Resumen
Antecedentes
La privación paradójica del sueño activa el sistema nervioso simpático y el eje hipotálamo-pituitario-adrenal, que posteriormente interfiere con el sistema cardiovascular. Los efectos beneficiosos del entrenamiento de resistencia están relacionados con la homeostasis hemodinámica, metabólica y hormonal. Presumimos que el entrenamiento de resistencia puede prevenir la remodelación cardíaca y la disfunción causada por la privación paradójica del sueño.
Métodos
Las ratas wistar machos se distribuyeron en cuatro grupos: control (c), entrenamiento de resistencia (RT), privación paradójica del sueño durante 96 horas (PSD96) y entrenamiento de resistencia y privación del sueño (RT/PSD96). Se evaluaron los ecocardiogramas Doppler, las mediciones hemodinámicas, la histomorfometría cardíaca, el perfil hormonal y el análisis molecular.
Resultados
En comparación con el grupo C, el grupo PSD96 tenía una mayor presión sistólica ventricular izquierda, frecuencia cardíaca e índice de aurícula izquierda. En contraste, el área sistólica del ventrículo izquierdo y el diámetro de la cavidad del ventrículo izquierdo se redujeron en el grupo PSD96. También se observaron hipertrofia y fibrosis. Junto con estas alteraciones, se observaron niveles reducidos de testosterona sérica y factor de crecimiento similar a la insulina (IGF-1), así como un aumento de la corticosterona y la angiotensina II, en el grupo PSD96. El entrenamiento de resistencia profiláctica atenuó la mayoría de estos cambios, excepto la angiotensina II, la fibrosis, la frecuencia cardíaca y la remodelación concéntrica del ventrículo izquierdo, confirmado por el aumento de NFATC3 y GATA-4, proteínas involucradas en la vía de hipertrofia cardíaca patológica.
Introducción
En pluralidad, el sueño se define como un estado vital de regulación homeostática con características de comportamiento y electrofisiológicas específicas. Cuya retroalimentación sensorial y capacidad motor se reduce, que difieren del coma o la anestesia por su rápida reversibilidad (1,2). El sueño se divide en dos fases, movimientos oculares no rápidos (NREM) y movimientos oculares rápidos (REM). El primero se asocia con una actividad neuronal reducida progresiva con tres fases definidas: N1, N2, N3 (sueño de onda lenta) (3). Este último, se caracteriza por sueños vívidos y un alto nivel de actividad cerebral a pesar de la atonía musculosa que sugiere un sueño profundo. Esta fase también se conoce como sueño paradójico en ratas (4,5).
Entre las funciones importantes del sueño, su papel en el sistema cardiovascular se ha destacado en los últimos años. Parte de este interés está relacionado con los cambios hemodinámicos intrigantes encontrados durante el período de sueño en contraste con los observados durante la vigilia (6,7). Durante el sueño NREM, se observa una reducción de la actividad cardiovascular. Por otro lado, durante el sueño REM, esta actividad parece ser muy similar a la acitividad cardiovascular observada durante la vigilia (7,8). Teniendo en cuenta que el período de sueño se compone principalmente de NREM, es muy probable que esta etapa esté relacionada con un período de quiescencia del sistema cardiovascular. Esto se observa en las variables fisiológicas como la frecuencia cardíaca (HR) y la presión arterial (BP) (6).
Por lo tanto, durante el sueño se observa un aumento de la actividad parasimpática (8), mientras que la privación del sueño (DE) provoca un aumento en la actividad simpática y una disminución de la actividad parasimpática (9). Estos fenómenos pueden explicarse por los cambios en la sensibilidad baroreflex, lo que daría como resultado un aumento de la PA y, en consecuencia, los cambios cardiovasculares (10–12). Aunque todavía no hay un consenso para este mecanismo plausible (11,13).
Con respecto al eje endocrino, SD también se reconoce por cambiar la secreción de hormonas, aumentar las hormonas catabólicas (catecolaminas y corticosterona) y reducir las hormonas anabólicas (testosterona y factor de crecimiento similar a la insulina-1 (IGF-1)) (14,15). Estos cambios pueden influir en los mecanismos celulares cardíacos como CA2+ Manejo de proteínas, que están involucradas en el mantenimiento de la CA cardíaca normal2+ homeostasis y en la función contráctil. Entre estas proteínas, el retículo sarcoplásmico ca2+ ATPasa (SERCA2A) y su proteína fosforilable reguladora (fosfo-ser16-TROTRO17-Sphosfolamban (PLN)), que en su forma desfosforilada (PLN) inhibe la actividad de SERCA2A, tanto el anterior como el último son responsables de CA2+ absorción por el retículo sarcoplásmico; Receptor de ryanodina (Ryr), que es responsable de liberar la CA2+ por el retículo sarcoplásmico y; N / A+ +/California2+ Intercambiador (NCX) involucrado en la CA2+ Extrusión por sarcolema. (16–18).
