Efeitos do exercício aeróbico agudo nas nucleotidases solúveis no sangue de indivíduos adultos sedentários e fisicamente ativos

Abstract

INTRODUÇÃO: O exercício físico é um importante componente para manutenção da saúde, atuando na prevenção e no tratamento de diferentes doenças. Os benefícios relacionados ao exercício físico são derivados de adaptações teciduais de curto e longo prazo, coordenadas por diferentes mecanismos de comunicação celular. Assim, o sistema purinérgico é um mecanismo de comunicação intercelular que participa da regulação de respostas inflamatórias, coagulatórias, vasculares e cardíacas. Dados prévios sugerem a atuação fisiopatológica e o potencial terapêutico da sinalização purinérgica em doenças cardiovasculares, metabólicas, neurológicas e oncológicas. Mesmo a sinalização purinérgica sendo um importante modulador de funções intimamente vinculadas ao exercício, sua ação nas respostas agudas e crônicas ao exercício é controversa, principalmente em populações com diferentes características antropométricas e metabólicas. OBJETIVO: 1) Revisar sistematicamente os efeitos de diferentes modalidades de exercício físico, agudo e crônico, na funcionalidade de enzimas purinérgicas de sujeitos saudáveis e não saudáveis; 2) Avaliar os efeitos do exercício aeróbico de intensidade moderada, na funcionalidade de enzimas purinérgicas solúveis e em todo o espectro do metabolismo ATP, no plasma sanguíneo de sujeitos sedentários eutróficos, sedentários com sobrepeso e fisicamente ativos. Além disso, investigar possíveis relações entre marcadores cardiometabólicos, inflamatórios e parâmetros purinérgicos. MÉTODOS: 1) A busca foi realizada em diferentes bancos de dados eletrônicos, MEDLINE, EMBASE, Cochrane Library e Web of Science para identificar ensaios clínicos randomizados, ensaios clínicos não randomizados, ensaios clínicos não controlados, estudos quaseexperimentais e pré e pós-intervenção. Dois revisores independentes realizaram a seleção dos estudos, extração de dados e análise da qualidade metodológica; 2) Vinte e quatro homens (n=24), com idades entre 20 e 30 anos, foram divididos em três grupos: 1) eutrófico sedentário (NWSED, n=8), 26.37±2.97 anos, índice de massa corporal (IMC) 23.40±2.01 Kg/m2 e consumo de oxigênio de pico (VO2PICO) 43.96±1.09 mL/Kg/min; 2) sobrepeso sedentário (OWSED, n=8), 25.75±2.91 anos, IMC 27.75±1.26 Kg/m2 , VO2PICO 38.82±2.48 mL/Kg/min; eutrófico fisicamente ativo (PHACT, n=8), 23.12±3.18 anos, IMC 23.65±1.20 Kg/m2 , VO2PICO 50.30±2.34 mL/Kg/min. Os voluntários participaram do nosso desenho experimental composto por dois dias; no primeiro dia os participantes realizaram uma entrevista para coleta do histórico clínico, hábitos alimentares e rotina de exercícios semanais, posteriormente era realizada a avaliação antropométrica e o teste cardiopulmonar máximo. No segundo dia, sete dias após a primeira visita, os participantes eram submetidos a trinta minutos de exercício em esteira rolante e intensidade de 70% VO2PICO. As coletas de sangue eram feitas em jejum ao chegar no laboratório, imediatamente após o fim do exercício e 1h após o fim do exercício. Foram mensuradas atividade das enzimas purinérgicas, níveis de adenosina 5’-trifosfato (ATP) e seu metabólitos, interleucina 1β (IL-1β), fator de necrose tumoral ⍺ (TNF-⍺), interleucina 8 (IL-8), interleucina 10 (IL-10), glicose, colesterol total (CT), triglicerídeos, lipoproteína de alta densidade (HDL) e lipoproteína de baixa densidade (LDL). Todos os resultados estão apresentados em média e desvio padrão (DP) e ⍺=5%. RESULTADOS: 1) Dos 203 artigos identificados pela estratégia de busca, doze foram incluídos nesta revisão sistemática, respeitando os critérios de inclusão e exclusão. Oito estudos reportaram que o exercício agudo, em sujeitos saudáveis e não saudáveis, elevou a atividade e/ou expressão das nucleotidases. Quatro estudos demonstraram uma diminuição na atividade das nucleotidases em plaquetas e linfócitos de paciente com síndrome metabólica, doença renal crônica e hipertensão, após diferentes protocolos de exercício crônico; 2) Imediatamente após o protocolo de exercício, os participantes apresentaram um aumento na hidrólise de ATP, ADP, AMP e p-Nph-5’-TMP, enquanto somente a hidrólise de AMP permaneceu aumentada 1h após o exercício. Os níveis plasmáticos de ATP e ADP diminuíram imediatamente e após 1h de exercício de forma similar em todos os grupos. Por outro lado, os níveis plasmáticos de adenosina e inosina aumentaram após o exercício, porém somente a adenosina permaneceu elevada 1h após o exercício. Em relação aos marcadores inflamatórios, o nosso protocolo de exercício aumentou significativamente os níveis de TNF-⍺ e IL-8 após o exercício, contudo apenas o TNF-⍺ continuou elevado após 1h. Nossas análises indicaram correlações significativas entre a atividade da 5’-nucleotidase, níveis de adenosina, VO2PICO, triglicerídeos, e os níveis de TNF-⍺ e IL-8. CONCLUSÕES: Os resultados obtidos com essa tese de doutorado indicam que a sinalização purinérgica participa, pelo menos parcialmente, nas respostas inflamatórias, trombóticas e cardiovasculares desencadeadas pelo exercício físico moderado e de alta intensidade. Em relação especificamente aos exercícios de intensidade moderada, as respostas das nucleotidases solúveis são similares entre indivíduos com diferentes características antropométricas e capacidade cardiorrespiratória.

