Association between anabolic steroids and aerobic physical training leads to cardiac morphological alterations and loss of ventricular function in rats

INTRODUÇÃO: O esteroide anabolizante (EA) associado ao treinamento físico induz mudança da hipertrofia cardíaca (HC) fisiológica para patológica. Entretanto, esses trabalhos foram realizados com atletas de força, sendo os efeitos do EA associados ao treinamento aeróbio poucos conhecidos. Com isso, o objetivo do estudo foi avaliar os efeitos do treinamento aeróbio e dos EA sobre a estrutura e função cardíaca. MÉTODOS: Foram utilizados 28 ratos Wistar divididos em quatro grupos: sedentários controle (SC), sedentários anabolizante (SA), treinados controle (TC) e treinado anabolizante (TA). O EA foi administrado duas vezes por semana (10mg/kg/ semana). O treinamento físico de natação foi realizado durante 10 semanas, cinco sessões semanais. Foram avaliadas a pressão arterial e frequência cardíaca por pletismografia de cauda, função ventricular por ecocardiografia, diâmetro dos cardiomiócitos e fração volume de colágeno por métodos histológicos. RESULTADOS: Não foram observadas diferenças na PA. O grupo TC apresentou redução da frequência cardíaca de repouso após o período experimental, o que não ocorreu no grupo TA. Foram observadas HC de 38% no grupo SA, 52% no grupo TC e de 64% no grupo TA em relação ao grupo SC. O grupo TA apresentou diminuição da função diastólica em relação aos outros grupos. Os grupos treinados apresentaram aumentos significantes no diâmetro dos cardiomiócitos. Os grupos SA e TA apresentaram aumento na fração volume de colágeno em relação aos grupos SC e TC. CONCLUSÃO: Os resultados apresentados mostram que o treinamento físico de natação induz a HC, principalmente pelo aumento do colágeno intersticial, o que pode levar a prejuízos da função diastólica.INTRODUCTION: Anabolic-androgen steroids (AAS) associated with physical training induce changes from physiological cardiac hypertrophy (CH) to pathological hypertrophy. However, these studies were performed with strength athletes, and the AAS effects associated with aerobic training are still poorly understood. Thus, the aim of this study was to evaluate the effects of aerobic training and AAS on the cardiac structure and function. METHODS: 28 Wistars rats divided in 4 groups were used: sedentary control (SC), sedentary anabolic (SA), trained control (TC) and trained anabolic (TA). The AAS was administered twice a week (10mg/Kg/week). The swimming training was conducted 5 sessions per week during 10 weeks. We evaluated blood pressure and heart rate by tail plethysmography, ventricular function by echocardiography, cardiomyocyte diameter and collagen volumetric fraction by histological methods. RESULTS: There were no differences in BP. TC group showed reduction in rest heart rate after the experimental period, which did not occur in TA group. CH of 38% in SA group; 52% in TC group and 64% in TA group compared to SC group was observed. TA group presented decrease in diastolic function in relation to other groups. The trained groups showed significant increases in cardiomyocytes diameter. SA and TA groups showed increase in collagen volumetric fraction in relation to SC and TC groups. CONCLUSION: The results show that AAS treatment associated to swimming training induces CH, mainly by the increase in interstitial collagen, which can lead to loss of diastolic function.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES

Differential expression of microRNAs involved in angiogenesis in the heart of rats submitted to different volumes of swimming training

