Efeitos do treinamento físico na cardiomiopatia e neuropatia autonômica associadas ao diabetes tipo 2 em fêmeas

Diabetic patients frequently present cardiomyopathy and autonomic neuropathy, which increases mortality risk. On the other hand, exercise training has been suggested as a non-pharmacological tool in the prevention and treatment of type 2 diabetes. However, there are few studies that evaluated the ef...

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2016
Main Author: Conti, Filipe Fernandes lattes
Orientador/a: Angelis, Kátia de
Banca: Angelis, Kátia de, Lanza, Fernanda de Cordoba, Ferrari, Raquel Agnelli Mesquita, Rodrigues, Bruno, Evangelista, Fabiana de Sant'anna
Format: Tese
Language:por
Published: Universidade Nove de Julho
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciências da Reabilitação
Department: Saúde
Assuntos em Português:
Assuntos em Inglês:
Áreas de Conhecimento:
Online Access:http://bibliotecatede.uninove.br/handle/tede/1837
Citação:Conti, Filipe Fernandes. Efeitos do treinamento físico na cardiomiopatia e neuropatia autonômica associadas ao diabetes tipo 2 em fêmeas. 2016. 101 f. Tese( Programa de Pós-Graduação em Ciências da Reabilitação) - Universidade Nove de Julho, São Paulo.
Resumo Português:Pacientes diabéticos frequentemente apresentam cardiomiopatia e neuropatia autonômica, que aumentam risco de mortalidade. Por outro lado, o treinamento físico vem sendo sugerido como uma ferramenta não-farmacológica na prevenção e tratamento do diabetes tipo 2. Porém, são escassos os estudos que avaliaram os efeitos dos três tipos de treinamento físico, aeróbio, resistido ou combinado, principalmente no sexo feminino, na cardiopatia e neuropatia diabética. Dessa forma o objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos do treinamento físico sobre as alterações cardíacas e autonômicas em camundongos fêmeas com um modelo de diabetes tipo 2 associado ou não ao infarto do miocárdio. Para melhor compreensão e análise dos dados, dividimos a tese em três protocolos com objetivos específicos: 1) descrever o uso da plataforma de ECG acoplado ao aparelho de ecocardiograma para aquisição dos sinais cardíacos usados na análise da variabilidade da frequência cardíaca em camundongos treinados e sedentários (Protocolo 1); 2) analisar os efeitos de três tipos de treinamento físico (aeróbio, resistido e combinado) sobre parâmetros de função cardíaca e autonômica em camundongos fêmeas ob/ob, um modelo de diabetes tipo 2 (Protocolo 2); 3) avaliar os efeitos do treinamento físico aeróbio sobre parâmetros de função cardíaca, autonômicos, de estresse oxidativo e de inflamação em camundongos fêmeas ob/ob submetido ao infarto do miocárdio (IM) (Protocolo 3). No protocolo 1, foi descrita uma nova abordagem para aquisição do intervalo RR em camundongos para a análise da variabilidade da frequência cardíaca (VFC) utilizando a aparelho de ecocardiograma. Este método foi testado em camundongos sedentários e submetidos à treinamento físico em roda (8 semanas) comprovando-se a melhora da função cardíaca e da modulação autonômica no grupo treinado. No protocolo 2, os animais ob/ob (grupo O) apresentaram aumento adicional de peso corporal, hiperglicemia, intolerância à glicose, redução da modulação simpática e vagal e prejuízo em parâmetros de função diastólica em relação a animais controles (grupo C), evidenciando o desenvolvimento de cardiomiopatia e neuropatia autonômica diabética. Os animais submetidos ao treinamento aeróbio (grupo OTA, esteira: 40-60% teste máximo, 8 semanas) e combinado (grupo OTC, esteira+escada em dias alternados: 40-60% capacidade máxima, 8 semanas) apresentaram melhora da função diastólica e global cardíaca (Índice de performance miocárdica (MPI) - C: 0,48±0,01; O: 0,59±0,04; OTA: 0,37±0,02; OTR: 0,51±0,05; OTC: 0,33±0,02) em relação aos grupos O e treinado resistido (OTR). Foi observada melhora da VFC no grupo OTA em relação aos demais grupos ob/ob (Modulação vagal cardíaca (AF) - O: 12±3; OTA: 20±6; OTR: 9±3; OTC: 7±2 ms2). Foram observadas correlações entre a melhora da modulação vagal cardíaca com a atenuação da disfunção ventricular. Além disto, os três tipos de treinamento físico atenuaram o ganho de peso corporal nos animais obesos, além de reduzirem a glicemia e a intolerância à glicose. No protocolo 3, o infarto do miocárdio (grupo OIS) promoveu redução da capacidade de exercício, da função cardíaca (Fração de ejeção- O: 68,0±2,0 vs. OIS: 49,5±4,8 %) e da VFC (RMSSD- O: 5,9±0,7 vs. OIS: 0,7±01 ms; SD1- O: 4,2±0,5 vs. OIS: 0,5±0,1 ms; SD2 - O: 13,6±2,1 vs. OIS: 2,0±7,5 ms) um perfil pró inflamatório (aumento de IL-17 e redução de IL-10) e aumento de estresse oxidativo (Lipoperoxidação- O: 2,92±0,37 vs. OIS: 6,53±1,05 µmoles/mg proteína; Oxidação de proteínas- O: 8,46±0,61 vs. OIS: 13,02±1,20 nmol/mg proteína) em camundongos fêmeas ob/ob. Por outro lado, o treinamento físico aeróbio (esteira: 40-60% teste máximo, 4 semanas) pós IM em fêmeas ob/ob, apesar de não modificar a função cardíaca, melhorou a capacidade de exercício, bem como a VFC (RMSSD- 2,8±0,7 ms; SD1- 2,0±0,5 ms; SD2 - 7,5±1,2 ms), o perfil inflamatório (redução de IL-17 e aumento de IL-10) e de estresse oxidativo (Lipoperoxidação- 4,18±0,3 µmoles/mg proteína; Oxidação de proteínas- 10,18±0,55 nmol/mg proteína). Concluindo, os resultados evidenciam que mesmo antes do estabelecimento de hiperglicemia severa, o desenvolvimento do diabetes tipo 2 em fêmeas ob/ob está associado a disfunções cardíacas e autonômicas, que são atenuadas pelo treinamento físico resistido, mas principalmente pelo aeróbio ou combinado. Além disto, o infarto do miocárdio está associado à exacerbação da cardiomiopatia e neuropatia autonômica diabética em fêmeas, tendo o treinamento físico aeróbio um papel benéfico na modulação autonômica, na inflamação e no estresse oxidativo cardíaco nessa condição. Em conjunto, nossos achados reforçam o importante papel do treinamento físico no manejo das disfunções cardíacas e autonômicas associadas as complicações do diabetes tipo 2 no sexo feminino.
