i
WENDELL ARTHUR LOPES
TREINAMENTO COMBINADO EM ADOLESCENTES COM EXCESSO DE PESO: EFEITOS SOBRE A COMPOSIÇÃO CORPORAL, RESISTÊNCIA À INSULINA E
INFLAMAÇÃO SISTÊMICA
CAMPINAS 2015
iii
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS FACULDADE DE EDUCAÇÃO FÍSICA
WENDELL ARTHUR LOPES
TREINAMENTO COMBINADO EM ADOLESCENTES COM EXCESSO DE PESO: EFEITOS SOBRE A COMPOSIÇÃO CORPORAL, RESISTÊNCIA À INSULINA E
INFLAMAÇÃO SISTÊMICA
Tese apresentada à Faculdade de Educação Física da Universidade Estadual de Campinas como parte dos requisitos exigidos para a obtenção do título de Doutor em Educação Física, na área de Atividade Física Adaptada.
Orientadora: Profª Drª Cláudia Regina Cavaglieri
Este exemplar corresponde à versão final da tese defendida pelo aluno Wendell Arthur Lopes, e orientada pela Profª Drª Cláudia Regina Cavaglieri.
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CAMPINAS 2015
iv
Ficha catalográfica
Universidade Estadual de Campinas Biblioteca da Faculdade de Educação Física Dulce Inês Leocádio dos Santos Augusto - CRB 8/4991
Lopes, Wendell Arthur, 1980-
L881t Treinamento Combinado em adolescentes com excesso de peso: efeitos
sobre a composição corporal, resistência à insulina e inflamação sistêmica / Wendell Arthur Lopes. --Campinas, SP: [s.n], 2015.
Orientador: Cláudia Regina Cavaglieri.
Tese (doutorado) – Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de
Educação Física.
1. Obesidade. 2. Inflamação. 3. Citocinas. 4. Adipocinas. 5. Exercício. I. Cavaglieri, Cláudia Regina. II. Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Educação Física. III. Título.
Informações para Biblioteca Digital
Título em outro idioma: Combined training for overweight adolescents : effects on body
composition, insulin resistance and systemic inflammation
Palavras-chave em inglês: Obesity Inflammation Cytokines Adipokines Exercise
Área de concentração: Atividade Física Adaptada Titulação: Doutor em Educação Física.
Banca Examinadora:
Cláudia Regina Cavaglieri [Orientador] Roberto Teixeira Mendes
José Rodrigo Pauli Edilson Serpeloni Cyrino Sidney Barnabe Peres
Data da defesa: 25-05-2015
vii
ABSTRACT
Introduction: The prevalence of obesity in children and adolescents has increased in the recent
decades, due to changes in lifestyle. Excess body fat can lead to a low grade inflammatory state characterized by increased serum levels of pro-inflammatory mediators, such as interleukin-6 (IL-6), tumor necrosis factor-alpha (TNF-α), C-reactive protein (CRP) and reduced anti-inflammatory markers, such as adiponectin, which is associated with the development of type II diabetes, cardiovascular diseases and atherosclerosis. Exercise is an important component in the treatment of obesity, since it can contribute to increased physical fitness, body fat reduction, and improvement in insulin resistance and lipid profile. However, the role of physical exercise on inflammatory parameters in obese children and adolescents has been little investigated.
Objective: To investigate the effects of 12 weeks of combined training (CT), without dietary
intervention, on body composition, physical fitness, metabolic and inflammatory parameters in overweight adolescents. Methods: The study included 48 adolescents, female, aged between 13 and 17, who were randomly divided into three groups: obese experimental group (EG), obese control group (CG) and eutrophic group. Body composition, aerobic fitness, muscular strength, glucose, insulin, lipid profile and inflammatory markers were measured before and after 12 weeks of intervention with CT. The CT consisted of strength training [3 sets of 6-10 repetitions maximum (6-10RMs)] followed by aerobic training (30 min walk/run, 50-80% VO2peak), totalizing 60 min/day, three times a week. Dietary intake was assessed by 24-hour recall nutritional and all manner oriented usual diet. Results: There was a significant increase in muscle strength in the lower limbs (leg press: 164.7 ± 33.9 to 212.4 ± 40.7, p = 0.0001), upper limbs (bench press: 30.0 ± 4.6 to 37.4 ± 5.6, p = 0.0002) and in the aerobic fitness (VO2peak: 30.2 ± 3.4 to 35.2 ± 2.4, p = 0.0005) for the EG. The body fat percentage reduced (45.2 ± 4.78 to 43.5 ± 4.62, p = 0.0004) and fat-free mass increased significantly (39.9 ± 5.05 to 41.3 ± 4.80, p = 0.0006) for the EG. For insulin resistance and sensitivity, there was significant reduction in HOMA-IR (3.5 ± 1.36 to 3.0 ± 1.49, p = 0.015) and increased QUICKI (0.32 ± 0 02 to 0.33 ± 0.02, p = 0.0064) for the EG. In relation to inflammatory markers, the CT promoted a significant reduction in serum CRP levels (4.2 ± 2.67 to 2.1 ± 1.23, p = 0.0027) and leptin (50.2 ± 17.56 to 41.9 ± 14.55, p = 0.04). Conclusion: CT without calorie restriction helps reduce body fat, increase lean body mass and reduce insulin resistance and inflammatory markers in obese adolescents.
