Influência do exercício físico, aeróbio ou resistido,sobre a musculatura esquelética de ratos com infarto do miocárdio

Abstract

Alterações da musculatura esquelética estão envolvidas na diminuição da capacidade física que ocorre após infarto do miocárdio (IM). Diversos mecanismos podem participar das anormalidades musculares como aumento do estresse oxidativo, alterações da expressão de proteínas quinases ativadas por mitógeno (MAPKs) e do fator nuclear (NF)-κB, desequilíbrio entre processos anabólicos e catabólicos, e alterações metabólicas. Embora exercícios têm sido preconizados para pacientes estáveis, os efeitos do exercício resistido após IM e os mecanismos envolvidos em seus efeitos ainda não estão completamente esclarecidos. O exercício resistido modula o trofismo por meio de ativação de células satélites. Neste estudo, comparamos os efeitos de dois tipos de exercício, aeróbio e resistido, iniciados durante a fase de remodelação cardíaca compensada, sobre alterações fenotípicas e moleculares do músculo gastrocnêmio de ratos com IM. Métodos: Três meses após indução de IM, ratos Wistar foram divididos nos grupos Sham (n=20); IM sedentário (IM-S, n=9); IM submetido a exercício aeróbico (IM-A, n=9); e IM submetido a exercício resistido (IM-R, n=13). Os ratos foram treinados três vezes por semana, durante três meses, em esteira ou escada. Avaliação cardíaca foi realizada por ecocardiograma, antes e após o treinamento. A produção de espécies reativas de oxigênio foi avaliada por imunofluorescência e a expressão de proteínas oxidadas por Western blot. Marcadores do estresse oxidativo e do metabolismo energético foram analisados por espectrofotometria. A ativação de células satélites foi quantificada por imunofluorescência de MyoD, NCAM e isoforma neonatal das cadeias pesadas de miosina e pela expressão proteica de Pax-7. Análise estatística: ANOVA ou Mann Whitney. Resultados: O exercício aeróbio melhorou a capacidade funcional e o resistido aumentou a capacidade de carga máxima. Os treinamentos não alteraram as estruturas cardíacas ou a função do ventrículo esquerdo. O tamanho do IM e a área seccional transversa das fibras do gastrocnêmio não diferiram entre os grupos. A produção de espécies reativas de oxigênio foi maior no grupo IM-S que no Sham e a concentração de hidroperóxido de lipídeo foi menor no IM-A que nos demais grupos. A atividade da catalase foi maior e a da glutationa peroxidase menor nos ratos infartados que no Sham. A atividade da superóxido dismutase foi maior nos grupos Sham e IM-R que no IM-S. A atividade de enzimas chave do metabolismo esquelético muscular não diferiu Resumo 3 entre os grupos, exceto por aumento da piruvato quinase no grupo IM-S em relação aos demais grupos e da β-hidroxi acil CoA desidrogenase no IM-S em relação ao Sham. A ativação de células satélites e a expressão das proteínas avaliadas por Western blot não diferiram entre os grupos. Conclusão: Exercício aeróbio e resistido melhora a capacidade física e a capacidade de carga máxima, respectivamente, sem alterar parâmetros estruturais e funcionais do ventrículo esquerdo de ratos infartados. No gastrocnêmio, o infarto aumenta a produção de espécies reativas de oxigênio, altera a atividade de enzimas antioxidantes e de enzimas do metabolismo da glicose e de ácidos graxos. O exercício aeróbio reduz a concentração muscular de hidroperóxido de lipídeo e atenua a redução da atividade da glutationa peroxidase, mostrando-se, portanto, mais eficaz que o exercício resistido contra aumento do estresse oxidativo.

Skeletal muscle changes contribute to reduced physical performance after myocardial infarction (MI). Exercise has been recommended to stable patients. However, the effects of resistance exercise after MI are not clear. We compared the effects of two types of exercise, aerobic and resistance, initiated during compensated cardiac remodeling, in gastrocnemius muscle of infarcted rats. Methods: Three months after MI induction, Wistar rats were divided into four groups: Sham (n=20); sedentary MI (MI-S; n=9); aerobic exercised MI (MI-A; n=9); and resistance exercised MI (MI-R; n=13). Exercised rats trained three times a week for 12 weeks on treadmill or vertical ladder. Energy metabolism, oxidative stress markers, and antioxidant enzyme activities were assessed by spectrophotometry. Markers of satellite cells activation (MyoD, NCAM, and myosin heavy chain neonatal isoform) were assessed by immunofluorescence or Western blot (Pax-7). Statistical analyzes: ANOVA or Mann Whitney. Results: Aerobic physical capacity was greater in MI-A group and maximum carrying load higher in MI-R. Cardiac structures and left ventricular function evaluated by echocardiogram did not differ between the infarcted groups. Histological analyzes showed that MI size and gastrocnemius cross sectional area did not differ between infarcted groups. Oxygen reactive species production was higher in MI-S than Sham and lipid hydroperoxide concentration was lower in MI-A than the other groups. Catalase activity was higher and glutathione peroxidase activity lower in infarcted groups than Sham. Superoxide dismutase activity was higher in Sham and MI-R than MI-S. Activity of enzymes of skeletal muscle metabolism did not differ between groups, except by an increase in piruvate kinase in MI-S than the other groups, and β-hydroxyacyl CoA dehydrogenase in MI-S than Sham. Satellite cell activation and protein expression of MAPK and NF-κB did not differ between groups. Conclusion: Aerobic and resistance exercise improves physical capacity and maximum load, respectively, without changing echocardiographic parameters of infarcted rats. Myocardial infarction increases oxygen reactive species production and changes activity of antioxidant enzymes of glucose and fatty acid enzymes metabolism. Aerobic exercise reduces muscle lipid hydroperoxide concentration and attenuates glutathione peroxidase activity change, being superior to resistance exercise against oxidative stress.