Impacto do bloqueio precoce do receptor AT1 na cardiomiopatia induzida pela hiperóxia neonatal em ratos adultos : um modelo de condições adversas associadas à prematuridade

Abstract

Indivíduos prematuros apresentam maior risco para o desenvolvimento de doença cardiovascular, com evidências apontando para um papel do sistema renina angiotensina na programação dessas doenças. Ainda, o bloqueio do receptor AT1 de angiotensina II previne as alterações cardíacas decorrentes da exposição neonatal à hiperóxia (modelo de condições adversas relacionadas à prematuridade) em ratos jovens. Ademais, o sistema nervoso autônomo tem sido proposto como outro mecanismo importante na programação da doença cardiovascular no adulto. Considerando o papel de ambos os sistemas supracitados, o presente estudo teve como objetivo investigar se o bloqueio neonatal do receptor AT1 previne as alterações morfo-funcionais cardíacas decorrentes da hiperóxia pós-natal na idade adulta. Ainda, se a hiperóxia neonatal leva ao prejuízo do controle autonômico cardíaco em associação ao estresse oxidativo, e qual o impacto do tratamento com losartan sobre essas alterações. Filhotes de ratos Sprague-Dawley foram mantidos com suas mães à 80% de O2 ou ar ambiente do dia 3 ao dia 10 de vida. Do dia 8 ao dia 10 de vida, Losartan (20 mg/kg/dia) ou água foram administrados por gavagem, gerando assim 3 grupos experimentais: Controle+H2O, O2-exposto+H2O e O2-exposto+Los. A função ventricular esquerda, hipertrofia e fibrose, expressão dos componentes do sistema renina angiotensina, registros de pressão arterial e ECG de 24h, variabilidade da frequência cardíaca, balanço simpato-vagal, inervação simpática, sinalização adrenérgica e marcadores de estresse oxidativo foram examinados em ratos adultos. Os dados foram analisados por ANOVA de uma ou duas vias seguido por post-hoc de Dunnet ou Kruskal-Wallis e apresentados como média ± DP ou mediana e intervalos interquartis. Os animais expostos ao O2 desenvolveram disfunção cardíaca leve associada à hipertrofia e fibrose, bem como diminuição da expressão do receptor Mas e aumento de AT2, sem diferenças significativas no AT1. O losartan preveniu o desenvolvimento de fibrose miocárdica, normalizou a espessura de parede ventricular, o diâmetro ventricular e o volume sistólico dos ratos expostos a hiperóxia. Todavia, o tratamento com losartan levou também à redução da fração de ejeção e fração de encurtamento e não preveniu as 6 mudanças na função diastólica. Nenhuma modulação sobre os componentes do SRA foi observada. Considerando o sistema nervoso autônomo, a exposição à hiperóxia diminuiu significativamente a variabilidade da frequência cardíaca e aumentou o balanço simpato-vagal. O tratamento com losartan preveniu essas alterações. Os grupos O2-expostos apresentaram aumento significativo do receptor β1-adrenérgico e diminuição da inervação simpática, sem modulação pelo tratamento com losartan. Os animais O2-expostos não apresentaram aumento nos marcadores de estresse oxidativo, apenas na expressão da catalase, também sem modulação pelo losartan. Não houve diferenças significativas entre os grupos para a pressão arterial de 24h. A exposição neonatal à hiperóxia leva a alterações cardíacas morfo-funcionais, associada a mudanças de expressão dos componentes do SRA e prejuízo do controle autonômico cardíaco, apontando um papel de ambos os sistemas na programação da doença por insultos perinatais. O bloqueio neonatal de AT1 apresentou algumas repercussões positivas em nível de sistema cardiovascular, atenuando o desenvolvimento de mudanças morfo-funcionais, tanto em nível tecidual quanto central sobre o sistema simpático. Considerando esses efeitos, outros estudos são necessários para investigar e compreender o papel dos sistemas renina angiotensina e autônomo em insultos perinatais adversos, assim como possíveis terapias possam ser elaboradas e testadas previamente a estudos clínicos.

Preterm individuals have higher risk to develop cardiovascular disease and several clinical and experimental evidences indicate the role of the renin angiotensin system on the programming of the diseases. Recently, it has been shown that the angiotensin II AT1 receptor blockade prevents cardiac changes due to neonatal hyperoxia exposure (a recognized model of preterm birth related conditions) in young rats. Furthermore, autonomic nervous system has been suggested as another important mechanism on cardiovascular disease programming on adulthood due to perinatal insults. Considering the role of both systems above cited, the present study aimed to investigate if neonatal AT1 blockade prevents morpho-functional changes due to neonatal hyperoxia exposure in adulthood. Moreover, if neonatal hyperoxia leads to impairment of cardiac autonomic control in association with oxidative stress, and whether there is an impact of neonatal treatment with losartan on these changes. Sprague-Dawley pups were kept with their mothers under 80% of O2 or room air from day 3 to 10 of life. Losartan (20 mg/kg/day) or water were administered by gavage from day 8 to 10 of life, generating 3 experimental groups: Control + H2O, O2-exposed + H2O, and O2-exposed + Los. Left ventricular function (echocardiography and intraventricular catheterism), hypertrophy, and fibrosis, renin angiotensin system components expression, BP and ECG recordings by telemetry, heart rate variability, sympatho-vagal balance, sympathetic innervation, adrenergic signaling, antioxidants, and oxidative stress markers were examined in adult rats of approximately 16 weeks. Data were analyzed by one or two-way ANOVA followed by Dunnet’s post-hoc or Kruskal-Wallis and were presented as mean ± SD or median and interquartile intervals. O2-exposed rats developed mild cardiac dysfunction, associated with hypertrophy and fibrosis, as well as decreased Mas receptor and increased AT2 expression, without differences on AT1 expression. Neonatal AT1 blockade prevented the development of fibrosis, normalized ventricular wall thickness, the ventricular diameter and stroke volume of adult rats exposed to hyperoxia. However, losartan neonatal treatment led also to decreased ejection fraction and fractional shortening and did not prevent changes in diastolic function. No modulation over the 8 RAS components was observed. Considering the effects on the autonomic nervous system, hyperoxia exposure significantly decreased heart rate variability and increased sympatho-vagal balance. Losartan treatment prevented these changes. Moreover, O2-exposed groups presented a significant increase of β1-adrenergic receptor and decreased sympathetic innervation, both without modulation by losartan treatment. O2-exposed group did not present increase of oxidative stress markers, only on catalase protein expression, also without modulation by losartan. Finally, there were no differences between groups for 24h blood pressure. Neonatal hyperoxia exposure leads to cardiac morpho-functional changes, associated to altered pattern of renin angiotensin system components expression and cardiac autonomic control impairment, showing a role of both systems on the programming of disease by perinatal insults. Neonatal AT1 blockade presented positive repercussion at the cardiovascular system level, attenuating the morpho-functional changes, both at the tissue level, as well as centrally on the autonomic nervous system. Considering these effects, other studies are necessary to investigate and compare the role of the renin angiotensin and autonomic systems in adverse perinatal conditions, as well as possible therapies to be elaborated and testes prior to clinical studies.