INTRODUCTION: Physical exercise is an important element for health maintaining, acting in the prevention and treatment of several diseases. The health benefits related to exercise are derived from short- and long-term tissue adaptations regulated by pathways of cell signaling. Thus, purinergic signaling is an extracellular communication system, that modulated inflammation, coagulation and cardiovascular activity. Previous data showed the significant pathophysiology role and therapeutic potential of purinergic signaling. Therefore, even though purinergic signaling is an important modulator of functions closely linked to exercise, its role in acute and chronic responses to exercise is controversial, especially in relation to populations with different anthropometric and metabolic characteristics. OBJECTIVE: 1) The objective of this study was to systematically review the effects of different modalities of acute and chronic exercise in the functionality of purinergic enzymes in healthy and unhealthy subjects; 2) To evaluate the effects of acute moderate-intensity aerobic exercise, in the functionality of soluble purinergic enzymes and the whole spectrum of ATP metabolism, in the blood plasma of normal weight sedentary, overweight sedentary and physically active individuals. Moreover, assess possible relationships between cardiometabolic, inflammatory markers and purinergic parameters. METHODS: 1) The MEDLINE, EMBASE, Cochrane Library and Web of Science databases were searched to identify, randomized clinical trials, non-randomized clinical trials, uncontrolled clinical trials, quasi-experimental, pre- and post-interventional studies that evaluated the acute or chronic effects of exercise on nucleotidases in humans. Two independent reviewers performed the study selection, data extraction and assessment of risk of bias; 2) Twenty-four male volunteers (n=24), age between 20 and 30 years, were divided into three groups: 1) normal weight sedentary (NWSED, n=8), 25.75±2.91 years, body mass index (BMI) 23.40±2.01 Kg/m2 and peak oxygen uptake (VO2PEAK) 43.96±1.09 mL/Kg/min; 2) overweight sedentary (OWSED, n=8), 25.75±2.91 years, BMI 27.75±1.26 Kg/m2 and VO2PEAK 38.82±2.48 mL/Kg/min; 3) normal weight physically active (PHACT, n=8), 23.12±3.18 years, BMI 23.65±1.20 Kg/m2 and VO2PEAK 50.30±2.34 mL/Kg/min. The volunteers participated of our experimental design composed for two days. On the first day (day 1) the participants realized an interview for the collection of clinical data, eating habits, and weekly exercise routine after that was performed the anthropometric evaluation and cardiopulmonary exercise test. On the second day (day 2), seven days after the first visit, the participants were submitted to thirty minutes of moderate-intensity exercise on the treadmill at 70% of VO2PEAK. Blood samples were taken at baseline, after 8h of fasting, immediately post-exercise and 1h after exercise. Were assessed the activity of purinergic enzymes, ATP levels and metabolites, interleukin 1β (IL-1β), tumor necrosis factor (TNF-⍺), interleukin 8 (IL-8), interleukin 10 (IL-10), glucose, cholesterol, triglycerides, high-density lipoprotein (HDL) and low-density lipoprotein (LDL). Results are expressed as mean ± standard deviation (SD) and ⍺=5%. RESULTS: 1) Eight studies reported that acute exercise, in healthy and unhealthy subjects, elevated the activities or expression of nucleotidases. Four studies evaluated the effects of chronic training on nucleotidase activities in the platelets and lymphocytes of patients with metabolic syndrome, chronic kidney disease and hypertension and found a decrease in nucleotidase activities in these conditions; 2) Immediately post-exercise, all subjects showed increases in ATP, ADP, AMP and p-Nph-5’-TMP hydrolysis, while AMP hydrolysis remained increased at 1h after exercise. The plasma levels of ATP and ADP decreased at post- and 1h post-exercise in all groups. However, adenosine and inosine levels increased at post-exercise, but only adenosine remained augmented at 1h after exercise in all groups. With regard to inflammatory responses, the exercise protocol increased TNF-α and IL-8 concentrations in all subjects, but only TNF-α remained elevated at 1h after exercise. Our analysis demonstrated significant correlations between the activity of 5’-NT, adenosine levels, V̇ O2peak, triglyceride, TNF-α and IL-8 levels. CONCLUSIONS: The results obtained with this doctoral thesis showed that purinergic signaling participates, at least partially, for inflammatory, thrombotic and cardiovascular responses triggered by moderate- and high-intensity exercise. Related to moderate-intensity aerobic exercise, the nucleotidase response are similar between individuals with distinct anthropometric characteristics and cardiorespiratory fitness.