Cuando se alteran las hormonas y los mecanismos celulares cardíacos, pueden aumentar las demandas del miocardio que desencadenan la hipertrofia cardíaca patológica, una adaptación compensatoria a un aumento en la carga de trabajo del corazón (19). La hipertrofia cardíaca patológica se asocia con la pérdida de miocitas y el reemplazo fibrótico, que perjudica la función cardíaca (20). La angiotensina II (Ang II) y las proteínas como el factor nuclear de las células T activadas 3 (NFATC3) y la proteína de unión a Gata 4 (GATA-4) son factores asociados con este proceso de remodelación del corazón (20–22).
Si SD puede causar una interrupción autónoma, endocrina, molecular y morfológica, aumentando así el riesgo de enfermedades cardiovasculares, existen estrategias que pueden beneficiar la función cardíaca. Entre ellos, destacamos el entrenamiento de resistencia. Los estudios demuestran que el entrenamiento de resistencia reduce la BP y la FC de reposo y desencadena la hipertrofia concéntrica fisiológica del tejido cardíaco (23,24). Además, los niveles aumentados de IGF-1 y testosterona también son evidentes después del entrenamiento de resistencia (25,26). Por lo tanto, el propósito de este estudio fue evaluar los efectos de la privación paradójica del sueño (PSD) en la función cardíaca en ratas y explorar los beneficios del entrenamiento de resistencia.
Materiales y métodos
Animales experimentales y condiciones ambientales
Las ratas macho Wistar de 3 meses y con un peso de 300–350 g al comienzo del experimento se alojaron en grupos de cinco jaulas de polipropileno estándar en una habitación con temperatura controlada (23 ± 1 ° C) con un ciclo de luz de luz de 12:12 h (luz que comienza a las 07:00 a.m.) y se les permitió acceso libre a los alimentos y el agua. Todos los procedimientos utilizados en el presente estudio cumplieron con la guía para el cuidado y uso de animales de laboratorio y el protocolo experimental fue aprobado por el Comité Ético de unifesp (#0764/10).
Grupos experimentales
Los animales se distribuyeron en cuatro grupos: 1) el grupo de control (c) se mantuvo en sus jaulas y se manipuló mínimamente durante el período experimental (n = 30); 2) El grupo de entrenamiento de resistencia (RT) estaba compuesto por animales sometidos a 8 semanas de entrenamiento de resistencia (n = 30); 3) El grupo PSD96 consistió en animales sometidos a PSD durante 96 horas continuas (n = 30); y 4) El grupo RT/PSD96 estaba compuesto por animales sometidos a 8 semanas de entrenamiento de resistencia seguido de la PSD durante 96 horas continuas (n = 30).
Protocolo de entrenamiento de resistencia
El entrenamiento de resistencia se realizó con una escalera que tiene 110 cm de altura y 18 cm de ancho, con intervalos de 2 cm entre los pasos, y las escaleras se colocan en un ángulo de 80 ° (27). Estas dimensiones y angulaciones específicas facilitan a los animales a subir a la parte superior, donde se encuentra un refugio (20x20x20 cm) para que los animales descansen entre los intentos de trepadora.
A los animales se les permitió familiarizarse con la escalera durante tres días consecutivos y luego se probó la carga máxima (27). Los animales tuvieron que subir las escaleras que llevaban una carga que se fijó a la base de la cola mediante cinta adhesiva (whisky® 23 cáscara de goma® 3m) y también se conectó a los cables para aumentar la carga de los cilindros a medida que avanzaba el entrenamiento. Durante las sesiones de entrenamiento, los animales se colocaron en el fondo de la escalera para subir las escaleras de 4 a 8 veces mientras llevaban una carga, con intervalos de 60 segundos entre la serie. Los animales tomaron de 8 a 12 pasos para subir desde la base hasta la parte superior de la escalera (28).
