Influência do exercício físico na prevenção de alterações no status oxidativo, metabolismo energético e mecânica respiratória observadas em ratos submetidos à lesão pulmonar

Abstract

A síndrome da angustia respiratória é caracterizada por uma inflamação bilateral, infiltrado intersticial e insuficiência respiratória. Acredita-se que o exercício físico seja benéfico na prevenção de doenças pulmonares. O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos do exercício físico sobre alguns parâmetros de estresse oxidativo, metabolismo energético e alterações na mecânica respiratória (complacência, elastância e resistência do sistema respiratório) no pulmão de ratos submetidos à lesão pulmonar. O efeito protetor do exercício físico também foi avaliado sobre às alterações da barreira alvéolo-capilar (contagem total de células, atividade da LDH e proteína total) e o conteúdo de fosfolipíedeos no lavado broncoalveolar, bem como sobre o infiltrado inflamatório e o edema no parênquima pulmonar. Os animais foram submetidos a dois meses de exercício físico moderado, realizado 3 vezes por semana. Transcorrido o período de exercício, a lesão pulmonar foi induzida através da injeção intratraqueal de LPS (100 g/100g de peso corporal) e doze horas após foram submetido à avaliação da mecânica respiratória e/ou foram mortos para a coleta do material. Foram avaliados parâmetros de estresse oxidativo [formação de espécies reativas, lipoperoxidação, dano oxidativo a proteínas, atividade de enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD) catalase (CAT) glutationa peroxidase (GPX), níveis de nitritos, capacidade antioxidante total (TRAP), conteúdo de glutationa (GSH)] e fator nuclear kappabeta (NF-кβ/p65) no pulmão de ratos submetidos à lesão pulmonar Parâmetros de metabolismo energético também foram avaliamos [succinato desidrogenase (SDH), complexo II e citocromo c oxidase e níveis de ATP]. Resultados mostraram um aumento nos níveis de espécies reativas, lipoperoxidação, danos a proteínas, níveis de nitritos, bem como no NF-кβ/p65 no pulmão de ratos submetidos a lesão pulmonar. O exercício físico foi capaz de prevenir o aumento das espécies reativas, os níveis de nitritos o NF-кβ/p65; e parcialmente preveniu o dano às proteínas. As atividades da SOD e CAT não foram alteradas nos animais submetidos à lesão pulmonar. No entanto, no grupo lesão pulmonar e exercício houve um aumento na atividade dessas enzimas. A atividade da GPX e G6PD, níveis de GSH e TRAP estão diminuídos nos animais submetidos à lesão pulmonar; o exercício preveniu totalmente tais alterações. Resultados mostraram que os animais submetidos à lesão pulmonar apresentaram uma diminuição na atividade das enzimas da cadeia transportadora de elétrons e nos níveis de ATP e formação de edema pulmonar. Também observamos uma redução da complacência pulmonar e um aumento da resistência alveolar. O exercício preveniu totalmente a diminuição nas atividades do complexo II e SDH e a formação do edema, bem como preveniu parcialmente a resistência alveolar. Ratos submetidos à lesão pulmonar aguda apresentaram um aumento na contagem total de células, na atividade da LDH nas proteínas e uma diminuição nos fosfolipídeos no lavado broncoalveolar; exercício preveniu parcialmente somente o aumento na atividade da LDH. Nossos achados sugerem que o exercício físico pode ter um importante papel na prevenção de algumas alterações presentes na lesão pulmonar.

Acute respiratory distress syndrome is characterized by pulmonary inflammation, interstitial infiltrates and respiratory failure. It is believed that exercise is beneficial in preventing lung diseases. The objective of the present study was evaluated the effects of physical exercise on some parameters of oxidative stress, energy metabolism and respiratory mechanics (dynamic and static compliance, elastance and respiratory system resistance) in the lungs of rats submitted to lung injury. The protective effect of physical exercise was also evaluated with regard to the alterations in the alveolar-capillary barrier (total cell count, activity of LDH and total protein) and phospholipids content in the bronchoalveolar lavage, as well as on the inflammatory infiltration and edema in the pulmonary parenchyma. The animals were submitted to two months of moderate physical exercise three times per week. After this period of physical exercise, lung injury was induced by intratracheal instillation of LPS (100g/100g body weight) and twelve hours after the injury were performed the respiratory mechanical and/or were killed and collected material. It was evaluated oxidative stress parameters [formation of reactive species, lipid peroxidation, oxidative damage to protein, antioxidant enzymes superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), glutathione peroxidase (GPx), nitrite levels, total antioxidant capacity (TRAP), glutathione content (GSH)] and nuclear factor-kappa Beta (NF-кβ/p65) in lung of rats submitted to lung injury. Parameters of energy metabolism were also evaluating [succinate dehydrogenase (SDH), complex II and cytochrome c oxidase, and ATP levels]. Results showed an increase in reactive species production, lipid peroxidation, oxidative damage to protein, as well as nitrite levels, as well NF-кβ/p65 in lung of rats submitted to lung injury. Physical exercise was able to totally prevent the increase in reactive species, nitrite levels and NF-кβ/p65, but partially prevented the damage to protein. The activities of SOD and CAT were not changed in animals submitted to lung injury. However in exercise–lung injury rats group the activities of these enzymes were increased. The activity of GPx, GSH content and TRAP were decreased in lung of rats submitted to lung injury. Physical exercise totally prevented such effects. Results showed that rats subjected to lung injury presented a decrease in activities of the enzymes of the electron transport chain and ATP levels as well as presented the pulmonary edema formation. It was also observed decreased lung dynamic and static compliance and increased in respiratory system resistance. Physical exercise was able to totally prevent the decrease in SDH and complex II activities and the pulmonary edema formation, as well partially prevented the respiratory system resistance. Rats subjected to lung injury presented an increase in total cell, activity of LDH, total protein and phospholipids content in bronchoalveolar lavage; exercise only partially prevented the increase in the activity of LDH. Our findings suggest that exercise may have an important role as protector in some alterations presents in lung injury.