Abstract Background: As some individuals present resistance to obesity development, experiments have been trying to understand their susceptibility to cardiometabolic diseases. Objetive: To evaluate if the cardiac remodeling was related to collagen protein expression change. Methods: Male Wistar rats were randomized into two experimental groups: control diet (CD, n=15) or high-fat diet (HFD, n=15) for 30 weeks. Rats fed with HFD were ranked based on their adiposity indexes and classified as obese (Ob, n = 8) or obesity-resistant (ROb, n = 6). Rats that failed to present the normal characteristic of the control group while fed with CD were excluded (Control, n = 8). Nutritional profile, comorbidities (dyslipidemia, hypertension, glucose metabolism, hyperleptinemia), cardiac remodeling, and collagen protein expression were evaluated. The groups were compared by One-Way ANOVA, together the Tukey post hoc test, with p<0.05 considered significant. Results: The Ob rats presented an increased adiposity index when compared to C and ROb. Both groups Ob and ROb presented increased low-density lipoprotein (LDL), insulin, homeostatic model assessment of insulin resistance (HOMA- IR) and systolic blood pressure (SBP), and low high-density lipoprotein (HDL) levels when compared to the control group. The levels of triglycerides, non-esterified fatty acid (NEFA), and leptin were lower in ROb as compared to Ob, but higher than the control group. The Ob and ROb groups presented cardiac remodeling, evidenced by echocardiographic and post-mortem analysis. The collagen protein expression did not differ among the groups. Conclusion: The ROb animals present cardiac remodeling that is not related to collagen type I and III protein expression change. Background development diseases Objetive change Methods CD, (CD n=15 n15 15 highfat high fat HFD, (HFD 3 weeks (Ob 8 obesityresistant resistant ROb, (ROb 6. 6 . 6) Control, Control (Control 8. profile dyslipidemia, dyslipidemia (dyslipidemia hypertension metabolism hyperleptinemia, hyperleptinemia , hyperleptinemia) evaluated OneWay One Way ANOVA test p005 p 0 05 p<0.0 significant Results lowdensity density LDL, LDL (LDL) HOMA (HOMA IR SBP, SBP (SBP) highdensity HDL (HDL triglycerides nonesterified non esterified NEFA, NEFA (NEFA) postmortem mortem analysis Conclusion n=1 n1 1 p00 p<0. (LDL (SBP (NEFA n= p0 p<0 p<

Resumo Fundamento A obesidade é uma condição inflamatória crônica de baixo grau relacionada a distúrbios cardíacos. No entanto, o mecanismo responsável pela inflamação cardíaca relacionada à obesidade não é claro. O receptor do tipo toll 4 (TLR-4) pertence a um receptor da família das transmembranas, responsável pela resposta imune, cuja ativação estimula a produção de citocinas pró-inflamatórias. Objetivo Testar se a ativação do receptor TLR-4 participa do processo de cardiomiopatia da obesidade, devido à produção de citocinas por meio da ativação do NF-ĸB. Métodos Ratos Wistar machos foram randomizados em dois grupos: o grupo controle (C, n = 8 animais) que recebeu dieta padrão/água e o grupo obeso (OB, n = 8 animais) que foi alimentado com dieta rica em açúcar e gordura e água mais 25% de sacarose por 30 semanas. Análise nutricional: peso corporal, índice de adiposidade, alimentos, água e ingestão calórica. Análise de distúrbios relacionados à obesidade: glicose plasmática, ácido úrico e triglicerídeos, HOMA-IR, pressão arterial sistólica, TNF-α no tecido adiposo. A análise cardíaca incluiu: expressão das proteínas TLR-4 e NF-ĸB, níveis de TNF-α e IL-6. Comparação pelo teste t de Student não pareado ou teste de Mann-Whitney com um valor de p <0,05 como estatisticamente significativo. Resultados O grupo OB apresentou obesidade, glicose elevada, triglicerídeos, ácido úrico, HOMA, pressão arterial sistólica e TNF-α no tecido adiposo. O grupo OB apresentou remodelação cardíaca e disfunção diastólica. A expressão de TLR-4 e NF-ĸB e os níveis de citocinas foram maiores em OB. Conclusão Nossos achados concluem que, em uma condição obesogênica, a inflamação derivada da ativação do TLR-4 cardíaco pode ser um mecanismo capaz de levar à remodelação e disfunção cardíaca.