INTRODUÇÃO: As adaptações cardiovasculares decorrentes do treinamento físico aeróbio de natação são bem descritas na literatura, entre ela temos a angiogênese. O treinamento físico aeróbio é um dos estímulos que promove angiogênese. Os microRNAs (miRNAs) são uma classe de RNA não codificadora de proteínas de diferentes células em diversos tecidos e estão envolvidos em processos angiogênicos, mas o papel dos miRNAs na angiogênese cardíaca decorrente ao treinamento aeróbico ainda não foi esclarecido. OBJETIVO: Analisar os efeitos de diferentes volumes de treinamento físico de natação sobre a expressão de microRNAs envolvidos na angiogênese cardíaca de ratos. MATERIAIS E MÉTODOS: Ratas Wistar (n=21) foram divididas em grupos Sedentário (SC), Treinado 1 (P1): natação 60min/dia, 5x/sem/10sem, com 5% de sobrecarga, Treinado 2 (P2): mesmo protocolo P1 até a 8ªsem, 9ªsem 2x/dia, e na 10ªsem 3x/dia. Após o período de treinamento, os corações foram retirados e o RNA total foi isolado para a análise da expressão de miRNAs no coração por microarray de miRNA e os miR-126, -let-7f, -221 e -222 foram confirmados por RT-PCR em tempo real. Analisamos ainda os alvos do miR-126, Spred-1 e PI3KR2, e a expressão de proteínas que compõem as vias de sinalização em que esses alvos interferem por Western Blotting. Avaliamos também: Frequência cardíaca (FC) e pressão arterial (PA) por pletismografia caudal, VO2 pico, hipertrofia cárdica (HC) pelo peso do Ventrículo esquerdo/Peso corporal (mg/g), razão capilar/fibra (C/F) por histologia, expressão proteica de VEGF e seus receptores. RESULTADOS: O treinamento aeróbico diminuiu a FC sem alterar a PA, VO2 pico aumentou 11% e 15% em P1 e P2, a HC foi de 17% e 30% em P1 e P2, a razão C/F aumentou 57% e 100% em P1 e P2, acompanhada de um aumento da expressão de VEGF (P1 =42%, P2 =109%). A expressão do miR-let-7f foi aumentada em P2 (140%) comparado aos outros dois grupos (SC = 100%; P1 = 113%), o miR- 221 teve sua expressão diminuida em ambos os grupos treinados comparados xiii ao grupo SC (SC = 100%; P1 = 71%; P2 = 74%), o miR-222 não apresentou diferença na sua expressão entre os grupos (SC = 100%; P1 = 76%; P2 = 81%) e a expressão do miR-126 foi aumentada em P1 (126%) e P2 (142%) comparados ao grupo SC, a expressão de ambos os alvos desse miRNA foi diminuida nos grupos treinados (Spred-1 SC = 100 ± 12,4; P1 = 60 ± 5,6; P2 = 61 ± 8,4; PI3KR2 100 ± 12,3; P1 = 61 ± 12,3; P2 = 21 ± 7,1). Essa diminuição da expressão dos alvos desse miRNA favoreceu um aumento da expressão de proteínas pertencentes as vias de sinalização da PIK3 e MAPKs. CONCLUSÃO: O treinamento aeróbico foi eficaz em promover um aumento da angiogênese cardíaca comprovada por uma maior razão capilar/fibra no coração dos animais treinados e por maior expressão proteica de VEGF, sendo ainda mais evidente nos animais que realizaram um maior volume de treinamento. Os miRNAs relacionados à angiogênese parecem estar envolvidos na regulação desse processo. Além disso, o miR-126 parece ser um dos principais miRNAs envolvidos nesse processoINTRODUCTION: The cardiovascular adaptations resulting from aerobic physical swimming training are well described in the literature, between these adaptations we have the angiogenesis. The aerobic physical training is one of the stimulus that promotes angiogenesis. The micro RNAs are a class of non coding protein RNAs of different cells in different tissues and are involved in angiogenic processes, but the role of micro RNAs in cardiac angiogenesis due to aerobic training is not clear. OBJECTIVE: To analyze the effects of different volumes of swimming physical training on the expression of micro RNAs involved in angiogenesis in heart of rats. MATERIALS AND METHODS: Wistar female rats (n=21) were divided into groups Sedentary (SC), Trained 1 (P1): 60min/day swimming, 5x/week/10weeks with 5% overload, Trained 2 (P2): same protocol of P1 until the 8th week, 9th week 2x/day, and at 10th week 3x/day. After the training period, the hearts were removed and the total RNA was isolated to analyze the miRNAs expression in the heart by microarray of miRNA and the miRs-126, -let-7f, -221 and -222 were confirmed by real time RT-PCR. We also analyzed the targets miR-126, Spred-1 and PI3KR2, and the protein expression that form the signaling pathways that affect those targets by Western Blotting. We evaluated: heart rate (HR) and blood pressure (BP) by