Influența postului intermitent asupra BMC de remodelare cardiacă indusă de infarctul miocardic
Abstract
fundal
Informațiile despre rolul postului intermitent (IF) asupra remodelării cardiace patologice sunt rare. Am comparat efectele IF înainte și după infarctul miocardic (IM) asupra remodelării și supraviețuirii cardiace a șobolanilor.
Metode
Șobolanii Wistar au fost postiti intermitent (alimente disponibile la fiecare două zile) sau hrăniți ad libitum timp de 12 săptămâni și apoi împărțiți în trei grupe: AL - hrăniți ad libitum; AL/IF - alimentat cu AL înainte de MI și IF după MI; și IF - alimentat IF înainte și după MI. Ecocardiograma a fost efectuată înainte de MI și la 2 și 12 săptămâni după operație. Inimile izolate au fost evaluate în preparatele Langendorff.
Rezultate
Înainte de operație, greutatea corporală (BW) era mai mică în IF decât AL. BW final a fost mai mic în AL/IF și IF decât AL. Mortalitatea perioperatorie nu s-a modificat între AL (31,3%) și IF (27,3%). Mortalitatea totală a fost mai mică în IF decât AL. Înainte de operație, parametrii ecocardiografici nu difereau între grupuri. La două săptămâni după operație, dimensiunea MI nu a diferit între grupuri. La douăsprezece săptămâni după MI, grosimea peretelui posterior diastolic al ventriculului stâng (VS) a fost mai mică în AL/IF și IF decât AL. Procentul de variație a parametrilor ecocardiografici între douăsprezece și două săptămâni a arătat că dimensiunea MI a scăzut în toate grupurile și reducerea a fost mai mare în IF decât AL/IF. În preparatele Langendorff, volumul VS la presiunea diastolică zero zero (V0; AL: 0,41 ± 0,05; AL/IF: 0,34 ± 0,06; IF: 0,28 ± 0,05 ml) și la presiunea end-diastolică de 25 mmHg (V25; AL: 0,61 ± 0,05; AL/IF: 0,54 ± 0,07; IF: 0,44 ± 0,06 ml) a fost mai mic în AL/IF și IF decât AL și V25 a fost mai mic în IF decât AL/IF. Raportul V0/BW a fost mai mic în IF decât AL, iar raportul greutate V/V0 a fost mai mare în IF decât AL. Diametrul miocitelor a fost mai mic în AL/IF și IF decât AL (AL: 17,3 ± 1,70; AL/IF: 15,1 ± 2,21; IF: 13,4 ± 1,49 μm). Concentrația de hidroxiprolină miocardică și expresia genică a lanțului greu de ANP, Serca 2a și α- și β-miozină nu au diferit între grupuri.
Concluzie
Postul intermitent inițiat înainte sau după MI reduce hipertrofia miocitelor și dilatația VS. Fibroza miocardică și expresia genei fetale nu sunt modulate prin regimuri de hrănire. Beneficiul este mai evident atunci când postul intermitent este inițiat înainte și nu după MI.
fundal
Prevalența supraponderală și a obezității a crescut în ultimele decenii în multe părți ale lumii [1], iar obezitatea a fost asociată cu mai multe comorbidități și creșterea mortalității [2]. Multe regimuri alimentare sunt utilizate pentru a reduce greutatea corporală și pentru a păstra o masă corporală sănătoasă. Restricția calorică zilnică este probabil cea mai comună formă de restricție dietetică [3]. Mai recent, postul intermitent a devenit o abordare a restricției de energie la om [4]. Deși datele observaționale privind relația dintre postul intermitent pe termen lung și riscul de boală cardiometabolică sunt limitate, există dovezi că atât postul alternativ de zi, cât și postul periodic pot fi eficiente pentru pierderea în greutate [3, 5]. Au fost raportate efecte benefice asupra factorilor de risc cardiovascular, inclusiv reducerea grăsimii corporale și a nivelului total de colesterol și trigliceride [3,4,5].
Postul intermitent a fost evaluat la animale experimentale în diferite scenarii. De obicei șoarecii și șobolanii sunt lipsiți de hrană la fiecare două zile și hrăniți ad libitum în zilele care urmează [6]. Chiar și în absența pierderii expresive a greutății corporale, postul intermitent a fost asociat cu extinderea duratei de viață, îmbunătățirea reglării glucozei [7, 8], neuroprotecția pentru pierderea memoriei [9,10,11], nefroprotecția [6] și creșterea rezistenței celulare la diferite tipuri de stres [12].
Informațiile privind rolul postului intermitent asupra remodelării cardiace patologice sunt rare. Șobolanii supuși postului intermitent atât înainte, cât și după infarctul miocardic au demonstrat atenuare atât în remodelarea cardiacă, cât și în disfuncția ventriculară stângă [13, 14]. Totuși, dacă efectele benefice ale postului intermitent inițiat înainte și după infarctul miocardic sunt similare, este încă neclar. În acest studiu, am comparat efectele postului intermitent înainte și după infarctul miocardic asupra remodelării și supraviețuirii cardiace a șobolanilor.