Resumo inglês:Diabetic patients frequently present cardiomyopathy and autonomic neuropathy, which increases mortality risk. On the other hand, exercise training has been suggested as a non-pharmacological tool in the prevention and treatment of type 2 diabetes. However, there are few studies that evaluated the effects of the three types of exercise training, aerobic, resistance or combined, mainly in the female sex, on diabetic cardiomyopathy and autonomic neuropathy. Thus, the objective of this study was to evaluate the effects of exercise training on cardiac and autonomic changes in female mice with a model of type 2 diabetes associated or not with myocardial infarction. To better understand and analyze the data, we divided the thesis into three protocols with specific objectives: 1) to describe the use of the ECG platform coupled to the echocardiogram machine for the acquisition of cardiac signals used in the analysis of heart rate variability in trained and sedentary (Protocol 1); 2) to analyze the effects of three types of exercise training (aerobic, resistance and combined) on cardiac and autonomic function parameters in ob/ob female mice, a model of type 2 diabetes (Protocol 2); 3) to evaluate the effects of aerobic exercise training on cardiac, autonomic, oxidative stress and inflammation parameters in ob/ob female mice submitted to myocardial infarction (MI) (Protocol 3). In protocol 1, a new approach to the acquisition of the RR interval in mice for the analysis of heart rate variability (HRV) using the echocardiographic machine was described. This method was tested in sedentary mice and trained mice submitted to a protocol of exercise training in the wheel (8 weeks), proving the improvement of cardiac function and autonomic modulation in the trained group. In the protocol 2, ob/ob animals (group O) presented additional body weight gain, hyperglycemia, glucose intolerance, reduction of sympathetic and vagal modulation and impairment in diastolic function parameters in relation to control animals (group C), showing a development of diabetic cardiomyopathy and diabetic autonomic neuropathy. The animals submitted to aerobic training (OTA group, treadmill: 40-60% maximum test, 8 weeks) and combined (OTC group, treadmill + ladder in alternate days: 40-60% maximum capacity, 8 weeks) showed improvement of diastolic function and myocardial global index (MPI – C: 0.48±0.01, O: 0.59±0.04, OTA: 0.37±0.02, OTR: 0.51±0,05; OTC: 0.33±0.02) in relation to the O and resistance (OTR) groups. There was an improvement in HRV in the OTA group in relation to the other ob/ob groups (cardiac vagal modulation (AF - O: 12±3, OTA: 20±6, OTR: 9±3, OTC: 7±2 ms2). Correlations between the improvement of the cardiac vagal modulation and the attenuation of the ventricular dysfunction were observed. In addition, the three types of exercise training attenuated the body weight gain in obese animals, as well as reduced glycemia and glucose intolerance. In protocol 3, myocardial infarction (OIS group) reduced exercise capacity, cardiac function (ejection fraction - O: 68.0±2.0 vs. OIS: 49.5±4.8%), and HRV (RMSSD - O: 5.9±0.7 vs. OIS: 0.7±1 ms; SD1 - O: 4.2±0.5 vs. OIS: 0.5±0.1 ms; SD2 - O: 13.6±2.1 vs. OIS: 2.0±7.5 ms), increased pro-inflammatory profile (increase of IL-17 and reduction of IL-10) and increased oxidative stress (lipoperoxidation- O: 2,92 ± 0,37 vs. OIS: 6.53 ± 1.05 μmol/mg protein; Protein oxidation - O: 8.46±0.61 vs. OIS: 13.02±1.20 nmol/mg protein) in ob/ob female mice. On the other hand, aerobic exercise training (treadmill: 40-60% maximal test, 4 weeks) post-MI in ob/ob females, despite not modifying cardiac function, improved exercise capacity, as well as HRV (RMSSD - 2.8±0.7 ms, SD1- 2.0±0.5 ms, SD2 – 7.5±1.2 ms), the inflammatory profile (reduction of IL-17 and increase of IL-10) and oxidative stress (lipoperoxidation - 4.18±0.3 μmol / mg protein; Protein oxidation - 10.18 ± 0.55 nmol / mg protein). In conclusion, even before the establishment of severe hyperglycemia, the development of type 2 diabetes in ob/ob females is associated with cardiac and autonomic dysfunctions, which are attenuated by resistance training, but mainly by aerobic or combined exercise training. In addition, myocardial infarction is associated with exacerbation of diabetic cardiomyopathy and autonomic neuropathy in females, and aerobic exercise training has a beneficial role in autonomic modulation, inflammation and cardiac oxidative stress in this condition. Taken together, our findings reinforce the important role of exercise training in managing cardiac and autonomic dysfunctions associated with complications of type 2 diabetes in females.