Abstract Background Obesity is a chronic low-grade inflammation condition related to cardiac disorders. However, the mechanism responsible for obesity-related cardiac inflammation is unclear. The toll-like receptor 4 (TLR-4) belongs to a receptor of the transmembrane family responsible for the immune response whose activation stimulates the production of proinflammatory cytokines. Objective To test whether the activation of the TLR-4 receptor participates in the obesity cardiomyopathy process, due to cytokine production through NF-ĸB activation. Methods Male Wistar rats were randomized into two groups: the control group (C, n= 8 animals) that received standard diet/water and the obese group (OB, n= 8 animals) that were fed a high sugar-fat diet and water plus 25% of sucrose for 30 weeks. Nutritional analysis: body weight, adiposity index, food, water, and caloric intake. Obesity-related disorders analysis: plasma glucose, uric acid and triglycerides, HOMA-IR, systolic blood pressure, TNF-α in adipose tissue. Cardiac analysis included: TLR-4 and NF-ĸB protein expression, TNF-α and IL-6 levels. Comparison by unpaired Student’s t-test or Mann- Whitney test with a p-value < 0.05 as statistically significant. Results The OB group showed obesity, high glucose, triglycerides, uric acid, HOMA, systolic blood pressure, and TNF-α in adipose tissue. OB group presented cardiac remodeling and diastolic dysfunction. TLR-4 and NF-ĸB expression and cytokine levels were higher in OB. Conclusion Our findings conclude that, in an obesogenic condition, the inflammation derived from cardiac TLR-4 activation can be a mechanism able to lead to remodeling and cardiac dysfunction.

Resumo Fundamento A obesidade é um fator de risco para complicações médicas, incluindo o sistema cardiovascular. Há informações limitadas sobre o colágeno no coração obeso. Nosso estudo anterior demonstrou uma redução dos níveis proteicos de colágeno miocárdico tipo I em ratos obesos alimentados com uma dieta com alto teor de gordura durante 34 semanas. No entanto, os mecanismos responsáveis pelos níveis baixos não estão completamente elucidados. Objetivo O objetivo deste estudo foi testar a hipótese de que a redução do colágeno tipo I está associada ao aumento da atividade da metaloproteinase-2 (MMP-2), a qual está ligada à elevação de leptina no miocárdio de ratos obesos. Métodos Ratos Wistar machos com 30 dias de idade foram randomizados em dois grupos: controle (dieta padrão) e obeso (dieta com alto teor de gordura), e alimentados durante 34 semanas. Foram avaliados as características gerais dos animais e os perfis metabólicos e endócrinos. Foram avaliados as expressões proteicas miocárdicas de colágeno tipo I, leptina e inibidores teciduais de metaloproteinases (TIMP), bem como a atividade da MMP-2. O teste de correlação de Pearson foi aplicado para determinar as associações entre variáveis. O nível de significância foi de 5%. Resultados Os animais obesos apresentaram índice de adiposidade mais elevado em comparação ao controle. Foram observadas comorbidades como intolerância à glicose, hiperinsulinemia, resistência à insulina, hiperleptinemia e hipertensão nos ratos obesos. A obesidade reduziu o colágeno tipo I, TIMP-1 e TIMP-2, e aumentou a leptina e a MMP-2 no miocárdio. Houve uma correlação negativa entre o colágeno tipo I e a MMP-2 e uma correlação positiva entre a leptina e a MMP-2. Conclusão Foi confirmada a hipótese de que a redução do colágeno tipo I está associada ao aumento da atividade da MMP-2 e da expressão de leptina no miocárdio de ratos obesos. (Arq Bras Cardiol. 2020; 115(1):61-70)