ix
RESUMO
Introdução: A prevalência de obesidade na infância e adolescência aumentou nas últimas
décadas, devido principalmente às modificações no estilo de vida. O excesso de gordura corporal pode levar a um estado inflamatório de baixo grau, caracterizado pelo aumento nos níveis séricos de substâncias pró-inflamatórias, como interleucina-6 (IL-6), fator de necrose tumoral-alfa (TNF-α), proteína C reativa (PCR) e redução de substâncias anti-inflamatórias, como adiponectina, o qual tem sido associado ao desenvolvimento de diabetes do tipo II, doenças cardiovasculares e aterosclerose. O exercício físico é um importante componente no tratamento da obesidade infanto-juvenil, visto que pode contribuir para aumento da aptidão física, redução da gordura corporal, melhora na resistência insulínica e no perfil lipídico. Entretanto, o papel do exercício físico nos parâmetros inflamatórios de crianças e adolescentes obesos tem sido pouco investigado. Objetivo: Verificar os efeitos de 12 semanas de treinamento combinado (TC), sem intervenção dietética, sobre a composição corporal, aptidão física, parâmetros metabólicos e inflamatórios em adolescentes com excesso de peso. Metodologia: Participaram do estudo 48 adolescentes, do sexo feminino, de 13 a 17 anos, que foram divididos aleatoriamente em três grupos: grupo experimental obeso (GE), grupo controle obeso (GC) e grupo eutrófico. Foram mensurados a composição corporal, a aptidão aeróbia, força muscular, glicemia, insulinemia, perfil lipídico e marcadores inflamatórios antes e após 12 semanas de intervenção com TC. O TC consistiu em treinamento de força [3 séries de 6-10 repetições máximas (6-10RMs)] seguido de treinamento aeróbio (30 min, caminhada/corrida, 50-80% VO2pico), totalizando 60 min/sessão, três vezes por semana. A ingestão alimentar foi avaliada por meio de recordatório nutricional de 24 horas e todos foram orientados a manter a dieta habitual. Resultados: Verificou-se aumento significante da força muscular nos membros inferiores (Leg press: 164,7±33,9 para 212,4±40,7, p=0,0001) e superiores (Supino reto: 30,0±4,6 para 37,4±5,6, p=0,0002) e na aptidão aeróbia (VO2pico: 30,2±3,4 para 35,2±2,4, p=0,0005) para o GE. O percentual de gordura corporal reduziu (45,2±4,78 para 43,5±4,62, p=0,0004) e a massa livre de gordura aumentou significantemente (39,9±5,05 para 41,3±4,80, p=0,0006) para o GE. Em relação à resistência e a sensibilidade à insulina, verificou-se redução significante do HOMA-IR (3,5±1,36 para 3,0±1,49, p=0,015) e aumento do QUICKI (0,32±0,02 para 0,33±0,02, p=0,0064), respectivamente para o GE. Em relação aos marcadores inflamatórios, o TC promoveu uma redução significante nas concentrações séricas de PCR (4,2±2,67 para 2,1±1,23, p=0,0027) e de leptina (50,2±17,56 para 41,9±14,55, p=0,04). Conclusão: O TC, sem restrição calórica, contribui para redução da gordura corporal, aumento da massa livre de gordura, bem como redução da resistência à insulina e dos marcadores inflamatórios em adolescente obesos.
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SUMÁRIO
DEDICATÓRIA... xiii
AGRADECIMENTOS... xv
EPÍGRAFE... xvii
LISTA DE FIGURAS... xiv
LISTA DE GRÁFICOS... xxi
LISTA DE TABELAS... xxiii
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS... xxv
1. INTRODUÇÃO... 1
2. REVISÃO DE LITERATURA... 4
2.1 OBESIDADE INFANTO-JUVENIL... 4
2.1.1 Prevalência de sobrepeso e obesidade em adolescentes... 4
2.1.2 Causas e consequências do sobrepeso e obesidade em adolescentes... 5
2.1.3 Avaliação do sobrepeso e obesidade em adolescentes,... 7
2.2 OBESIDADE E INFLAMAÇÃO CRÔNICA SUBCLÍNICA... 8
2.2.1 Obesidade e inflamação crônica subclínica em crianças e adolescentes obesos... 17
2.3 ATIVIDADE FÍSICA E OBESIDADE INFANTO-JUVENIL... 20
2.3.1 Efeitos do exercício físico no tratamento da obesidade juvenil... 21
2.3.1.1 Efeitos do exercício físico no IMC e na composição corporal... 24
2.3.1.2 Efeitos do exercício físico nos parâmetros metabólicos... 26
2.3.1.3 Efeitos do exercício físico na aptidão cardiorrespiratória... 28
2.3.1.4 Efeitos do exercício físico na força muscular... 30
2.4 ATIVIDADE FÍSICA E INFLAMAÇÃO CRÔNICA SUBCLÍNICA... 31
3. HIPÓTESE... 52
4. OBJETIVOS... 53
4.1 OBJETIVO GERAL... 53
xii 5. MÉTODOS... 54 5.1 DELINEAMENTO DO ESTUDO... 54 5.2 INSTRUMENTOS E PROCEDIMENTOS... 58 5.2.1 Avaliação Clínica... 60 5.2.2 Exame Físico... 60 5.2.3 Antropometria... 61 5.2.4 Composição Corporal... 62
5.2.5 Gordura Abdominal Subcutânea e Visceral... 62
5.2.6 Exames Sanguíneos... 63
5.2.7 Aptidão Física... 65
5.2.7.1 Aptidão cardiorrespiratória... 65
5.2.7.2 Força muscular... 66
5.2.8 Avaliação Nutricional... 68
5.2.9 Programa de Treinamento Físico... 68
5.2.10 Tratamento Estatístico... 70
6. RESULTADOS... 72
6.1 CARACTERIZAÇÃO GERAL DA AMOSTRA ESTUDADA... 72
6.2 EFEITOS DE 12 SEMANAS DE INTERVENÇÃO COM TREINAMENTO COMBINADO... 77 7. DISCUSSÃO... 87 8. CONCLUSÃO... 99 REFERÊNCIAS... 100 APÊNDICES... 116 ANEXOS... 124
xiii
DEDICATÓRIA
- A Deus, pela fé que me mantém vivo e fiel à vida honesta de trabalho e estudo; - Aos meus pais que me incentivaram desde o início a estudar e ter propósitos;
- À minha querida esposa que soube entender a minha ausência em muitos momentos desde que ingressei no doutorado, até a conclusão desta tese;
xv
AGRADECIMENTOS
Agradeço a Deus, por me direcionar nessa caminhada para o sucesso acadêmico.