tail plethysmography, peak VO2, cardiac hypertrophy (CH) by weight left ventricle/ corporal weight (mg/g), capillary/fiber (C/P) ratio for histology, VEGF protein expression and its receptors. RESULTS: The aerobic training decreased the HR without change the BP, peak VO2 increased 11% and 15% in P1 and P2, the HR was 17% and 30% in P1 and P2, the ratio C/F increased 57% and 100% in P1 and P2, followed by an increase of VEGF expression (P1=42%, P2=109%). The miR-let-7f had its expression increased in P2 (140%) compared to the other two groups (SC = 100%; P1 = 113%), o miR-221 had its expression decreased in both trained groups compared to SC group (SC = 100%; P1 = 71%; P2 = 74%), the miR-222 showed no difference on its expression between the groups (SC = 100%; P1 = 76%; P2 = 81%) and the miR-126 expression xv was higher in P1 (126%) and P2 (142%) compared to SC group, the expression of both targets of this miRNA was decreased on trained groups (Spred-1 SC = 100 ± 12,4; P1 = 60 ± 5,6; P2 = 61 ± 8,4; PI3KR2 100 ± 12,3; P1 = 61 ± 12,3; P2 = 21 ± 7,1). This decrease of expression of this miRNA targets favor an increase of protein expression belonging to the PIK3 and MAPKs signaling pathways. CONCLUSIONS: The aerobic training was effective on promoting an increased of cardiac angiogenesis comproved by a higher ratio capillary/ fiber on the heart of trained animals and by a higher VEGF protein expression, being even more evident in animals that realized a higher volume training. The miRNAs related to angiogenesis seem to be involved in the regulation of this process. Besides that, the miR-126 seems to be one of the principal miRNA involved on this proces

Differential expression of microRNAs involved in angiogenesis in the heart of rats submitted to different volumes of swimming training

INTRODUÇÃO: As adaptações cardiovasculares decorrentes do treinamento físico aeróbio de natação são bem descritas na literatura, entre ela temos a angiogênese. O treinamento físico aeróbio é um dos estímulos que promove angiogênese. Os microRNAs (miRNAs) são uma classe de RNA não codificadora de proteínas de diferentes células em diversos tecidos e estão envolvidos em processos angiogênicos, mas o papel dos miRNAs na angiogênese cardíaca decorrente ao treinamento aeróbico ainda não foi esclarecido. OBJETIVO: Analisar os efeitos de diferentes volumes de treinamento físico de natação sobre a expressão de microRNAs envolvidos na angiogênese cardíaca de ratos. MATERIAIS E MÉTODOS: Ratas Wistar (n=21) foram divididas em grupos Sedentário (SC), Treinado 1 (P1): natação 60min/dia, 5x/sem/10sem, com 5% de sobrecarga, Treinado 2 (P2): mesmo protocolo P1 até a 8ªsem, 9ªsem 2x/dia, e na 10ªsem 3x/dia. Após o período de treinamento, os corações foram retirados e o RNA total foi isolado para a análise da expressão de miRNAs no coração por microarray de miRNA e os miR-126, -let-7f, -221 e -222 foram confirmados por RT-PCR em tempo real. Analisamos ainda os alvos do miR-126, Spred-1 e PI3KR2, e a expressão de proteínas que compõem as vias de sinalização em que esses alvos interferem por Western Blotting. Avaliamos também: Frequência cardíaca (FC) e pressão arterial (PA) por pletismografia caudal, VO2 pico, hipertrofia cárdica (HC) pelo peso do Ventrículo esquerdo/Peso corporal (mg/g), razão capilar/fibra (C/F) por histologia, expressão proteica de VEGF e seus receptores. RESULTADOS: O treinamento aeróbico diminuiu a FC sem alterar a PA, VO2 pico aumentou 11% e 15% em P1 e P2, a HC foi de 17% e 30% em P1 e P2, a razão C/F aumentou 57% e 100% em P1 e P2, acompanhada de um aumento da expressão de VEGF (P1 =42%, P2 =109%). A expressão do miR-let-7f foi aumentada em P2 (140%) comparado aos outros dois grupos (SC = 100%; P1 = 113%), o miR- 221 teve sua expressão diminuida em ambos os grupos treinados comparados xiii ao grupo SC (SC = 100%; P1 = 71%; P2 = 74%), o miR-222 não apresentou diferença na sua expressão entre os grupos (SC = 100%; P1 = 76%; P2 = 81%) e a expressão do miR-126 foi aumentada em