ratas fêmeas Wistar, além de ser capaz de diminuir a razão GSH/GSSG,
aumentar os níveis de malondealdeído (MDA), resultantes do processo de lipoperoxidação em
tecidos como o fígado, rim e coração. Em contrapartida, o uso da TH por 10 semanas foi
eficaz em melhorar a razão GSH/GSSG neste modelo animal. Moorthy et al. (2005) que
demonstrou em ratas menopausadas de diferentes idades, que a administração de estrogênio (1
mês de injeção subcutânea de 17β estradiol) ou combinada a progesterona promoveu aumento
da SOD nos tecidos cardíaco, hepático, renal, cerebral, além de diminuir a gliconeogênese e
proteólise relacionadas à diminuição das atividades da alanina aminotransferase e aspartato
aminotransferase.
Os estudos em conjunto corroboram benefícios da TH no perfil oxidativo o que pode
ser explicado pelo fato do estrogênio poder atuar como scavenger de radicais livres. Todos os
estrogênios tem uma capacidade antioxidante, devido a um grupo hidroxil fenólico na posição
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3 e um grupo metil na posição 13. A presença desse grupo fenólico confere ao estrogênio á
propriedade antioxidante ao aprisionar elétrons de radicais livres (NIKI & NAKANO, 1990).
Ao se privar o organismo feminino dos hormônios sexuais, principalmente do estradiol, há a
perda da ação antioxidante per se dos estrogênios, com consequente aumento da proliferação
das células musculares lisa, diminuição da expressão NO sintase, inativação óxido nítrico pela
ação das ERO conseqüentemente levando ao aumento dos riscos cardiovasculares
(HAYASHI et al., 1995; HISHIKAWA et al.,1995; ROSSELLI et al., 1995; HUANG et al.,
1997). No entanto, no presente estudo a TH isoladamente (grupo OPS) não foi capaz de
atenuar a redução da NOx nas ratas ooforectomizadas.
O treinamento físico como abordagem ou uma alternativa como tratamento não
farmacológico de doenças cardiovasculares (TIPTON et al., 1991; WALLBERG et al., 1988;
NEGRÃO & BARRETO, 1998; LA ROVERE et al., 2002) tem sido demonstrado que o
mesmo é eficaz em diminuir o estresse oxidativo em diversas doenças cardiovasculares, o
qual pode ter relação direta aumento e/ou incremento das defesas antioxidantes (RAMIRES &
JI, 2001; RUSH et al., 2003, IRIGOYEN et al., 2005; BERTAGNOLLI et al. 2006). Quanto à
enzima catalase (CAT) no tecido cardíaco, estudos demonstram um aumento na sua
concentração em reposta a uma sessão aguda de exercício (JI et al., 1992) e também ao
treinamento físico (AIKAWA et al., 1984; OH-TSHI et al., 1997). Já a enzima SOD pode ser
considerada como principal inativador do radical superóxido durante o exercício e/ou após o
exercício. Sendo assim, alguns estudos já demonstraram que a atividade da SOD está
aumentada após uma sessão de exercício (JI et al., 1990; QUINTANILHA et al., 1983) assim
como após um período de treinamento físico (HIGUSHI et al., 1985; SEN et al., 1992). O
estudo de Kerksick et al. (2008) destaca o importante papel do estrogênio e do exercício, em
mulheres e capaz de oferecer proteção contra o estresse oxidativo, (bax, bcl-2, morte celular,
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DNA total e proteína mio fibrilar) pelo aumento da SOD e diminuição na razão de fatores
pró-inflamatórios (bax-bcl-2).
Corroborando tais achados, no presente estudo observou-se redução da
lipoperoxidação de membranas nas ratas ooforectomizadas treinadas, com (OPT) ou sem TH
(OT), evidenciada por redução deste parâmetro nos tecidos cardíaco (QL), renal (QL e
TBARS) e muscular (TBARS), bem como melhora no balanço redox GSH/GSSG cardíaco. A
CAT cardíaca, renal e muscular, a SOD muscular e a GPx cardíaca e renal foram maiores no
grupo OT em relação ao grupo OS. O grupo OPT apresentou CAT renal, GPx cardíaca e renal
aumentadas em comparação ao grupo OS, porém observou-se valores reduzidos de CAT
cardíaca e muscular, SOD cardíaca e muscular e GPx muscular no grupo OPT em relação ao
grupo OT. Neste sentido, um estudo de Tiidus et al. (1998) verificou não haver melhora das
defesas antioxidantes, além da perda de vitamina E, na associação entre TH e exercício. Por
fim, observamos maior NOx nos grupos treinados (OT e OPT) em relação ao grupo
ooforectomizado sedentário, sendo esta mais um achado importante que pode indicar maior
biodisponibilidade de NO após treinamento físico.
Estes resultados em conjunto sugerem que a terapia estrogênica parece impedir alguns
benefícios decorrentes do treinamento físico no perfil oxidativo nos tecidos avaliados. Porém
vale destacar que a TH, associada ou ao treinamento físico, no presente estudo não induziu
qualquer prejuízo adicional nos parâmetros de estresse oxidativo avaliados em relação ao
grupo somente submetido à privação dos hormônios ovarianos, promovendo inclusive
redução de estresse oxidativo em tecido cardíaco, renal e muscular.
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6. CONCLUSÃO
Os resultados deste estudo demonstram que a privação dos hormônios ovarianos em fêmeas
induziu aumento de peso corporal, aumento da PA, prejuízo no reflexo pressorreceptor, aumento da
tônus/modulação simpática cardíaca e vascular, acompanhados de aumento de estresse oxidativo,
caracterizado por aumento de parâmetros de lipoperoxidação de membrana, prejuízo no balanço redox,
redução de enzimas antioxidantes e da relação nitritos/nitratos (NOx) . Tais alterações foram
atenuadas/normalizadas pelo treinamento físico. A TH nas ratas submetidas à ooforectomia
atenuou/normalizou o ganho de peso corporal, a modulação simpática vascular e os parâmetros de
lipoperoxidação e balanço redox nos tecidos avaliados, mas não reverteu as alterações na PA, na SBR
no balanço simpato-vagal cardíaco, na NOx, nem promoveu aumento de enzimas antioxidantes como
no grupo somente treinado. A associação de treinamento físico e TH, apesar não induzir aumento de
enzimas antioxidantes como treinamento isoladamente, promoveu, além das alterações favoráveis
observadas somente no grupo TH, normalização da PA, redução do tônus simpático cardíaco e
melhora da SBR e da NOx, além de aumento adicional do balanço redox. Em conjunto, os achados do
presente estudo evidenciam que a terapia estrogênica subcutânea reverteu algumas disfunções
hemodinâmicas, autonômicas e no perfil oxidativo observado em ratas submetidas à privação dos
hormônios ovarianos, sem induzir qualquer prejuízo adicional nos parâmetros avaliados. No entanto, a
associação desta TH ao treinamento físico promoveu benefícios adicionais que podem ter um
importante impacto em termos de manejo de risco cardiovascular.
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