Introdução

A hipertensão é um problema de saúde pública de ordem mundial e está associada com o crescente aumento da incidência das mortes por doenças cardiovasculares¹. Diversos modelos de hipertensão são desenvolvidos pelas ciências básicas para mimetizar os efeitos patológicos da hipertensão^2,3. Na condição experimental do bloqueio da sintase do óxido nítrico (NOS), os ratos induzidos a hipertensão com o N^G-nitro-L-arginina-metil-éster (L-NAME) desenvolvem hipertensão arterial, lesão renal, aumento da atividade simpática e disfunção endotelial^4-8.

Apesar disso, é importante salientar que a indução de ratos hipertensos depende da dose administrada de L-NAME, da duração do tratamento, do órgão alvo estudado, da idade e do tipo de animal utilizado no estudo. Associado a esse modelo de hipertensão, estudos têm demonstrado que o exercício físico aeróbio e resistido age de forma benéfica nos aspectos relacionados à pressão arterial e à função vascular em ratos^9,10.

É descrito na literatura que a inibição da NOS para a produção da hipertensão aumenta a pressão arterial através de uma resposta dependente do endotélio⁷. Recentemente, nosso grupo demonstrou que o exercício resistido realizado por quatro semanas em ratos induzidos por L-NAME é capaz de reduzir a sensibilidade a fenilefrina (FEN) e de, curiosamente, aumentar a sensibilidade ao nitroprussiato de sódio (NPS) do músculo liso da artéria mesentérica superior¹⁰.

O estudo do exercício resistido em modelos animais que mimetizam a hipertensão oferece informações relevantes para os estudos clínicos que objetivam a prevenção, o tratamento e o controle da doença. Apesar dos achados do nosso grupo¹⁰, até o presente momento ainda não estão bem estabelecidos os efeitos do exercício resistido sobre os parâmetros contráteis e relaxantes que envolvem o músculo liso vascular. Recentemente, um estudo demonstrou que uma sessão de exercício resistido em ratos espontaneamente hipertensos (SHR) não altera a função vascular da artéria caudal nos relaxamentos induzidos pelo NPS, um doador exógeno de óxido nítrico (NO)¹¹. Diversas são as variáveis que podem influenciar os benefícios do exercício resistido, dentre elas podemos citar o modelo animal de doença, o tipo de artéria estudada, o tipo de exercício resistido, o volume, a intensidade e a duração do estímulo físico. Dentro desse contexto, o presente estudo objetivou avaliar os efeitos de uma sessão de exercício resistido sobre os mecanismos contráteis e relaxantes do músculo liso vascular da artéria mesentérica de ratos hipertensos induzidos pelo L-NAME.

Métodos

Resultados

Resposta vasoconstritora do músculo liso vascular a FEN

Observamos que a FEN (10^-9-10^-4 M) induziu contração dependente da concentração nos anéis isolados da artéria mesentérica superior em todos os grupos. No entanto, não foram observadas diferenças na resposta de contração máxima em nenhum dos grupos (Figura 1A).

Figura 1 Curvas concentração-resposta para fenilefrina (FEN: 10^-9-10^-4 M) em anéis isolados de artéria mesentérica superior sem endotélio funcional (Figura 1A). Os anéis foram obtidos de ratos dos grupos Controle (C), Hipertenso (H) e Hipertenso Exercitado (HE). A figura 1B indica as médias ± EPM das pD₂ das contrações induzidas por fenilefrina (B). Os dados representam as médias ± EPM para dez experimentos em cada grupo. As diferenças estatísticas entre as médias foram determinadas pela ANOVA de duas vias seguido do pós-teste de Bonferroni (Figura 1A) e pela ANOVA de uma via seguido do pós-teste de Bonferroni (Figura 1B). *p < 0,01 vs C. pD₂: logaritmo negativo da concentração molar do agonista capaz de produzir 50% da resposta máxima; EPM: erro padrão da média. 

O L-NAME foi capaz de interferir na sensibilidade arterial das contrações induzidas por FEN nos ratos induzidos a hipertensão, tendo em vista que a pD₂ foi alterada (p < 0,05) no grupo H quando comparado ao grupo C (Figura 1B). Além disso, uma sessão de exercício resistido não interferiu na sensibilidade arterial e a pD₂ permaneceu inalterada quando comparado o grupo HE com o H (Figura 1B).