Abstract Background Obesity is a risk factor for medical complications, including the cardiovascular system. There is limited information on collagen in the heart in obesity. Our previous study showed decreased protein levels of myocardial collagen type I in obese rats fed a high-fat diet for 34 weeks. However, the mechanisms responsible for low levels are not fully elucidated. Objective The purpose of this study was to test the hypothesis that the reduction in collagen type I is associated with increased metalloproteinase-2 (MMP-2) activity, which is linked to elevated leptin in the myocardium of obese rats. Methods Thirty-day-old male Wistar rats were randomized into two groups, control (standard diet) and obese (high-fat diet), and fed for 34 weeks. The general animal characteristics and metabolic and endocrine profiles were evaluated. Myocardial protein expressions of collagen I, leptin, tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMP), and MMP-2 activity were assessed. Pearson correlation was employed to determine the associations between variables. The level of significance was 5%. Results The obese animals had increased adiposity index compared to control. Comorbidities such as glucose intolerance, hyperinsulinemia, insulin resistance, hyperleptinemia, and hypertension were observed in obese rats. Obesity reduced collagen I, TIMP-1, and TIMP-2, and it increased leptin and MMP-2 in the myocardium. There was a negative correlation between collagen I and MMP-2 and a positive correlation between leptin and MMP-2. Conclusion The hypothesis was confirmed; the reduction in collagen type I is associated with increased MMP-2 activity and leptin expression in the myocardium of obese rats. (Arq Bras Cardiol. 2020; 115(1):61-70)

Resumo Fundamentos: Diferentes tipos de dietas hiperlipídicas e/ou hipercalóricas têm sido usados para induzir obesidade em roedores. No entanto, poucos estudos relataram os efeitos da obesidade induzida por dieta hiperlipídica em sua fase inicial sobre a remodelação cardíaca funcional e estrutural. Objetivo: Caracterizar o momento inicial da obesidade e investigar parâmetros metabólicos e cardíacos. Além disso, analisar o papel do trânsito de Ca+2 em curtos períodos de exposição à obesidade. Métodos: Ratos Wistar com idade de 30 dias foram distribuídos aleatoriamente em dois grupos (n = 19 em cada grupo): controle (C, dieta padrão) e dieta hiperlipídica (HL, dieta rica em gordura insaturada). O momento inicial da obesidade foi definido por medidas semanais do peso corporal, complementadas pelo índice de adiposidade (IA). A remodelação cardíaca foi avaliada por análise morfológica, histológica, ecocardiográfica e funcional dos músculos papilares. Proteínas envolvidas no trânsito de Ca2+ foram determinadas por Western Blot. Resultados: O momento inicial da obesidade ocorreu na terceira semana. Em comparação aos ratos C, os animais HL apresentaram maior peso corporal final (4%), gordura corporal (20%), IA (14,5%), níveis de insulina (39,7%), leptina (62,4%) e lipoproteína de baixa densidade (15,5%), mas não apresentaram alterações na pressão sistólica. A avaliação ecocardiográfica não mostrou alterações nos parâmetros cardíacos. No grupo HL, observou-se um aumento no +dT/dt (C: 52,6 ± 9,0 g/mm2/s e HL: 68,0 ± 17,0 g/mm2/s; p < 0,05) muscular. Além disso, não houve alterações na expressão cardíaca de proteínas envolvidas no trânsito de Ca2+. Conclusão: O momento inicial da obesidade promove alterações nos perfis hormonais e lipídicos sem causar danos cardíacos ou mudanças no trânsito de Ca2+.

Abstract Background: Different types of high-fat and/or high-energy diets have been used to induce obesity in rodents. However, few studies have reported on the effects observed at the initial stage of obesity induced by high-fat feeding on cardiac functional and structural remodelling. Objective: To characterize the initial moment of obesity and investigate both metabolic and cardiac parameters. In addition, the role of Ca2+ handling in short-term exposure to obesity was verified. Methods: Thirty-day-old male Wistar rats were randomized into two groups (n = 19 each): control (C; standard diet) and high-fat diet (HF, unsaturated high-fat diet). The initial moment of obesity was defined by weekly measurement of body weight (BW) complemented by adiposity index (AI). Cardiac remodelling was assessed by morphological, histological, echocardiographic and papillary muscle analysis. Ca2+ handling proteins were determined by Western Blot. Results: The initial moment of obesity occurred at the 3rd week. Compared with C rats, the HF rats had higher final BW (4%), body fat (20%), AI (14.5%), insulin levels (39.7%), leptin (62.4%) and low-density lipoprotein cholesterol (15.5%) but did not exhibit alterations in systolic blood pressure. Echocardiographic evaluation did not show alterations in cardiac parameters. In the HF group, muscles were observed to increase their +dT/dt (C: 52.6 ± 9.0 g/mm2/s and HF: 68.0 ± 17.0 g/mm2/s; p < 0.05). In addition, there was no changes in the cardiac expression of Ca2+ handling proteins. Conclusion: The initial moment of obesity promotes alterations to hormonal and lipid profiles without cardiac damage or changes in Ca2+ handling.

