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Rocha HNM, Batista GMS, Storch AS, Garcia VP, Teixeira GF, Mentzinger J, Gomes EAC, Campos MO, Nóbrega ACL, Rocha NG. Mental stress induces endothelial dysfunction by AT1R-mediated redox imbalance in overweight/obese men. Braz J Med Biol Res 2023; 56:e12547. [PMID: 36995873 PMCID: PMC10041671 DOI: 10.1590/1414-431x2023e12547] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 01/11/2023] [Accepted: 02/16/2023] [Indexed: 03/31/2023] Open
Abstract
The main goal of this study was to determine whether oxidative imbalance mediated by AT1 receptor (AT1R) is responsible for deleterious endothelial responses to mental stress (MS) in overweight/obese class I men. Fifteen overweight/obese men (27±7 years old; 29.8±2.6 kg/m2) participated in three randomized experimental sessions with oral administration of the AT1R blocker olmesartan (40 mg; AT1R blockade) or ascorbic acid (AA; 3g) infusion or placebo [both intravenously (0.9% NaCl) and orally]. After two hours, endothelial function was determined by flow-mediated dilation (FMD) before (baseline), 30 min (30MS), and 60 min (60MS) after a five-minute acute MS session (Stroop Color Word Test). Blood was collected before (baseline), during MS, and 60 min after MS for redox homeostasis profiling: lipid peroxidation (TBARS; thiobarbituric acid reactive species), protein carbonylation, and catalase activity by colorimetry and superoxide dismutase (SOD) activity by an ELISA kit. At the placebo session, FMD significantly decreased 30MS (P=0.05). When compared to baseline, TBARS (P<0.02), protein carbonylation (P<0.01), catalase (P<0.01), and SOD (P<0.01) increased during the placebo session. During AT1R blockade, FMD increased 30 min after MS (P=0.01 vs baseline; P<0.01 vs placebo), while AA infusion increased FMD only 60 min after MS. No differences were observed during MS with the AT1R blockade and AA regarding TBARS, protein carbonylation, catalase, and SOD. AT1R-mediated redox imbalances played an important role in endothelial dysfunction to mental stress.
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Affiliation(s)
- H N M Rocha
- Laboratório de Ciências do Exercício, Departamento de Fisiologia e Farmacologia, Universidade Federal Fluminense, Niterói, RJ, Brasil
- Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia - (In)Atividade Física e Exercício, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, Universidade Federal Fluminense, Niterói, RJ, Brasil
| | - G M S Batista
- Laboratório de Ciências do Exercício, Departamento de Fisiologia e Farmacologia, Universidade Federal Fluminense, Niterói, RJ, Brasil
- Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia - (In)Atividade Física e Exercício, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, Universidade Federal Fluminense, Niterói, RJ, Brasil
| | - A S Storch
- Laboratório de Ciências do Exercício, Departamento de Fisiologia e Farmacologia, Universidade Federal Fluminense, Niterói, RJ, Brasil
- Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia - (In)Atividade Física e Exercício, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, Universidade Federal Fluminense, Niterói, RJ, Brasil
| | - V P Garcia
- Laboratório de Ciências do Exercício, Departamento de Fisiologia e Farmacologia, Universidade Federal Fluminense, Niterói, RJ, Brasil
- Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia - (In)Atividade Física e Exercício, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, Universidade Federal Fluminense, Niterói, RJ, Brasil
| | - G F Teixeira
- Laboratório de Ciências do Exercício, Departamento de Fisiologia e Farmacologia, Universidade Federal Fluminense, Niterói, RJ, Brasil
- Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia - (In)Atividade Física e Exercício, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, Universidade Federal Fluminense, Niterói, RJ, Brasil
| | - J Mentzinger
- Laboratório de Ciências do Exercício, Departamento de Fisiologia e Farmacologia, Universidade Federal Fluminense, Niterói, RJ, Brasil
- Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia - (In)Atividade Física e Exercício, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, Universidade Federal Fluminense, Niterói, RJ, Brasil
| | - E A C Gomes
- Laboratório de Ciências do Exercício, Departamento de Fisiologia e Farmacologia, Universidade Federal Fluminense, Niterói, RJ, Brasil
- Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia - (In)Atividade Física e Exercício, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, Universidade Federal Fluminense, Niterói, RJ, Brasil
| | - M O Campos
- Laboratório de Ciências do Exercício, Departamento de Fisiologia e Farmacologia, Universidade Federal Fluminense, Niterói, RJ, Brasil
| | - A C L Nóbrega
- Laboratório de Ciências do Exercício, Departamento de Fisiologia e Farmacologia, Universidade Federal Fluminense, Niterói, RJ, Brasil
- Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia - (In)Atividade Física e Exercício, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, Universidade Federal Fluminense, Niterói, RJ, Brasil
| | - N G Rocha
- Laboratório de Ciências do Exercício, Departamento de Fisiologia e Farmacologia, Universidade Federal Fluminense, Niterói, RJ, Brasil
- Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia - (In)Atividade Física e Exercício, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, Universidade Federal Fluminense, Niterói, RJ, Brasil
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Garcia VP, Mattos JD, Mentzinger J, Leite PEC, Rocha HNM, Campos MO, Rocha MP, Mansur DE, Secher NH, Nóbrega ACL, Fernandes IA, Rocha NG. Short isocapnic hyperoxia affects indices of vascular remodeling and intercellular adhesion molecules in healthy men. Braz J Med Biol Res 2022; 55:e12110. [PMID: 35703682 PMCID: PMC9200048 DOI: 10.1590/1414-431x2022e12110] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 01/23/2022] [Accepted: 04/11/2022] [Indexed: 11/22/2022] Open
Abstract
In preparation for tracheal intubation during induction of anesthesia, the patient may be ventilated with 100% oxygen. To investigate the impact of acute isocapnic hyperoxia on endothelial activation and vascular remodeling, ten healthy young men (24±3 years) were exposed to 5-min normoxia (21% O2) and 10-min hyperoxia trials (100% O2). During hyperoxia, intercellular adhesion molecules (ICAM-1) (hyperoxia: 4.16±0.85 vs normoxia: 3.51±0.84 ng/mL, P=0.04) and tissue inhibitor matrix metalloproteinase 1 (TIMP-1) (hyperoxia: 8.40±3.84 vs normoxia: 5.73±2.15 pg/mL, P=0.04) increased, whereas matrix metalloproteinase (MMP-9) activity (hyperoxia: 0.53±0.11 vs normoxia: 0.68±0.18 A.U., P=0.03) decreased compared to the normoxia trial. We concluded that even short exposure to 100% oxygen may affect endothelial activation and vascular remodeling.
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Affiliation(s)
- V P Garcia
- Laboratório de Ciências do Exercício, Departamento de Fisiologia e Farmacologia, Universidade Federal Fluminense, Niterói, RJ, Brasil
| | - J D Mattos
- Laboratório de Ciências do Exercício, Departamento de Fisiologia e Farmacologia, Universidade Federal Fluminense, Niterói, RJ, Brasil
| | - J Mentzinger
- Laboratório de Ciências do Exercício, Departamento de Fisiologia e Farmacologia, Universidade Federal Fluminense, Niterói, RJ, Brasil
| | - P E C Leite
- Laboratório de Bioengenharia e Toxicologia in Vitro, Instituto Nacional de Qualidade e Tecnologia Metrológica, Duque de Caxias, RJ, Brasil
| | - H N M Rocha
- Laboratório de Ciências do Exercício, Departamento de Fisiologia e Farmacologia, Universidade Federal Fluminense, Niterói, RJ, Brasil
| | - M O Campos
- Laboratório de Ciências do Exercício, Departamento de Fisiologia e Farmacologia, Universidade Federal Fluminense, Niterói, RJ, Brasil
| | - M P Rocha
- Laboratório de Ciências do Exercício, Departamento de Fisiologia e Farmacologia, Universidade Federal Fluminense, Niterói, RJ, Brasil
| | - D E Mansur
- Laboratório de Ciências do Exercício, Departamento de Fisiologia e Farmacologia, Universidade Federal Fluminense, Niterói, RJ, Brasil
| | - N H Secher
- Department of Anesthesia, Rigshospitalet, Institute of Clinical Medicine, University of Copenhagen, Copenhagen, Denmark
| | - A C L Nóbrega
- Laboratório de Ciências do Exercício, Departamento de Fisiologia e Farmacologia, Universidade Federal Fluminense, Niterói, RJ, Brasil
| | - I A Fernandes
- NeuroVASQ - Laboratório de Fisiologia Integrativa, Faculdade de Educação Física, Universidade de Brasília, Brasília, DF, Brasil
| | - N G Rocha
- Laboratório de Ciências do Exercício, Departamento de Fisiologia e Farmacologia, Universidade Federal Fluminense, Niterói, RJ, Brasil
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