À minha orientadora, Profª Drª Cláudia Regina Cavaglieri, por me acolher em seu laboratório, confiando em minha competência e pelo seu exemplo profissional e pessoal.
À minha esposa Elisa Prado Nascimento por compreender minha ausência e por sempre dar apoio para que eu pudesse concluir esta etapa da minha vida acadêmica.
Aos meus pais Jorge António Siqueira Lopes e Nanci do Rocio Lopes, por terem me educado e incentivado a ir em busca dos meus sonhos.
À professora Drª Neiva Leite, por ter me apresentado esse “mundo” acadêmico e incentivado a sempre continuar estudando.
Aos meus colegas de trabalho da Universidade Estadual do Centro-Oeste (UNICENTRO) e da Faculdade Guairacá que ajudaram a construir grande parte da minha carreira docente e que compreenderam o meu afastamento para poder realizar o doutorado.
Aos meus colegas do Laboratório de Fisiologia do Exercício (FISEX) da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) e do Núcleo de Pesquisa em Qualidade de Vida (NQV) da
xvi
Universidade Federal do Paraná (UFPR) pela contribuição na minha formação acadêmica, pessoal e pela participação, direta ou indireta, na realização desta tese.
Aos meus colegas da Universidade Estadual de Maringá (UEM), Campus Regional do Vale do Ivaí (CRV) pelo apoio e compreensão para finalização do doutorado.
Ao CNPq pela bolsa de doutorado e à Fundação Araucária pelo financiamento do projeto de pesquisa ao qual essa tese faz parte.
Aos meus amigos e familiares pelos momentos agradáveis e pelos votos de confiança de que eu conseguiria concluir mais esta etapa em milha vida acadêmica.
xvii
EPÍGRAFE
“A persistência é o menor caminho para o êxito”
xix
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Principais citocinas liberadas pelo tecido adiposo branco... 11
Figura 2 – Mudanças agudas nas concentrações das citocinas envolvidas no
processo inflamatório... 12
Figura 3 – Vias de sinalização celular envolvidas na inflamação crônica associada à
obesidade e resistência à insulina... 17
Figura 4 – Prováveis mecanismos que contribuem para o efeito anti-inflamatório do
exercício... 33
Figura 5 – Mudanças agudas nas concentrações das citocinas envolvidas no
processo inflamatório em situação de sepse e exercício... 34
Figura 6 – Efeito do treinamento físico sobre os marcadores inflamatórios em
crianças e adolescentes obesos... 51
Figura 7 – Desenho experimental do estudo... 56 Figura 8 – Fluxograma do estudo... 57
Figura 9 – Locais utilizados para estimativa da gordura abdominal subcutânea e
visceral... 63
Figura 10 – Desenho experimental do programa de treinamento
xxi
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico 1 – Box plot das concentrações de leptina, resistina e adiponectina entre os
grupos excesso de peso (EP) e eutrófico (E). Valores expressos em Mediana e 1º e 3º quartis... 74
Gráfico 2 – Box plot das concentrações de proteína c-reativa (PCR), interleucina-6
(IL-6), fator de necrose tumoral-alfa (TNF-α) e interleucina-10 (IL-10) entre os grupos excesso de peso (EP) e eutrófico (E). Valores expressos em Mediana e 1º e 3º quartis... 75
Gráfico 3 – Valores médios e desvio padrão da variação percentual (∆%) entre os
momentos pré e pós da massa gorda (MG) [A] e massa livre de gordura (MLG) [B] total e regional (braço, perna e tronco) dos grupos experimental (GE) e controle (GC)... 79
Gráfico 4 – Valores médios e erro padrão dos valores de HOMA-IR e QUICKI nos
momentos pré e pós 12 semanas de intervenção dos grupos GE e GC... 82
Gráfico 5 – Valores médios e erro padrão das concentrações séricas de interleucina
(IL)-6, fator de necrose tumoral alfa (TNF-α), proteína C reativa (PCR) e IL-10 nos momentos pré e pós 12 semanas de intervenção dos grupos GE e GC... 83
Gráfico 6 – Valores médios e erro padrão das concentrações séricas de leptina,
resistina e adiponectina nos momentos pré e pós 12 semanas de intervenção dos grupos GE e GC... 84
xxiii
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Características antropométricas da amostra estudada, dividida em
eutróficos e em excesso de peso... 72
Tabela 2 – Características metabólicas da amostra estudada, dividida em eutróficos e
em excesso de peso... 73
Tabela 3 – Contagem leucocitária da amostra estudada, divididas em eutróficos e em
excesso de peso... 73
Tabela 4 – Correlação entre variáveis antropométricas, marcadores de resistência e
sensibilidade à insulina, perfil lipídico e marcadores inflamatórios na amostra estudada... 76
Tabela 5 – Médias, desvios-padrões e deltas percentuais (∆%) das variáveis
antropométricas do grupo experimental (GE) e controle (GC) nos momentos pré e pós 12 semanas de intervenção... 78
Tabela 6 – Médias, desvios-padrões e deltas percentuais (∆%) das variáveis de
aptidão física do grupo experimental (GE) e controle (GC) nos momentos pré e pós 12 semanas de intervenção... 80
Tabela 7 – Médias, desvios-padrões e deltas percentuais (∆%) das concentrações de