Resumo Introdução: A obesidade é uma doença em que a inflamação está inteiramente envolvida e pode causar insuficiência renal. Objetivo: Avaliar a influência da exposição a curto prazo de uma dieta de cafeteria sobre a inflamação no tecido renal e a formação de produtos de glicação avançada (AGEs) no plasma de rato. Métodos: Ratos Wistar machos (10 semanas de idade, pesando 350 g) foram designados para receber dieta de ração comercial (C; n = 8 animais/grupo, 5% de energia a partir de gordura) ou dieta de cafeteria (CAF-D, n = 8 animais/grupo: 29% de energia de gordura) e de sacarose em água (300 g/L) de beber durante 6 semanas. Resultados: Índice de adiposidade em seis semanas foi maior no grupo CAF-D em comparação com C. O mesmo comportamento foi observado para os níveis plasmáticos de glicose, triglicerídeos, leptina, insulina e AGEs. A expressão do gene de IL-6 e TNF-α em tecido renal foi maior no grupo D-CAF e nenhuma diferença significativa no tecido adiposo. Não houve aumento destas citocinas no plasma ou rim. Houve uma diminuição significativa de adiponectina no grupo CAF-D. Conclusão: A exposição a curto prazo da CAF-D reflete alterações no metabolismo, aumento dos níveis plasmáticos de AGEs, o que pode refletir o aumento expressão de citocinas inflamatórias no rim.

Abstract Introduction: Obesity is a disease in which inflammation is directly involved and can lead to impaired renal function. Objective: To evaluate the influence of short term exposure to cafeteria diet on kidney tissue inflammation and advanced glycation end products (AGEs) in the rat plasma. Methods: Male Wistar rats (10 weeks of age, weighing 350 g) were assigned to receive commercial chow diet (C; n = 8 animals/group, 5% of energy from fat) or cafeteria diet (CAF-D, n = 8 animals/group: 29% energy fat) and sucrose in drinking water (300 g/L) for 6 weeks. Results: adiposity index at six weeks was higher in CAF-D group compared to C. The same behavior was observed for plasma levels of glucose, triglycerides, leptin, insulin and AGEs. The gene expression of IL-6 and TNF-α in renal tissue was higher in CAF-D group and no significant difference in adipose tissue. There was no increase of these cytokines in plasma and kidney or histologically. There was a significant decrease of adiponectin in the CAF-D group. Conclusion: The short exposure CAF-D reflects changes in metabolism, increased plasma levels of AGEs, which may reflect the increased expression of inflammatory cytokines in the kidney.

Fundamento: Muitos pesquisadores buscam métodos para a seleção de grupos homogêneos de animais em pesquisas experimentais, fato que se justifica por ser a homogeneidade pré-requisito indispensável à casualização de tratamentos. A ausência de métodos robustos, que atendam a princípios estatísticos e biológicos, faz com que os pesquisadores utilizem métodos empíricos ou subjetivos, influenciando seus resultados. Objetivo: Desenvolver modelo estatístico multivariado para a seleção de grupo homogêneo de animais para pesquisas experimentais e elaborar pacote computacional que o operacionalize. Métodos: O conjunto de dados ecocardiográficos de 115 ratos Wistar, machos, com estenose aórtica (EAo) supravalvular foi utilizado para exemplificar o desenvolvimento do modelo. Inicialmente, os dados foram padronizados, tornando-se adimensionais. Em sequência, submeteu-se a matriz de variabilidade do conjunto à análise de componentes principais (ACP) buscando-se reduzir o espaço paramétrico e conservar a variabilidade relevante. Essa técnica estabeleceu um novo sistema cartesiano em que os animais foram alocados e, finalmente, construiu-se a região de confiança (elipsoide) para o perfil de respostas homogêneas dos animais. Os que se situaram no interior do elipsoide foram considerados pertencentes ao grupo homogêneo; caso contrário, espúrios ao grupo. Resultados: A ACP estabeleceu oito eixos descritores que representaram a variabilidade acumulada dos dados em 88,71%. A alocação dos animais no novo sistema e a construção da região de confiança revelou a presença de seis espúrios ao lote homogêneo formado por 109 animais. Conclusão: O critério biométrico proposto mostra-se eficiente, pois considera o animal como um todo, analisando conjuntamente todos os parâmetros mensurados, além de apresentar pequena frequência de descartes.