Metode
Grupuri experimentale
Șobolani masculi Wistar de două luni au fost achiziționați de la Casa Centrală a Animalelor, Școala Medicală Botucatu, UNESP. Animalele au fost găzduite într-o cameră sub temperatură controlată și ciclu de lumină/întuneric. Proiectarea experimentală a fost aprobată de Comitetul de etică pentru experimentarea animalelor de la Școala de Medicină Botucatu, UNESP, SP, Brazilia.
Șobolanii au fost distribuiți aleatoriu pentru a fi hrăniți fie în fiecare zi (ad libitum, AL) sau în fiecare zi (post intermitent, IF) cu o dietă standard pentru șobolani. După 12 săptămâni de aceste regimuri de hrănire, toți șobolanii au fost supuși ligaturii arterei coronare și au fost create următoarele trei grupuri: hrănite ad libitum (AL); hrănit ad libitum înainte de MI și postat intermitent după MI (AL/IF); și a postit intermitent înainte și după MI (IF). Structurile cardiace și funcția ventricularului stâng (VS) au fost evaluate prin ecocardiograme transtoracice înainte de inducerea IM și la 2 și 12 săptămâni după intervenția chirurgicală. La sfârșitul experimentului, după anestezie, inimile au fost îndepărtate și montate în aparatul Langendorff (AL, = 8; AL/IF, = 9; DACĂ, = 13). Toate animalele rămase au fost anesteziate cu pentobarbital (50 mg/kg, intraperitoneal) și eutanasiate prin toracotomie și îndepărtarea inimii. Ventriculele drept și stâng au fost disecați, cântăriți, congelați în azot lichid și păstrați la - 80 ° C pentru analize moleculare. Deoarece perfuzia in vitro poate modifica țesutul miocardului, inimile utilizate în preparatele Langendorff nu au fost supuse unei evaluări suplimentare.
Infarct miocardic
După anestezie cu xilazină (10 mg/kg) și ketamină (70 mg/kg), MI a fost indus așa cum este descris în laboratorul nostru [15, 16].
Studiu ecocardiografic
Șobolanii au fost ușor anesteziați cu o injecție intraperitoneală de ketamină (50 mg/kg) și xilazină (1 mg/kg). Ecocardiograma a fost efectuată de același examinator orbit (KO) folosind un ecocardiograf (General Electric Medical Systems, Vivid S6, Tirat Carmel, Israel) echipat cu o sondă multifrecvență de 5,0–11,5 MHz, conform metodei descrise anterior [17,18,19, 20]. Mărimea MI a fost estimată prin imaginea bidimensională care măsoară perimetrul endocardic end-diastolic al miocardului afectat în raport cu perimetrul endocardic total LV.
Studiu VS izolat - pregătire Langendorff
La o zi după evaluarea ecocardiografică, șobolanii au fost anesteziați cu tiopental sodic (50 mg/kg, intraperitoneal) și heparină (2000 UI, intraperitoneal) și eutanasiați prin toracotomie. După îndepărtarea inimilor, acestea au fost montate în aparatul Langendorff conform metodei descrise anterior [21,22,23]. După înregistrarea datelor funcționale, inimile au fost desprinse, atriile și vasele mari au fost îndepărtate, iar ventriculele separate și cântărite [23].
Analiza morfologică
Diapozitivele colorate cu hematoxilină și eozină din țesutul VS au fost folosite pentru a măsura aproximativ 50 de diametre ale cardiomiocitelor ca distanță mai mică între marginile miocitelor trasate în nucleu [24,25,26].
Hidroxiprolină miocardică
Concentrația ventriculară stângă a hidroxiprolinei a fost cuantificată pentru a estima conținutul de colagen miocardic conform unei metode descrise anterior [27,28,29]. Pe scurt, probele de miocard au fost uscate și hidrolizate peste noapte la 100 ° C cu HCI 6 N (1 ml/10 mg țesut uscat). Alicote de 50 μL au fost uscate din nou într-un concentrator Speedvac. După adăugarea a 1,0 ml apă deionizată și 1,0 ml tampon borat de potasiu (pH 8,7), probele au fost oxidate cu 0,3 ml soluție T de cloramină timp de 20 min. Adăugarea a 1 ml de tiosulfat de sodiu 3,6 M a oprit procesul oxidativ. Soluția a fost apoi saturată cu 1,5 g KCI. Tuburile au fost încălzite în apă clocotită timp de 20 de minute. După extragerea stratului apos cu 2,5 mL de toluen, s-au adăugat 1,5 mL de extract de toluen la 0,6 mL de reactiv Ehrlich și culoarea a fost lăsată să se dezvolte timp de 30 de minute. Absorbanțele au fost citite la 565 nm împotriva unui martor de reactiv. Apa deionizată și hidroxiprolină standard (20 μg/ml) au fost utilizate ca martor și, respectiv, martor.