P1 (126%) e P2 (142%) comparados ao grupo SC, a expressão de ambos os alvos desse miRNA foi diminuida nos grupos treinados (Spred-1 SC = 100 ± 12,4; P1 = 60 ± 5,6; P2 = 61 ± 8,4; PI3KR2 100 ± 12,3; P1 = 61 ± 12,3; P2 = 21 ± 7,1). Essa diminuição da expressão dos alvos desse miRNA favoreceu um aumento da expressão de proteínas pertencentes as vias de sinalização da PIK3 e MAPKs. CONCLUSÃO: O treinamento aeróbico foi eficaz em promover um aumento da angiogênese cardíaca comprovada por uma maior razão capilar/fibra no coração dos animais treinados e por maior expressão proteica de VEGF, sendo ainda mais evidente nos animais que realizaram um maior volume de treinamento. Os miRNAs relacionados à angiogênese parecem estar envolvidos na regulação desse processo. Além disso, o miR-126 parece ser um dos principais miRNAs envolvidos nesse processoINTRODUCTION: The cardiovascular adaptations resulting from aerobic physical swimming training are well described in the literature, between these adaptations we have the angiogenesis. The aerobic physical training is one of the stimulus that promotes angiogenesis. The micro RNAs are a class of non coding protein RNAs of different cells in different tissues and are involved in angiogenic processes, but the role of micro RNAs in cardiac angiogenesis due to aerobic training is not clear. OBJECTIVE: To analyze the effects of different volumes of swimming physical training on the expression of micro RNAs involved in angiogenesis in heart of rats. MATERIALS AND METHODS: Wistar female rats (n=21) were divided into groups Sedentary (SC), Trained 1 (P1): 60min/day swimming, 5x/week/10weeks with 5% overload, Trained 2 (P2): same protocol of P1 until the 8th week, 9th week 2x/day, and at 10th week 3x/day. After the training period, the hearts were removed and the total RNA was isolated to analyze the miRNAs expression in the heart by microarray of miRNA and the miRs-126, -let-7f, -221 and -222 were confirmed by real time RT-PCR. We also analyzed the targets miR-126, Spred-1 and PI3KR2, and the protein expression that form the signaling pathways that affect those targets by Western Blotting. We evaluated: heart rate (HR) and blood pressure (BP) by tail plethysmography, peak VO2, cardiac hypertrophy (CH) by weight left ventricle/ corporal weight (mg/g), capillary/fiber (C/P) ratio for histology, VEGF protein expression and its receptors. RESULTS: The aerobic training decreased the HR without change the BP, peak VO2 increased 11% and 15% in P1 and P2, the HR was 17% and 30% in P1 and P2, the ratio C/F increased 57% and 100% in P1 and P2, followed by an increase of VEGF expression (P1=42%, P2=109%). The miR-let-7f had its expression increased in P2 (140%) compared to the other two groups (SC = 100%; P1 = 113%), o miR-221 had its expression decreased in both trained groups compared to SC group (SC = 100%; P1 = 71%; P2 = 74%), the miR-222 showed no difference on its expression between the groups (SC = 100%; P1 = 76%; P2 = 81%) and the miR-126 expression xv was higher in P1 (126%) and P2 (142%) compared to SC group, the expression of both targets of this miRNA was decreased on trained groups (Spred-1 SC = 100 ± 12,4; P1 = 60 ± 5,6; P2 = 61 ± 8,4; PI3KR2 100 ± 12,3; P1 = 61 ± 12,3; P2 = 21 ± 7,1). This decrease of expression of this miRNA targets favor an increase of protein expression belonging to the PIK3 and MAPKs signaling pathways. CONCLUSIONS: The aerobic training was effective on promoting an increased of cardiac angiogenesis comproved by a higher ratio capillary/ fiber on the heart of trained animals and by a higher VEGF protein expression, being even more evident in animals that realized a higher volume training. The miRNAs related to angiogenesis seem to be involved in the regulation of this process. Besides that, the miR-126 seems to be one of the principal miRNA involved on this proces

Profile microRNAs expression of current after an acute exercise session in individuals with peripheral artery disease: role of n-acetylcysteine.