Para determinar la carga en la primera semana y comenzar el protocolo de entrenamiento de resistencia, utilizamos el peso corporal como referencia, por lo que los animales se cargaron con el 50% de su peso corporal, y esta carga se incrementó gradualmente al 75%, 90% y 100% del peso corporal en los intentos de escalada 2, 3 y 4, respectivamente. En los intentos de escalada posteriores, la carga aumentó en 30 g en cada intento hasta la falla. Por lo tanto, para determinar la nueva carga en las semanas posteriores de entrenamiento de resistencia, utilizamos la capacidad máxima de carga determinada en la prueba de carga máxima anterior. Sin embargo, el protocolo era el mismo que se usaba con el peso corporal, utilizando la carga máxima como referencia. Las sesiones se realizaron cinco veces por semana (de lunes a viernes), y la sesión de entrenamiento del lunes fue reemplazada por la prueba de carga máxima para reajustar la carga. Para evitar el sobreentrenamiento debido a las altas cargas, el descanso profiláctico se introdujo el miércoles de las semanas 6, 7 y 8 (28).
Para evaluar la eficiencia del protocolo de entrenamiento de resistencia en las ganancias de fuerza y la importancia del ejercicio físico continuo para adquirir sus beneficios, también evaluamos los animales del grupo C. Este grupo se presentó solo a la sesión de determinación de carga máxima, que ocurrió solo una vez por semana. Con los datos de la carga máxima en el grupo C, establecimos una comparación con animales que entrenaron 5 veces por semana, durante 8 semanas.
Privación paradójica del sueño
El PSD se realizó durante 96 horas utilizando el método de plataforma múltiple modificado, que consistió en colocar las ratas dentro de un tanque de agua en mosaico (123x44x44 cm), que contiene 14 plataformas circulares, 6.5 cm de diámetro, con agua dentro de 1 cm de su superficie superior. Las ratas podrían moverse dentro del tanque saltando de una plataforma a otra. Durante el sueño paradójico, las ratas tienden a caer de la plataforma debido a la atonia muscular y a despertarse con el contacto con el agua (29). Este método SD da como resultado una pérdida completa de sueño paradójico y promueve una disminución del 37% en el sueño de onda lenta (una fase específica del sueño NREM) (30). El agua en el tanque se cambió diariamente. Antes del protocolo, los animales se colocaron en la plataforma durante 1 h por día durante 3 días para la habituación.
Eutanasia
Inmediatamente después de PSD o 48 h después de la última sesión de entrenamiento, los animales fueron transferidos a una habitación adyacente en un orden aleatorio y fueron decapitados (entre las 08:00 y las 10:00 a.m.).
Muestreo de sangre
Para el muestreo de sangre, se usaron 10 animales de cada grupo. Inmediatamente después de la eutanasia, se recogieron muestras de sangre y se centrifugaron para separar el plasma y el suero y se almacenaron a -80 ° C hasta que se realizaron los ensayos. Los niveles séricos de testosterona se midieron mediante un inmunoensayo enzimático quimioluminiscente (Unicell DXI 800®, Beckman Coulter®Brea, CA, EE. UU.). Las concentraciones de corticosterona en plasma se analizaron utilizando un kit comercial que emplea un radioinmunoensayo de anticuerpo doble específico para ratas (MP Biomedicals®Santa Ana, CA, EE. UU.). Plasma IGF-1 se analizó utilizando un kit comercial ELISA específico para ratas (USCN Life Science®Houston, TX, EE. UU.). Sero t3 (triiodootironina) y t4 (tiroxina) se midieron mediante un inmunoensayo enzimático quimioluminiscente (Unicell DXI 800®, Beckman Coulter®Brea, CA, EE. UU.). Las concentraciones de proteína C reactiva (PCR) se midieron utilizando un método de nefelometría cinética (inmuez®Beckman Coulter®Brea, CA, EE. UU.). Las mediciones de angiotensina II (Ang II) se realizaron mediante el método de ensayo inmunosorbente ligado a enzimas utilizando el kit comercial específico (Cloud-Clone Corp®Houston, TX, EE. UU.).
Estudios histológicos
Plantar Músculo.
Plantar es el músculo primario utilizado para escalar el aparato de entrenamiento de resistencia. El Plantar El músculo de la pierna derecha de cada rata se extirpó y se secó durante unos segundos usando papel de filtro. El fragmento distal del Plantar El músculo se envolvió con una mezcla de leche en polvo y un compuesto óptimo de temperatura de corte (tejido-tek® OCT ™ Compuesto-Sakura, AJ Alphen Aan den Rijn, Países Bajos, Europa) y se obtuvieron secciones transversales en serie de 10 μm usando un …