glicose, insulina e lipídeos sanguíneos do grupo experimental (GE) e controle (GC) nos momentos pré e pós 12 semanas de intervenção... 81
Tabela 8 – Médias, desvios-padrões e deltas percentuais (∆%) da contagem
leucocitária e leucócitos diferenciais do grupo experimental (GE) e controle (GC) nos momentos pré e pós 12 semanas de intervenção... 85
Tabela 9 – Valores médios e desvio padrão das características nutricionais do grupo
experimental (GE) e controle (GC) nos momentos pré e pós 12 semanas de intervenção... 86
xxv
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
AP-1 – Proteína ativadora 1
AMPK – Proteína quinase ativada por adenosina monofosfato CA – Circunferência abdominal
DXA – Densitometria computadorizada GC – Grupo controle
GS – Gordura subcutânea GE – Grupo experimental GV – Gordura visceral
HDL – Lipoproteína de alta densidade IKK-β – Inibidor do fator nuclear kappa-β IL-1β – Interleucina 1β
IL-1ra – Antagonista do receptor da interleucina-1 IL-6 – Interleucina 6
IL-10 – Interleucina 10
IMC – Índice de massa corporal
IRS-1 – Substrato do receptor da insulina 1 JNK1 – c-Jun N-terminal kinase 1
LDL – Lipoproteína de baixa densidade LV – Limiar ventilatório
MC – Massa corporal
MCP-1 – Proteína quimiotática de monócitos-1 MG – Massa gorda
MLG – Massa livre de gordura NF-κB – Fator nuclear kappa B
PAI-1 – Inibidor do ativador de plasminogênio-1 PCR – Proteína C reativa
PKR – Proteína quinase R R24h – Recordatório de 24 horas RBP4 – Proteína ligante de retinol-4
xxvi RCP – Ponto de compensação respiratória
SOCS – Proteína supressora de sinalização de citocinas RM – Repetição máxima
sTNF-R – Receptor solúvel do TNFα TAB – Tecido adiposo branco TAM – Tecido adiposo marrom TA – Treinamento aeróbio TC – Treinamento combinado TG – Triglicerídeos
TF – Treinamento de força Th2 – Células T helper do tipo 2 TNF-α – Fator de necrose tumoral alfa VE – Ventilação pulmonar
VCO2 – Volume de dióxido de carbono VO2 – Volume de oxigênio
1
1. INTRODUÇÃO
A prevalência de obesidade na infância e adolescência dobrou nas últimas três décadas e as modificações no estilo de vida, como o tipo e a quantidade de alimentos ingeridos e o tempo gasto em atividades sedentárias parecem ser as principais responsáveis por este aumento (OGDEN et al., 2008). Adicionalmente, a obesidade infanto-juvenil é considerada fator de risco para várias doenças como hipertensão arterial, dislipidemia, diabetes tipo II e asma (KIESS et al., 2001; LOPES et al., 2009; LOPES et al., 2010), sendo preditora da obesidade na vida adulta, além de contribuir para disfunção endotelial e aterosclerose (MONTEIRO et al., 2012; SILVA et
al., 2014).
O aumento da adiposidade está associado com a elevação dos níveis séricos de mediadores pró-inflamatórios como fator de necrose tumoral alfa (TNF-α), interleucina-6 (IL-6), proteína C-reativa (PCR), leptina e resistina, bem como com a redução de marcadores anti-inflamatórios como a adiponectina (HANSEN et al., 2010; GLESSON et al., 2011). Essas alterações nos marcadores pró- e anti-inflamatórios levam a um estado inflamatório crônico de baixo grau, o qual tem sido relacionado com o desenvolvimento de resistência à insulina, diabetes do tipo II e doenças cardiovasculares (GLESSON et al., 2011). Nesse contexto, observa-se um crescimento da adoção de intervenções terapêuticas (exercício e/ou dieta) e clínicas (cirurgia bariátrica) para o tratamento da inflamação crônica de baixo grau associada à obesidade.
Entretanto, o uso de dietas restritivas e a cirurgia bariátrica são estratégias pouco recomendadas para o tratamento da obesidade infanto-juvenil (COATES & THORESEN, 1978; WATTS et al., 2005; LEITE et al., 2009; HO et al., 2013; MANN et al., 2013; MANN et al., 2014). Desta maneira, o exercício físico vem sendo considerado um importante componente no
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tratamento da obesidade e inflamação crônica associada, sobretudo nessa população (TAM et al., 2010), uma vez que pode promover efeitos anti-inflamatórios (GLEESON et al., 2011; WALSH
et al., 2011; YOU et al., 20013; PEDERSEN & FEBBRAIO, 2012; BEAVERS et al., 2010;
PETERSEN & PEDERSEN, 2005). Alguns estudos demonstraram diminuições no TNF- α (ADAMOPOULOS et al., 2001), IL-6 (NICKLAS et al., 2008; PRESTES et al., 2009) e PCR (STEWART et al., 2007; DONGES et al., 2010; PHILLIPS et al., 2012) em adultos. Em contrapartida, outros estudos não observaram alterações significantes nestes marcadores após período de intervenção (RAWSON et al., 2003; NICKLAS et al., 2004; CAMPBELL et al., 2008; BEAVERS et al., 2010; LIBARDI et al., 2011). O tipo de exercício utilizado (aeróbio e/ou força), intensidade, duração e a combinação com dieta, entre outros fatores, tem dificultado a compreensão sobre os reais efeitos do treinamento físico sobre os marcadores inflamatórios. Além disso, muitos dos estudos disponíveis na literatura têm analisado diferentes populações (saudáveis, obesas, adultos e idosos), contribuindo para as diferenças dos resultados encontrados.