Background: Several researchers seek methods for the selection of homogeneous groups of animals in experimental studies, a fact justified because homogeneity is an indispensable prerequisite for casualization of treatments. The lack of robust methods that comply with statistical and biological principles is the reason why researchers use empirical or subjective methods, influencing their results. Objective: To develop a multivariate statistical model for the selection of a homogeneous group of animals for experimental research and to elaborate a computational package to use it. Methods: The set of echocardiographic data of 115 male Wistar rats with supravalvular aortic stenosis (AoS) was used as an example of model development. Initially, the data were standardized, and became dimensionless. Then, the variance matrix of the set was submitted to principal components analysis (PCA), aiming at reducing the parametric space and at retaining the relevant variability. That technique established a new Cartesian system into which the animals were allocated, and finally the confidence region (ellipsoid) was built for the profile of the animals’ homogeneous responses. The animals located inside the ellipsoid were considered as belonging to the homogeneous batch; those outside the ellipsoid were considered spurious. Results: The PCA established eight descriptive axes that represented the accumulated variance of the data set in 88.71%. The allocation of the animals in the new system and the construction of the confidence region revealed six spurious animals as compared to the homogeneous batch of 109 animals. Conclusion: The biometric criterion presented proved to be effective, because it considers the animal as a whole, analyzing jointly all parameters measured, in addition to having a small discard rate.

Fundamento: A obesidade é definida por um acúmulo excessivo do tecido adiposo em relação a massa magra tecidual. Estudos realizados nos últimos anos sugerem que a função cardíaca em animais obesos pode se encontrar preservada, aumentada ou reduzida. Objetivo: Estudar o balanço energético do miocárdio com a hipótese de que o aumento na oxidação de ácidos graxos e redução de glicose levam à disfunção cardíaca na obesidade. Métodos: Ratos Wistar machos com 30 dias de idade foram alimentados com uma dieta padrão ou hipercalórica durante 30 semanas. A função e morfologia cardíacas foram analisadas. Neste trabalho foram estudadas as características gerais e comorbidades associadas com a obesidade. A estrutura cardíaca foi determinada pelo peso do coração e do ventrículo esquerdo (VE). A função do miocárdio foi avaliada pela análise de músculos papilares isolados do VE, na condição basal e depois de manobras inotrópicas e lusitrópicas: rigidez do miocárdio, contração pós-pausa, aumento da concentração extracelular de Ca2+, mudança na frequência de estímulos e inibição da via glicolítica. Resultados: Os ratos obesos tiveram um aumento de tecido adiposo e comorbidades associadas à obesidade em relação aos ratos do grupo controle. A análise funcional após o bloqueio pelo iodoacetato não mostrou diferença na regressão linear da tensão desenvolvida (TD), entretanto, a tensão de repouso (TR) apresentou uma diferença estatística significativa entre o grupo controle e o grupo obeso, mais notadamente na inclinação da curva no grupo C. Conclusão: O desequilíbrio energético na obesidade não promoveu disfunção cardíaca. Pelo contrário, a priorização na utilização de ácidos graxos promoveu uma proteção do músculo cardíaco durante a inibição da glicólise, sugerindo que esta via é menos utilizada pelo músculo cardíaco obeso.

