Testosterone and Voluntary Exercise Promote Angiogenesis in Hearts of Rats with Diabetes by Enhancing Expression of VEGF-A and SDF-1a

ObjectivesImpaired angiogenesis in cardiac tissue is a major complication of diabetes. This study was aimed to evaluate the effects of testosterone and voluntary exercise on vascular endothelial growth factor-A (VEGF-A), stromal cell-derived factor 1a (SDF-1a) and myocardial capillary density in heart of rats with diabetes.MethodsType 1 diabetes was induced by intraperitoneal injection of 55 mg/kg of streptozotocin in 80 male Wistar rats. After 42 days of treatment with testosterone (2 mg/kg/day) or voluntary exercise alone or in combination, angiogenesis was determined in the hearts by immunostaining for PECAM-1/CD31. The expressions of VEGF-A and SDF-1a levels in heart were also determined by the ELISA method.ResultsOur results showed that capillary density, VEGF-A and SDF-1a levels in the heart were significantly decreased in castrated rats with diabetes, whereas these effects were reversed by testosterone and exercise. Furthermore, simultaneous treatment of castrated rats with diabetes with testosterone and exercise had a synergistic effect on capillary density, VEGF-A and SDF-1a levels in the heart. In the group with diabetes, either testosterone or exercise increased capillary density, VEGF-A and SDF-1a protein levels in heart tissue. However, the effects of combination therapy in rats with diabetes with testosterone and exercise on capillary density, VEGF-A and SDF-1a levels in the heart was synergistic.ConclusionsOur findings suggest that testosterone and exercise can promote neoangiogenesis in rats with diabetes and in castrated rats with diabetes. The proangiogenesis effect of testosterone and exercise is associated with the enhanced expression of VEGF-A and SDF-1a in heart tissue.

RésuméObjectifsUne angiogenèse altérée au sein du tissu cardiaque est une complication majeure du diabète. Cette étude avait pour but d'évaluer les effets de la testostérone et de l'exercice volontaire sur le facteur de croissance de l'endothélium vasculaire de type A (VEGF-A), sur le facteur dérivé de cellules stromales de type 1-alpha (SDF-1a), et sur la densité capillaire myocardique dans le cœur de rats diabétiques.MéthodesLe diabète de type 1 a été induit par injection intrapéritonéale de 55 mg/kg de streptozotocine chez 80 rats mâles Wistar. Après 42 jours de traitement avec la testostérone (2 mg/kg/jour) ou d'exercice volontaire, uniquement ou en combinaison, le degré d'angiogenèse a été déterminé dans le cœur par immunomarquage de PECAM-1/CD31. Les niveaux d'expression de SDF-1a et VEGF-A dans le cœur ont également été déterminés par la méthode ELISA.RésultatsNos résultats ont montré que la densité capillaire, les niveaux cardiaques de VEGF-A et de SDF-1a ont été significativement diminués chez les rats diabétiques castrés, alors que ces effets ont été inversés par la testostérone et l'exercice. En outre, le traitement simultané des rats diabétiques castrés par la testostérone et l'exercice a eu un effet synergique sur la densité capillaire, et sur les niveaux cardiaques de VEGF-A et de SDF-1 a dans le cœur. Dans le groupe diabétique, la testostérone ou l'exercice a augmentéla densité capillaire ainsi que les niveaux des protéines VEGF-A et SDF-1 dans le tissu cardiaque. Cependant, les effets de la thérapie combinée de la testostérone et l'exercice sur la densité capillaire, et les niveaux cardiaques de VEGF-A et SDF-1a chez les rats diabétiques étaient synergiques.ConclusionsNos résultats suggèrent que la testostérone et l'exercice peuvent promouvoir la néoangiogenèse chez les rats atteints de diabète et chez les rats diabétiques castrés. L'effet proangiogénique de la testostérone et de l'exercice physique est associé à une expression accrue de VEGF-A et SDF-1 dans le tissu cardiaque.