Introdução: A Doença arterial periférica (DAP) é uma manifestação clínica da aterosclerose, quando esta afeta principalmente as artérias que irrigam os membros inferiores. O exercício aeróbico provoca nos membros afetados pela doença um ciclo de reperfusão-isquemia que desencadeia uma resposta sistêmica aguda caracterizada por aumento do estresse oxidativo, inflamação e disfunção endotelial. Assim, uma terapia antioxidante pode ser uma terapia alternativa para esses pacientes. Os microRNAs (miRNAs) foram recentemente reconhecidos como reguladores pós-transcricionais, e a identificação desses pode elucidar mecanismos gênicos adicionais pelos quais o exercício é atuante, levando a identificação de genes que são modulados, abrindo perspectivas de abordagens de terapia gênica que podem levar à reversão do quadro da doença arterial periférica. Objetivo: Verificar o efeito de uma sessão aguda de exercício aeróbico máxima com e sem uso do antioxidante Nacetilcisteína (NAC) sobre a expressão de microRNAs e marcadores inflamatórios e de estresse oxidativo circulantes em pacientes com DAP. Métodos: Foram recrutados pacientes com DAP estágio II do Ambulatório da Disciplina de Cirurgia Vascular do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo. Os pacientes foram submetidos a duas sessões experimentais após a suplementação de NAC ou Placebo. Foi analisado o perfil de expressão de microRNAs circulantes dos indivíduos em repouso e após o exercício máximo, e confirmado a expressão gênica dos miRNAs alterados após o exercício e de seus alvos; e dos níveis plasmáticos de endotelina-1 (ET-1), proteína quimiotática de monócitos-1 (MCP-1), molécula de adesão intercelular-1 (ICAM-1), molécula de adesão celular vascular-1 (VCAM-1), substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico, 8- isoprostano e glutationa. Resultados: O tratamento com NAC não alterou o xvii tempo de caminhada, as respostas hemodinâmicas e cardiopulmonar dos pacientes com DAP. O fluxo sanguíneo em repouso da perna desses pacientes foi maior após a realização do exercício e o tratamento com NAC não alterou essa resposta. Após o exercício houve aumento plasmático de MCP-1, ET-1, VCAM-1 e TBARS, mas o tratamento com NAC não alterou essa resposta. Porém, o tratamento com NAC aumentou os níveis plasmáticos de glutationa durante toda a sessão experimental. Houve alteração da expressão dos cmiRNAs -126, -100 e -92a após a realização do exercício e o tratamento com NAC aboliu essas respostas. Encontramos ainda alteração da expressão gênica circulante de alguns alvos desses miRNAS: PI3KR2, mTOR, ITGA5; e de alguns genes relacionados com angiogênese: VEGF, eNOS, HIF-1?. Conclusão: O exercício aeróbico máximo foi um estímulo capaz de alterar a expressão gênica de marcadores angiogênicos circulantes em pacientes com DAP e os c-miRNAs parecem estar envolvidos nesse processo. Por outro lado, a NAC alterou o balanço redox dos pacientes com DAP. Entretanto, o tratamento com NAC aboliu essa resposta angiogênica sistêmica mediada por c-miRNAs ao exercício aeróbico máximoIntroduction: Peripheral arterial disease (PAD) is a clinical manifestation of atherosclerosis, when it mainly affects the arteries supplying the lower limbs. Aerobic exercise causes the member affected by the disease cycle of reperfusion-ischemia triggers an acute systemic response characterized by increased oxidative stress, inflammation and endothelial dysfunction. Thus, an antioxidant therapy is an alternative therapy for these patients. MicroRNAs (miRNAs) have been recognized as posttranscriptional regulators, and identifying these may elucidate additional gene mechanisms by which the exercise is active, leading to identification of genes that are modulated, opening prospects of gene therapy approaches that can lead to picture reversal of peripheral arterial disease. Aim: To determine the effect of an acute bout of maximal aerobic exercise with and without the antioxidant N-acetylcysteine (NAC) on the expression of microRNAs and inflammatory markers and circulating oxidative stress in patients with PAD. Methods: We recruited patients with PAD stage II Clinic