Resposta vasoconstritora do músculo liso vascular ao KCl

Observamos que o crescente aumento extracelular de KCl (20-80 mM) produziu tensão contrátil nos anéis isolados do músculo liso da artéria mesentérica dos ratos de todos os grupos. No entanto, as respostas máximas induzidas pelo KCl não foram diferentes entre os grupos (Figura 2). Os animais induzidos a hipertensão com L-NAME apresentaram um maior porcentagem de contração do músculo liso vascular nas concentrações de 40 e 60 mM de KCl (p < 0,01; p < 0,001, respectivamente) (Figura 2). Por outro lado, os animais hipertensos exercitados apresentaram uma menor porcentagem de contração do músculo liso vascular nas concentrações de 40 e 60 mM (p < 0,001) (Figura 2).

Figura 2 Curvas concentração-resposta para cloreto de potássio (KCl: 20-80 mM) em anéis isolados de artéria mesentérica superior sem endotélio funcional. Os anéis foram obtidos de ratos dos grupos Controle (C), Hipertenso (H) e Hipertenso Exercitado (HE). Os dados representam as médias ± EPM para dez experimentos em cada grupo. As diferenças estatísticas entre as médias foram determinadas pela ANOVA de duas vias seguido do pós-teste de Bonferroni. **p < 0,01 e ***p < 0,001 vs C; ^###p < 0,01 e ^###p < 0,001 vs H. EPM: erro padrão da média. 

Resposta vasodilatadora do músculo liso vascular ao NPS

Observamos que o NPS (10^-11-10^-6 M) induziu relaxamento independente do endotélio nos anéis isolados da artéria mesentérica em todos os grupos (Figura 3A). As respostas vasculares máximas de relaxamento ao NPS foram semelhantes nos três grupos do estudo (Figura 3A). O L-NAME reduziu (p < 0,05) a sensibilidade arterial dos animais ao NPS no grupo H quando comparado ao grupo C (Figura 3B).

Figura 3 Curvas concentração-resposta para nitroprussiato de sódio (NPS: 10^-11-10^-6 M) em anéis isolados de artéria mesentérica superior sem endotélio funcional e pré-contraídas com fenilefrina (1 µM) (Figura 3A). Os anéis foram obtidos de ratos dos grupos Controle (C), Hipertenso (H) e Hipertenso Exercitado (HE). A figura 3B indica as médias ± EPM das pD₂ dos relaxamentos induzidos por NPS. Os dados representam as médias ± EPM para dez experimentos em cada grupo. As diferenças estatísticas entre as médias foram determinadas pela ANOVA de duas vias seguido do pós-teste de Bonferroni (Figura 3A) e pela ANOVA de uma via seguido do pós‑teste de Bonferroni (Figura 3B). *p < 0,05 vs C; ***p < 0,001 vs H; ^##p < 0,01 vs H. pD₂: logaritmo negativo da concentração molar do agonista capaz de produzir 50% da resposta máxima; EPM: erro padrão da média. 

Inversamente, observamos que o exercício resistido foi capaz de restaurar a sensibilidade arterial ao NPS aumentando (p < 0,01) a pD₂ do grupo HE quando comparado ao grupo H (Figura 3B).

Discussão

Os resultados deste estudo indicaram que uma sessão de exercício resistido em ratos hipertensos induzidos por L-NAME foi capaz de promover uma redução dos mecanismos contráteis induzidos pelo KCl e aumentar a sensibilidade vasodilatadora no músculo liso da artéria mesentérica.

Evidências apontam que os níveis reduzidos de NO possuem um importante papel no desenvolvimento da hipertensão^4,18. O modelo de hipertensão experimental que mimetiza esse efeito é o induzido pelo bloqueio da NOS com um inibidor não específico, o L-NAME^4,19. O tratamento com L-NAME está associado a modificações estruturais e funcionais dos rins, da modulação autonômica, da resistência vascular periférica, bem como ao aumento da pressão arterial^4,6,8,20. No presente estudo, foi observado um aumento da pressão arterial nos animais tratados durante sete dias com L-NAME. Esses dados demonstram que os níveis hipertensivos obtidos são semelhantes aos previamente observados em ratos tratados por sete dias com L-NAME^6,8,20.