Em crianças e adolescentes obesos, o efeito isolado do treinamento físico no estado inflamatório crônico tem sido menos investigado do que em outras populações (TAM et al., 2010). A maioria dos estudos em jovens tem utilizado intervenções com mudança de estilo de vida (orientação nutricional ou intervenção dietética + programa de exercício físico) o que dificulta uma análise mais consistente dos resultados encontrados. Alguns estudos relataram melhoria do estado inflamatório (BALAGOPAL et al., 2005; REINEHR et al., 2005; MEYER et
al., 2006; PARK et al., 2007; NEMET et al., 2013; MANY et al., 2013) enquanto outros não
(BARBEAU et al., 2002; KELLY et al., 2004; NASSIS et al., 2005; MENDELSON et al., 2014). A falta de aplicação do treinamento físico isoladamente, do controle nutricional durante a intervenção, a influência do gênero e do estado maturacional são alguns dos fatores que
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dificultam a interpretação do efeito do treinamento físico sobre a inflamação crônica subclínica de jovens obesos.
Dentre os meios de treinamento físico, a combinação do treinamento aeróbio com o treinamento de força, conhecido como treinamento combinado (TC), tem sido proposta como uma estratégia interessante para a manutenção e/ou melhoria da saúde (ACSM, 2009). Adicionalmente, observa-se que esse tipo de treinamento tem se mostrado efetivo na redução da gordura corporal e aumento da massa livre de gordura, mesmo sem causar alterações significativas da massa corporal (LEMURA & MAZIEKAS, 2003; WATTS et al., 2005; BENSON et al., 2008; LIBARDI et al., 2011), bem como no aumento da sensibilidade à insulina (MANN et al., 2013; HO et al., 2013). Quanto aos efeitos do TC sobre o estado inflamatório crônico, os resultados tem se mostrado contraditórios, com estudos indicando melhora em diabéticos do tipo II (BALDUCCI et al., 2010) e obesos grau I (BRUNELLI et al., 2015), enquanto outros não encontraram alterações em diabéticos do tipo II (JORGE et al., 2011) e adultos sedentários (LIBARDI et al., 2011).
Em crianças e adolescentes obesos, apenas um estudo investigou os efeitos do TC sobre a inflamação crônica (DÂMASO et al., 2014). Os autores verificaram que o TC foi mais efetivo na redução de leptina e aumento nas concentrações de adiponectina, bem como redução da relação leptina/adiponectina em comparação ao treinamento aeróbio. Entretanto, o TC foi parte de um programa multidisciplinar que incluiu intervenção dietética e psicológica, fato que dificulta a interpretação das reais contribuições do TC sobre o estado inflamatório. Além disso, somente a leptina e a adiponectina foram utilizados como marcadores pró- e anti-inflamatórios, não levando em consideração outros marcadores inflamatórios importantes como TNF-α, IL-6 e PCR, bem como a IL-10, considerado um importante marcador anti-inflamatório.
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2. REVISÃO DE LITERATURA
2.1 OBESIDADE INFANTO-JUVENIL
2.1.1 Prevalência de sobrepeso e obesidade em adolescentes
A obesidade é um problema de saúde pública e a sua prevalência tem aumentado em crianças e adolescentes (LIVINGSTONE, 2000), sendo considerada uma epidemia global (OLIVEIRA e FISBERG, 2003). Dados recentes estimam que aproximadamente 500 milhões de pessoas adultas (>20 anos) sejam obesas no mundo, das quais 205 milhões são homens (9,8%) e 297 milhões são mulheres (13,8%) (FINUCARE et al., 2011).
Em crianças e adolescentes, a prevalência de excesso de peso (sobrepeso e obesidade) aumentou de 16,9% para 23,8% em meninos e de 16,2% para 22,6% em meninas, em países desenvolvidos (NG et al., 2014). Em países em desenvolvimento, a prevalência aumentou de 8,1% para 12,9 (12,3-13,5%) em meninos e de 8,4% (8,1-8,8%) para 13,4% (13,0-13,9%) em meninas (NG et al., 2014). O aumento da prevalência de sobrepeso e obesidade entre jovens nos últimos 30 anos foi de aproximadamente 40% nos países desenvolvidos e de 60% nos países em desenvolvimento (NG et al., 2014).
Em Curitiba, conforme pesquisa realizada, entre o período de 2004 e 2005, a prevalência de sobrepeso/obesidade em crianças e adolescentes da rede publica de ensino foi 13,9% (LEITE; MILANO; LOPES et al., 2008). Os dados reforçam os elevados percentuais de excesso de peso na população jovem e a necessidade de ações voltadas à prevenção e tratamento do sobrepeso e da obesidade.
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2.1.2 Causas e consequências do sobrepeso e obesidade em adolescentes
A etiologia da obesidade é multifatorial, sendo a genética e as condições ambientais os principais fatores associados ao seu desenvolvimento. Os fatores ambientais mais importantes para o desenvolvimento da obesidade são a diminuição do nível de atividade física habitual e os hábitos alimentares inadequados (FISBERG, 2004).
Nas últimas décadas, ocorreram modificações no padrão alimentar da população, principalmente quanto à qualidade dos alimentos consumidos, com aumento da ingestão de gorduras, saturadas e trans, e de carboidratos com alto nível glicêmico (DANIELS et al., 2005). Além disso, o tamanho das porções dos alimentos não saudáveis comercializadas em restaurantes, lanchonetes e máquinas aumentou significativamente, contribuindo sobremaneira para aumento da ingestão energética entre crianças e adolescentes (McCONAHY et al., 2004).
