Estudos in vivo e in vitro dos efeitos do treinamento físico sobre alterações musculares decorrentes da associação entre obesidade e envelhecimento - Correia, Thiago Macêdo Lopes (2023)
A sarcopenia é um dos desfechos principais desfechos da perigosa associação entre envelhecimento e obesidade, e se trata de uma síndrome caracterizada pelo prejuízo funcional e morfológico do músculo esquelético. Dentre as repercussões da sarcopenia, destacam-se a desestabilidade, fragilidade e alterações metabólicas sistêmicas que afetam diretamente a qualidade de vida. Por outro lado, o treinamento físico mostra-se como ferramenta eficaz contra os efeitos do envelhecimento e obesidade ao contribuir para redução da adiposidade e proteger a massa muscular esquelética. No entanto, não foram encontrados estudos que avaliaram os efeitos do treinamento aeróbico quando realizado ao longo da vida ou de maneira terapêutica sobre as alterações causadas pela obesidade nos estágios iniciais do envelhecimento. Objetivo: Investigar os efeitos do treinamento físico aeróbico realizado terapeuticamente ou ao longo da vida sobre alterações histológicas, no balanço redox, inflamação, e metabolismo no músculo esquelético e ventrículo cardíaco provocadas pela associação entre envelhecimento e obesidade in vivo e in vitro. Métodos: O experimento foi dividido em estudo piloto e estudo principal. O estudo piloto buscou identificar a idade em que as alterações musculares e de performance física se iniciam em resposta ao envelhecimento natural. Dessa forma, 41 ratos Wistar machos com 4 meses de idade foram distribuídos aleatoriamente em 6 grupos definidos pela idade à eutanásia. Ao longo do protocolo experimental, os animais foram pesados semanalmente, e a performance física avaliada mensalmente através do teste de corrida máximo em esteira motorizada para ratos. Após a definição da idade na qual o declínio muscular se iniciou (14 meses), foi avaliada a influência do treinamento físico sobre as alterações observadas. Para tal, 32 ratos Wistar machos com 4 meses de idade foram distribuídos aleatoriamente em dois grupos: grupo sedentário (n = 16) e grupo treinado (n = 16). Ao completarem 8 meses de idade, 8 animais de cada grupo foram eutanasiados, formando os grupos jovens sedentário e treinado. Os demais animais seguiram até completarem 14 meses de idade, e constituíram os grupos envelhecidos sedentário e treinado. O treinamento foi realizado em esteira motorizada para ratos, a moderada intensidade, em dias alternados e duração de 1h por sessão. Os animais foram eutanasiados 24h após a última sessão de treinamento. Foram coletadas amostras de sangue, tecidos adiposos e músculos, que foram devidamente mensurados e armazenados em ultra freezer -80 °C, ou fixados. As amostras congeladas foram utilizadas para quantificação dos perfis inflamatório e oxidativo, e as amostras fixadas para estudos histológicos. O estudo principal constitui-se de um estudo in vivo e outro in vitro. O protocolo in vivo foi realizado com 32 ratos Wistar machos que foram distribuídos aleatoriamente em quatro grupos (n = 8/grupo): grupo envelhecido sedentário (ESed), envelhecido sedentário alimentado com dieta hiperlipídica (DHL) (ESed+DHL), envelhecido treinado terapeuticamente e alimentado com DHL (ETT+DHL) e envelhecido treinado ao longo da vida e alimentado com DHL (ETL+DHL). Após 24h da última sessão de treinamento físico, todos os animais foram eutanasiados e em seguida foram coletados o músculo gastrocnêmio e ventrículo cardíaco para estudos histológicos, imuno-histoquímicos, do balanço redox, inflamação e metabolismo. O músculo gastrocnêmio foi utilizado para análise da expressão de mRNA e microRNA por qPCR. Os depósitos de tecidos adiposos abdominais foram coletados e pesados pera determinação da composição corporal. Para os estudos in vitro, foram utilizados macrófagos primários obtidos do exsudato peritoneal de 6 camundongos BALB/c machos com 4 meses de idade, elicitados através da administração de tioglicolato (3% via IP), e mioblastos primários isolados do músculo gastrocnêmio de um rato Wistar macho com 4 meses de idade. As culturas de macrófagos e mioblastos foram expostas ao soro dos animais do estudo in vivo durante 24h. As culturas foram usadas para análise da viabilidade celular por MTT, dosagem de nitritos totais e peróxido de hidrogênio e análise da expressão de genes envolvidos na resposta inflamatória e metabolismo muscular. Todas as variáveis de interesse deste estudo foram submetidas ao teste de normalidade Shapiro-Wilk. As comparações entre grupos do teste piloto foram feitas com o teste ANOVA para medidas repetidas (análise temporal) e ANOVA one-way, seguida pelo pós-teste de Tukey. Para as análises entre grupos jovens e envelhecidos, sedentários e treinados, foi adotado delineamento fatorial (2x2) utilizando o teste ANOVA two-way. As análises dos estudos in vivo e in vitro foram feitas através dos testes T de Student e ANOVA one-way. Resultados: Os resultados do estudo piloto indicam que o declínio da função muscular se inicia aos 14 meses de idade, evidenciado pela redução da performance física, peso da massa magra e do músculo gastrocnêmio e capacidade antioxidante do músculo. Por outro lado, a rotina de treinamento físico até os 14 meses melhorou a composição corporal, perfil inflamatório, status redox e protegeu o músculo contra redução da área seccional das fibras. Os resultados do estudo in vivo evidenciaram um desfecho desfavorável em resposta à associação entre envelhecimento e obesidade induzida por dieta sobre os parâmetros musculares e cardíacos morfologia, fibrose, inflamação, estresse oxidativo e metabolismo. Além disso, foi observado no músculo gastrocnêmio o aumento da expressão do miRNA-21 e genes envolvidos na resposta pró-inflamatória e catabólica, e redução da expressão de genes envolvidos na resposta anti-inflamatória, antioxidante e anabólica. O treinamento físico, em especial o protocolo de treinamento ao longo da vida, atenuou os achados decorrentes da associação entre envelhecimento e obesidade sobre os parâmetros musculares e cardíacos, reduziu a expressão do miR-21 e aumentou a expressão do miR-486. Nos estudos in vitro, os macrófagos e mioblastos expostos ao soro dos animais envelhecidos e obesos apresentaram aumento do perfil pró-inflamatório e catabólico, respectivamente, ao passo que o soro dos animais treinados, especialmente aqueles que realizaram o treinamento ao longo da vida, determinou redução do perfil pró-inflamatório e catabólico das culturas celulares. Conclusão: No modelo animal estudado, a associação entre sedentarismo, envelhecimento e obesidade induzida por dieta hiperlipídica determinou prejuízos musculares especialmente nos perfis inflamatório, oxidativo e metabólico. Em contrapartida, a prática regular de exercício físico, especialmente ao longo de toda a vida, atenuou as alterações provocadas pela associação entre envelhecimento e obesidade em todos os parâmetros estudados, in vivo e in vitro. Nossos achados reforçam a superioridade do protocolo de treinamento ao longo da vida como ferramenta eficaz contra os efeitos da idade, mesmo quando associado à hábitos alimentares não saudáveis.