A literatura descreve que a transmissão do sinal originado na membrana plasmática para os receptores da maquinaria contrátil do músculo liso ocorre por estímulos farmacomecânicos e/ou eletromecânicos²¹. Esses mecanismos não devem ser entendidos como sistemas inteiramente separados, e sim, compreendidos como parte de uma rede de sinalizações que interagem para a manutenção da fisiologia vascular. Os ratos tratados com L-NAME em nosso estudo apresentaram uma maior sensibilidade α-1 adrenérgica. A modulação dos receptores α-1 adrenérgicos e a redução na produção de NO possuem um importante papel para as alterações cardiovasculares em ratos hipertensos²². De forma curiosa, já foi demonstrado que a diminuição de NO desloca para a esquerda a curva de contração da FEN em aorta de ratos, mas não na artéria caudal, isso confirma que a modulação dos receptores α-1 adrenérgicos em resposta ao NO parece depender do tipo de artéria estudada²³. Heijenbrok e cols.²⁴ trataram ratos Wistar com L-NAME (15 mg/Kg/dia) durante seis semanas e não observaram alteração para a FEN na reatividade vascular das artérias carótida e mesentérica. As inconsistências das evidências sobre a modulação dos receptores α-1 adrenérgicos em animais tratados com L-NAME podem estar associadas à forma de administração, a dose da substância, o período de tratamento e o tipo de artéria estudada.

Observamos no nosso estudo que imediatamente após uma sessão de exercício resistido com baixa intensidade de treinamento não ocorreu modificação na sensibilidade dos receptores α-1 adrenérgicos nos ratos tratados com L-NAME. Em ratos saudáveis, sessões repetidas e não uma sessão de natação forçada foi capaz de reduzir a sensibilidade α-1 adrenérgica na artéria mesentérica com endotélio danificado²⁵. Nossos resultados divergem dos obtidos por Faria e cols.¹¹ que, após uma sessão de exercício resistido (20 x 15, intensidade de 50%) demonstraram uma maior atenuação das respostas pós-exercício à FEN na artéria caudal com endotélio intacto¹¹. As diferenças em nossos resultados podem ser atribuídas ao protocolo de treinamento, ao modelo experimental de hipertensão, tipo de artéria estudada e a preservação do endotélio funcional para a avaliação da reatividade vascular. Por outro lado, um estudo prévio do nosso grupo demonstrou que o exercício resistido crônico com baixa intensidade (3 x 10, intensidade de 50%) foi capaz de controlar a pressão arterial e reduzir a sensibilidade α-1 adrenérgica em artéria mesentérica sem endotélio funcional de ratos hipertensos induzidos por L-NAME¹⁰. Isso indica que uma sessão de exercício resistido de baixa intensidade nos ratos hipertensos induzidos por L-NAME não parece ser suficiente para causar modificações em nível de receptor α-1 adrenérgico, mas sessões sucessivas de exercício resistido podem promover uma significativa redução da sensibilidade contrátil promovida pela FEN.

Outro mecanismo que também modula a contração do músculo liso e foi avaliado no presente estudo é o acoplamento contrátil através das soluções despolarizantes de KCl. De um modo geral, o KCl produz a contração do músculo liso vascular por despolarização da membrana, causando influxo de Ca²⁺ pelos canais para Ca²⁺ operados por voltagem²⁶. É demonstrado também na literatura que as concentrações despolarizantes de KCl medeiam o aumento da concentração intracelular de Ca²⁺²⁷. Nossos resultados indicam que os animais tratados com L-NAME aumentaram a contração do músculo liso através da despolarização da membrana nos anéis da artéria mesentérica. Outros estudos com animais induzidos por L-NAME cronicamente demonstram uma função anormal dos canais de Ca²⁺ operados por voltagem^5,28. Bank e cols.²⁸ sugerem que o modelo de hipertensão induzido por L-NAME promove um aumento da tonicidade do músculo liso vascular e esse efeito ocorre devido à redução da disponibilidade de NOS, que pode levar a um aumento na concentração ou na sensibilidade intracelular de Ca²⁺. Esses achados dão suporte aos nossos resultados de que o aumento da contratilidade do músculo liso encontrado nos animais induzidos por L-NAME pode estar relacionado aos mecanismos contráteis induzidos pelo KCl.