Crianças e adolescentes (8-18 anos) despendem, em média, 7,5 horas por dia usando as mídias para entretenimento, como televisão (TV), computador, videogame, celular e cinema. Durante esse período, 4,5 horas são dedicadas a assistir TV, o que faz com que esse seja um importante fator de risco para obesidade juvenil uma vez que além de reduzir o tempo despendido com atividades físicas de maior demanda energética, aumenta a ingestão alimentar (aperitivos e pequenas refeições) em frente à TV, bem como influencia as crianças a fazer escolhas de alimentos não saudáveis que são veiculados em anúncios comerciais (ZIMMERMAN e BELL, 2010).
Além dos hábitos alimentares inadequados e dos baixos níveis de atividade física diária, a genética também pode influenciar o controle da massa corporal e o desenvolvimento da obesidade (MARQUES-LOPES et al., 2004). Até o momento foram identificados diversos genes
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relacionados ao aparecimento da obesidade, como o gene da leptina (LEP) e seu receptor (LEPR), as proteínas desacoplantes (UCP2 e 3), moléculas implicadas na diferenciação de adipócitos e transporte de lipídios (PPAR, Ap2) e outras relacionados com o metabolismo, como é o caso da adenosina desaminase (ADA), fosfatase ácida (ACP1), do TFN-α, e ainda, determinados neuropéptidos hipotalâmicos e seus receptores (MCR3,4 e 5, POMC, NPY) e dos receptores adrenérgicos (ADRB2 e 3). Todavia, há dificuldades na investigação genética, por existirem várias desordens poligênicas associadas à obesidade, que podem provocar mutações e que interferem nos processos neuroendócrinos do controle ponderal (MARQUES-LOPES et al., 2004).
A obesidade, também, está associada à problemas psicológicos como depressão, angústia, ansiedade e baixa autoestima, bem como problemas ortopédicos e posturais, hipertensão arterial precoce, hipercolesterolemia e hiperinsulinemia (KISS et al., 2001; CALDERON et al., 2004). Além disso, complicações respiratórias, tais como apnéia do sono, asma e intolerância aos exercícios são frequentes em crianças e adolescentes obesos e podem limitar a prática de atividade física e dificultar a perda de peso (LOPES et al., 2009; FERREIRA et al., 2014).
A obesidade é considerada como uma condição patológica acompanhada pelo acúmulo excessivo de gordura quando previsto para dada estatura, gênero e idade. Dessa forma, a gordura corporal, e não a massa corporal parece ser o principal responsável pelas alterações metabólicas presentes na obesidade.
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2.1.3 Avaliação do sobrepeso e obesidade em adolescentes
O sobrepeso e a obesidade são frequentemente utilizados como se fossem sinônimos, pois ambos denotam excesso de peso. Entretanto, a obesidade é um estado mais avançado do que o sobrepeso e está associado, fundamentalmente, ao excesso de gordura corporal, ao passo que o excesso de peso, pode estar relacionado à massa muscular e não necessariamente a gordura corporal. Porém, as definições de sobrepeso e obesidade dependem dos métodos utilizados para a sua avaliação.
O índice de massa corporal (IMC) é calculado pela divisão do peso (kg) pela estatura (m) ao quadrado (m²). Em adultos, os valores do IMC para a classificação do sobrepeso e da obesidade, independentemente do sexo e idade, é de 25 a 29,9 para o sobrepeso e ≥30 kg.m-2
para a obesidade (World Health Organization, 1998).
A classificação do sobrepeso e obesidade em crianças e adolescentes é diferente daquela proposta para adultos, tendo em vista o processo de crescimento, desenvolvimento e maturação. Por isso, os valores do IMC para o sobrepeso e obesidade de crianças e adolescentes variam de acordo a idade e sexo. Nesse sentido, existem várias autores que propõem pontos de corte do IMC para a classificação do sobrepeso e obesidade em crianças e adolescentes (MUST et al., 1994; COLE et al., 2000; KUCZMARSKI et al., 2002; CONDE E MONTEIRO, 2006; ONIS et
al., 2007).
Os pontos de corte propostos pela Organização Mundial da Saúde (ONIS et al., 2007) têm sido adotados e bastante utilizados no Brasil, tanto no âmbito das pesquisas populacionais como no atendimento a saúde pediátrica. Os pontos de corte utilizado para a classificação do sobrepeso e obesidade em crianças e adolescentes são: obesidade ≥ percentil 97°, sobrepeso ≥ percentil 85°
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e < 97°. Adicionalmente, os valores do score z podem ser utilizados para a classificação do estado nutricional, considerando obesidade ≥ escore-z +2 e sobrepeso ≥ escore-z +1 e < escore-z +2.
2.2 OBESIDADE E INFLAMAÇÃO CRÔNICA SUBCLÍNICA
Nas últimas duas décadas, o tecido adiposo deixou de ser considerado apenas um órgão com papel regulador da homeostase dos ácidos graxos do organismo. O tecido adiposo além de armazenar e distribuir gordura tem capacidade também de se comunicar com o sistema nervoso central e o trato gastrintestinal, desempenhando importante papel na resposta inflamatória em condições autócrinas, parácrinas ou endócrinas (GALIC et al., 2010; KERSHAW & FLIER, 2010; CAO, 2014; NAKAMURA & WALSH, 2014).