of Vascular Surgery of Hospital das Clinicas, Faculty of Medicine, University of São Paulo. The patients underwent two experimental sessions after supplementation of NAC or placebo. the expression profile of circulating microRNAs of individuals at rest and after maximal exercise was analyzed and confirmed the gene expression of miRNAs changed after exercise and its targets; and plasma levels of endothelin-1 (ET-1), monocyte chemoattractant protein-1 (MCP-1), intercellular adhesion molecule-1 (ICAM-1) cell vascular cell adhesion molecule-1 (VCAM-1) , reactive substances to thiobarbituric acid, 8-isoprostane and glutathione. Results: Treatment with NAC did not change the walking time, and cardiopulmonary hemodynamic responses of patients with PAD. The rest blood flow in the leg of these patients was higher after the completion of the exercise and treatment with NAC did not change this response. After the exercise was increased plasma MCP-1, ET-1, VCAM-1 and TBARS, but the treatment with NAC did not change this response. However, treatment with NAC increased plasma glutathione levels xix throughout the experimental session. There were change in the expression of c-miRNAs - 126, -100 and -92a after the exercise and treatment with NAC abolished those answers. We find still change in current gene expression of some targets of these miRNAs: PI3KR2, mTOR, ITGA5; and some angiogenesis-related genes: VEGF, eNOS, HIF-1?. Conclusion: The maximum aerobic exercise was a able to change gene expression of circulating angiogenic markers in patients with PAD and c-miRNAs stimulus seem to be involved in this process. Moreover, NAC change the redox balance of patients with PAD. However, treatment with NAC abolished the systemic angiogenic response mediated by c-miRNAs the maximum aerobic exercis

Anabolic steroid associated to physical training induces deleterious cardiac effects

DO CARMO, E. C., T. FERNANDES, D. KOIKE, N. D. DA SILVA JR., K. C. MATTOS, K. T. ROSA, D. BARRETTI, S. F. S. MELO, R. B. WICHI, M. C. C. IRIGOYEN, and E. M. DE OLIVEIRA. Anabolic Steroid Associated to Physical Training Induces Deleterious Cardiac Effects. Med. Sci. Sports Exerc., Vol. 43, No. 10, pp. 1836-1848, 2011. Purpose: Cardiac aldosterone might be involved in the deleterious effects of nandrolone decanoate (ND) on the heart. Therefore, we investigated the involvement of cardiac aldosterone, by the pharmacological block of AT1 or mineralocorticoid receptors, on cardiac hypertrophy and fibrosis. Methods: Male Wistar rats were randomized into eight groups (n = 14 per group): Control (C), nandrolone decanoate (ND), trained (T), trained ND (TND), ND + losartan (ND + L), trained ND + losartan (TND + L), ND + spironolactone (ND + S), and trained ND + spironolactone (TND + S). ND (10 mg.kg(-1).wk(-1)) was administered during 10 wk of swimming training (five times per week). Losartan (20 mg.kg(-1).d(-1)) and spironolactone (10 mg.kg(-1).d(-1)) were administered in drinking water. Results: Cardiac hypertrophy was increased 10% by using ND and 17% by ND plus training (P < 0.05). In both groups, there was an increase in the collagen volumetric fraction (CVF) and cardiac collagen type III expression (P < 0.05). The ND treatment increased left ventricle-angiotensin-converting enzyme I activity, AT1 receptor expression, aldosterone synthase (CYP11B2), and 11-beta hydroxysteroid dehydrogenase 2 (11 beta-HSD2) gene expression and inflammatory markers, TGF beta and osteopontin. Both losartan and spironolactone inhibited the increase of CVF and collagen type III. In addition, both treatments inhibited the increase in left ventricle-angiotensin-converting enzyme I activity, CYP11B2, 11 beta-HSD2, TGF beta, and osteopontin induced by the ND treatment. Conclusions: We believe this is the first study to show the effects of ND on cardiac aldosterone. Our results suggest that these effects may be associated to TGF beta and osteopontin. Thus, we conclude that the cardiac aldosterone has an important role on the deleterious effects on the heart induced by ND.CAPES Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorCNPq, Brazil[307591/2009-3