Interessantemente, quando os ratos do nosso estudo foram submetidos a uma sessão de exercício resistido eles apresentaram uma redução da resposta contrátil às soluções despolarizantes de KCl (20-80 mM). Esse resultado indica a possibilidade de que o exercício resistido altere de forma benéfica a despolarização das células do músculo liso vascular dos animais hipertensos induzidos por L-NAME. Da mesma forma, Chen e cols.²⁹ demonstraram uma redução da resposta contrátil ao KCl (15 - 60 mM) em anéis da artéria mesentérica após oito semanas de corrida em ratos saudáveis. Também em anéis da aorta de ratos treinados em corrida (dez a doze semanas) foi observada, ao final do protocolo, uma menor resposta contrátil às concentrações despolarizantes de KCl (10-100 mM)³⁰. Até o momento, não foram descritos na literatura os efeitos do exercício resistido sobre a resposta contrátil do músculo liso através das soluções despolarizantes de KCl. O presente estudo é o primeiro a demonstrar a eficácia de uma sessão de exercício resistido sobre diminuição da contratilidade do músculo liso através de mecanismos independentes de receptores adrenérgicos em ratos hipertensos. Esses resultados sugerem a hipótese de que o exercício resistido de baixa intensidade quando realizado em um longo período possa ser uma importante ferramenta para combater as desordens cardiovasculares provenientes dos mecanismos contráteis do músculo liso.

Em adição a esses resultados, observamos que os ratos tratados com L-NAME apresentaram menor sensibilidade vasodilatadora ao NPS. Quando submetidos a uma sessão de exercício resistido, aumentaram a sensibilidade vasodilatadora ao NO no músculo liso dos anéis da artéria mesentérica. Em um estudo recente realizado pelo nosso grupo foi demonstrado que a sensibilidade da via NO foi diminuída em ratos hipertensos induzidos por L-NAME durante oito semanas, e que o exercício resistido crônico e de baixa intensidade foi capaz de reverter esse efeito¹⁰. Dentro dessa perspectiva, parece que os efeitos agudos e crônicos do exercício resistido sobre a resposta vasodilatadora independente do endotélio são benéficos para a função vascular em ratos hipertensos induzidos por L-NAME. Devemos salientar que, em um estudo de outro grupo que realizou uma sessão de exercício resistido em animais espontaneamente hipertensos, não foram observadas modificações nos relaxamentos induzidos por NPS em leito vascular da artéria caudal²⁵. Essas diferenças podem ser explicadas pelo modelo de indução a hipertensão e pelo protocolo de treinamento adotado.

Algumas limitações podem ser observadas no presente estudo. A primeira é que os resultados obtidos são específicos para ratos hipertensos. A segunda, não ter avaliado o efeito do exercício resistido em outras artérias, já que existe uma heterogeneidade funcional entre as artérias de diferentes leitos vasculares. A terceira foi a ausência de um grupo exercitado saudável, o que limita a extrapolação desses dados. Outro ponto a ser destacado é que o protocolo de exercício resistido adotado no presente estudo possui uma característica de alto volume e baixa intensidade. Essa característica de exercício se assemelha aos protocolos de exercícios aeróbicos indicados para o controle da pressão arterial^1,13. Alguns estudos demonstram que o exercício resistido de intensidade moderada é capaz de reduzir a pressão arterial e melhorar a função vascular^1,11,31,32. Apesar dessas vantagens, uma recente meta-análise indicou que o exercício resistido de alta intensidade está associado ao aumento da rigidez arterial em jovens saudáveis³³. Em adição, os mecanismos fisiológicos responsáveis pelas vantagens e/ou desvantagens do exercício resistido sobre a saúde vascular em animais e humanos ainda não estão estabelecidos.

Conclusão

As evidências farmacológicas deste estudo demonstraram que uma sessão de exercício resistido promoveu ajustes benéficos na função vascular de animais hipertensos induzidos por L-NAME. Esses ajustes envolvem uma redução das respostas contráteis através da despolarização celular induzida pelo KCl, independentes de receptores α-1 adrenérgicos, e uma maior sensibilidade vasodilatadora ao NO do músculo liso da artéria mesentérica de ratos hipertensos induzidos por L-NAME. Os ajustes vasculares do músculo liso promovidos após uma sessão de exercício resistido parecem benéficos para o controle do tônus vascular na hipertensão.