O tecido adiposo está localizado em diversos sítios anatômicos, que coletivamente são chamados de órgão adiposo, sendo composto por dois compartimentos principais, subcutâneo e por diversos depósitos viscerais, além de depósitos especializados como linfonodos, mamários e células-mãe da medula óssea. As células adiposas presentes nesse órgão adiposo apresentam grande heterogeneidade em suas funções fisiológicas, sendo compostas por dois citotipos funcionalmente distintos, o tecido adiposo marrom (TAM) e o tecido adiposo branco (TAB) (HAHN, 1975; VERNOCHET et al., 2009).
O TAB apresenta funções abrangentes, por constituir depósitos localizados em diversas regiões do organismo, como em órgãos e outras estruturas internas, tendo como principais funções a proteção mecânica contra choques e traumatismos externos, o auxilio a um adequado deslizamento entre vísceras e feixes musculares, sem comprometer a integridade e funcionalidade
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dos mesmos, além de ser um excelente isolante térmico pela distribuição abrangente, incluindo derme e tecido subcutâneo, o que o credencia como essencial para a manutenção da temperatura corporal em virtude da sua grande abrangência (SUN et al., 2011).
Outras funções atribuídas ao TAB são a sua capacidade de armazenar energia, com necessidade de pouca água, fornecendo mais calorias por grama em comparação ao carboidrato (9 vs. 4 kcal), o que lhe atribui o status de importante sistema “tamponante” para o balanço energético, além de auxiliar no fornecimento de matéria prima para a síntese de outras substâncias como vitaminas lipossolúveis, lipoproteínas e alguns hormônios sexuais (FONSECA-ALANIZ et al., 2006).
A partir da última década dos anos 1990 o tecido adiposo, em especial o TAB, começou a ter sua importância maximizada pela constatação de que sua parcela localizada nas regiões corporais subcutâneas e viscerais tinha a função de produzir e secretar uma grande quantidade de substâncias chamadas de adipocinas (FANTUZZI, 2005).
Adipocina é um termo adotado universalmente para descrever a proteína que é sintetizada e/ou secretada pelo tecido adiposo. As adipocinas são altamente diversificadas em termos de estrutura proteica e funções fisiológicas. Elas incluem citocinas clássicas, como TNF-α e IL-6, fatores de crescimento e proteínas sistêmicas complementares, bem como proteínas envolvidas na regulação da pressão arterial, homeostase vascular, metabolismo lipídico, glicídico e angiogênese (MATSUZAWA, 2010; NAKAMURA; FUSTER; WALSH, 2014).
A produção de adipocinas é estimulada a partir de monócitos, macrófagos e linfócitos infiltrados no tecido adiposo, tendo influência importante para o metabolismo, sistema imune e diversos sistemas orgânicos, consequentemente interferindo em fatores como o apetite, balanço energético, sensibilidade à insulina e angiogênese, sendo considerado, portanto, um órgão
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endócrino metabólico dinâmico pelo fato de estar envolvido nessa grande variedade de processos metabólicos e fisiológicos (FEBBRAIO, 2014).
O excesso de gordura corporal é acompanhado por uma maior secreção de adipocinas e a indução de um estado de baixo grau inflamatório crônico, acarretando uma desregulação dos componentes orgânicos, que influenciarão em disfunções e patologias como a resistência à insulina, diabetes do tipo II, hipertensão arterial, dislipidemias e aterosclerose, além do agravamento da própria obesidade (ANTUNA-PUENTE et al., 2008; FEBBRAIO, 2014).
O excesso de ingestão calórica e/ou a baixo demanda energética pode provocar aumento do tecido adiposo, seja pelo aumento do número de células (hiperplasia) e/ou pelo aumento do tamanho (hipertrofia) do adipócito. O aumento do tecido adiposo, principalmente por hipertrofia do adipócito, tem sido associado ao aumento do recrutamento de células inflamatórias para o interior do tecido adiposo e aumento da expressão e liberação de mediadores inflamatórios, como TNF-α, IL-6, leptina, resistina e proteína ligante de retinol-4 (RBP4), e redução da adiponectina e IL-10. Essa desregulação dos mediadores inflamatórios, em termos sistêmicos, pode acarretar o aumento da ingestão energética e redução da demanda energética por meio de ações no hipotálamo, além de diminuir a sensibilidade à insulina no músculo esquelético e no fígado por meio do aumento na deposição de lipídios e inflamação (GALIC et al., 2010) (Figura 1).
Adicionalmente, os subtipos de macrófagos também parecem alterados na obesidade. Os macrófagos presentes no tecido adiposo de obesos tendem a expressar genes associados com um fenótipo “classicamente ativado” (macrófagos M1). Por outro lado, os macrófagos em indivíduos magros tendem a expressar um fenótipo “alternativamente ativado” (macrófagos M2). Os macrófagos M1 produzem citocinas pró-inflamatórias como TNF-α, enquanto os macrófagos M2
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expressam preferencialmente citocinas anti-inflamatórias, como IL-10 (NAKAMURA; FUSTER; WALSH, 2014; CAO, 2014).
Figura 1 – Principais citocinas liberadas pelo tecido adiposo branco. Ácidos graxos livres (AGL); Fator de necrose
tumoral alfa (TNF-α); interleucina-6 (IL-6); proteína ligante de retinol-4 (RBP4); interleucina-10 (IL-10). Adaptado de Galic et al. (2010).
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A inflamação aguda, em resposta a infecção ou trauma, é caracterizada por um aumento de três a quatro vezes nas citocinas, como fator de necrose tumoral-alfa (TNF-α), interleunina (IL)-1β, IL-6, IL-1ra (antagonista do receptor da IL-1) e sTNF-R (receptor solúvel do TNF-α) seguido por diminuição após a recuperação (Figura 2). Esta resposta inflamatória local é acompanhada por uma resposta sistêmica conhecida como resposta de fase aguda, com aumento de um grande número de proteínas de fase aguda como a PCR. A inflamação crônica de baixo grau ou subclínica tem sido adotada como representativa das condições nas quais há aumento de duas a três vezes das concentrações sistêmicas de TNF-α, IL-1, IL-6, IL-1ra, sTNF-R e PCR (PEDERSEN, 2006).