Background: Obesity is defined by excessive accumulation of body fat relative to lean tissue. Studies during the last few years indicate that cardiac function in obese animals may be preserved, increased or diminished. Objective: Study the energy balance of the myocardium with the hypothesis that the increase in fatty acid oxidation and reduced glucose leads to cardiac dysfunction in obesity. Methods: 30-day-old male Wistar rats were fed standard and hypercaloric diet for 30 weeks. Cardiac function and morphology were assessed. In this paper was viewed the general characteristics and comorbities associated to obesity. The structure cardiac was determined by weights of the heart and left ventricle (LV). Myocardial function was evaluated by studying isolated papillary muscles from the LV, under the baseline condition and after inotropic and lusitropic maneuvers: myocardial stiffness; postrest contraction; increase in extracellular Ca2+ concentration; change in heart rate and inhibitor of glycolytic pathway. Results: Compared with control group, the obese rats had increased body fat and co-morbities associated with obesity. Functional assessment after blocking iodoacetate shows no difference in the linear regression of DT, however, the RT showed a statistically significant difference in behavior between the control and the obese group, most notable being the slope in group C. Conclusion: The energy imbalance on obesity did not cause cardiac dysfunction. On the contrary, the prioritization of fatty acids utilization provides protection to cardiac muscle during the inhibition of glycolysis, suggesting that this pathway is fewer used by obese cardiac muscle.

FUNDAMENTO: Vários autores mostraram que a deterioração da função cardíaca associa-se com o grau e a duração da obesidade. Os padrões de expressão gênica após longos períodos de obesidade precisam ser estabelecidos. OBJETIVO: Este estudo testou a hipótese de que a exposição prolongada à obesidade leva à redução nos níveis de RNAm de proteínas envolvidas na homeostase do Ca2+ miocárdico. Além disso, este estudo avaliou se uma diminuição no hormônio tireoidiano causava redução na expressão de RNAm. MÉTODOS: Ratos Wistar machos de 30 dias de idade foram distribuídos em dois grupos: controle (C) e obeso (Ob). O grupo C recebeu uma dieta padrão e o grupo Ob recebeu dietas hiperlipídicas por 15, 30 e 45 semanas. A obesidade foi definida pelo índice de adiposidade. A expressão gênica foi avaliada por PCR em tempo real quantitativa. RESULTADOS: O índice de adiposidade foi maior no grupo Ob do que no C em todas as etapas. Enquanto a obesidade nas semanas 15 e 45 determinou uma redução no RNAm de Ca2+-ATPase do retículo sarcoplasmático (SERCA2a), trocador Na+/Ca2+ (NCX) e calsequestrina (CSQ), observou-se aumento da expressão do RNAm de canal de Ca2+ do tipo L, receptor de rianodina, SERCA2a, fosfolamban (PLB), NCX e CSQ após a semana 30, em comparação ao grupo C. Não houve associação significativa entre os níveis de T3 e a expressão de RNAm. CONCLUSÕES: Nossos dados indicam que a obesidade por curtos ou longos períodos de tempo pode promover alteração na expressão gênica de proteínas reguladoras da homeostase do Ca2+ sem influência do hormônio tireoidiano

BACKGROUND: Several authors have shown that deterioration of cardiac function is associated with the degree and duration of obesity. It is necessary to establish the gene expression patterns after prolonged periods of obesity. OBJECTIVE: This study tested the hypothesis that increased duration of exposure to obesity leads to a reduction in the mRNA levels of proteins involved in regulation of myocardial Ca2+ homeostasis. In addition, this study verified whether the decrease in mRNA expression was caused by a reduction in thyroid hormone. METHODS: Thirty-day-old male Wistar rats were distributed in two groups: control (C) and obese (Ob). The C group was fed a standard diet and the Ob was fed with high-fat diets for 15, 30 and 45 weeks. Obesity was defined by adiposity index. The gene expression was assessed by quantitative real-time PCR. RESULTS: The adiposity index was higher in the Ob compared to the C after all periods. While obesity at 15 and 45 weeks resulted in a reduction in mRNA of sarcoplasmic reticulum Ca2+- ATPase (SERCA2a), Na+/Ca2+ exchanger (NCX), and calsequestrin (CSQ), L-type Ca2+ channels, ryanodine receptor, SERCA2a, phospholamban (PLB), NCX, and CSQ expression were increased compared to the C after 30 weeks. There was no significant association between T3 levels and mRNA expression. CONCLUSIONS: Our data indicate that obesity over the short and long periods of time may promote alteration in gene expression of Ca2+ homeostasis regulatory proteins without influence by thyroid hormone.