Figura 2 – Mudanças agudas nas concentrações das citocinas envolvidas no processo inflamatório. TNF-α - fator de
necrose tumoral alfa; IL-6 - interleucina-6; TNF-R - receptor do TNF; IL-1ra - antagonista do receptor da interleucina-1; IL-10 – interleucina-10. Adaptado de Pedersen (2006).
O aumento do tecido adiposo como ocorre no estado de obesidade tem levado a aumento da expressão e liberação de citocinas, como leptina e resistina e aumento das citocinas produzidas pelos macrófagos infiltrados no tecido adiposo, como TNF-α e IL-6, bem como redução da adiponectina e da IL-10. Esse desbalanço entre citocinas pró e anti-inflamatórias tem levado a
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alterações metabólicas como resistência à insulina, tanto no tecido adiposo como em outros tecidos como o fígado e o músculo esquelético (NAKAMURA; FUSTER; WALSH, 2014; CAO, 2014).
O aumento dessas citocinas tem sido associado ao desenvolvimento de várias alterações metabólicas, tais como dislipidemia, resistência à insulina e aterosclerose (CAO, 2014). Dentre as citocinas mais estudadas encontram-se o TNF-α, IL-6, IL-10, leptina, resistina e adiponectina.
O TNF-alfa é uma citocina pro-inflamatória responsável, inicialmente, por necrose de tumores e indução de caquexia. Atualmente, o TNF-alfa tem sido associado às condições de obesidade e resistência à insulina (HOTAMILISGIL et al., 1993). As bases moleculares para a redução da sensibilidade à insulina envolve a inibição da sinalização do receptor da insulina (IRS) por meio da ativação de quinases como a c-Jun N-terminal kinase (JNK) ou inibição da IkKB/NF-Kb e do aumento da expressão do supressor de citocinas-3 (SOCS3). Além disso, o TNF-α reduz a oxidação de ácidos graxos no fígado e músculo esquelético via efeitos mediados pela indução de proteína fosfatase 2C e supressão da AMPK (GALIC et al., 2010). Apesar do TNF-alfa ser pouco expresso no tecido adiposo branco, sua expressão está modificada no tecido adiposo branco de obesos, sendo expresso por adipócitos e células do estroma vascular, incluindo os macrófagos (NAKAMURA; FUSTER; WALSH, 2014; CAO, 2014).
A IL-6 é uma citocina pró-inflamatória produzida no tecido adiposo branco, principalmente o visceral, e em outros órgãos, como o fígado. Semelhante ao TNF-alfa, a IL-6 está correlacionada à obesidade e à resistência insulínica (HOTAMISLIGIL, 2006). Em adipócitos e hepatócitos, a IL-6 inibe a via de sinalização da insulina pelo aumento da expressão da SOCS3, alterando a fosforilação do IRS-1. A IL-6 está elevada em obesos e a perda de massa corporal promove diminuição dos seus níveis plasmáticos (MATSUZAWA, 2010;
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NAKAMURA; FUSTER; WALSH, 2014; CAO, 2014). Por outro lado, a IL-6 parece possuir propriedades anti-inflamatórias quando liberada pelo tecido muscular (PEDERSEN, 2005). O aumento da 6 pelo musculo esquelético em atividade está associado ao aumento de 10 e IL-1ra, bem como redução nas concentrações de TNF-α (PEDERSEN, 2006). A IL-6 pode promover a oxidação de ácidos graxos e utilização de glicose no músculo esquelético, via ativação da AMPK (GALIC et al., 2010).
A PCR é uma proteína hepática de fase aguda que tem sua produção estimulada pela IL-6 expressa no tecido adiposo branco. A PCR apesar de não ser uma substância liberada pelo tecido adiposo é altamente influenciada por ele. O tecido adiposo é um órgão endócrino ativo que libera uma variedade de hormônios que contribuem para a elevação da PCR. A quantidade de PCR circulante é proporcional ao IMC e tem sido associada à obesidade e ao diabetes, podendo ser reduzida pela perda de massa corporal (CAO, 2014).
A IL-10 é uma citocina anti-inflamatória que suprime a transdução de sinal para as citocinas pró-inflamatórias. As concentrações de IL-10 estão reduzidas na obesidade. A IL-10 é produzida principalmente pelos macrófagos M2 e linfócitos Th2. A redução das concentrações de IL-10 pode contribuir para elevação da inflamação crônica associada à obesidade (NAKAMURA; FUSTER; WALSH, 2014; CAO, 2014).
A leptina foi identificada por Friedman e colaboradores em 1994 (ZHANG et al., 1994), sendo consideradas uma das mais potentes adipocinas para a regulação do metabolismo. A leptina regula a massa corporal pela sinalização do estado nutricional à outros órgãos especialmente o hipotálamo, o qual produz neuropeptídios e neurotransmissores que modulam a ingestão de alimentos e o gasto energético. A leptina é secretada pelos adipócitos em proporção direta com a massa de tecido adiposo bem como com o estado nutricional, sendo esta secreção
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maior no tecido adiposo subcutâneo relativo ao visceral. A leptina estimula a captação de glicose via ativação da AMPK. Todavia, a leptina também exerce efeito pró-inflamatório como aumento da expressão de citocinas como TNF-α, pela ativação de monócitos. A leptina aumenta a expressão da SOCS3, a qual suprime a atividade da AMPK e aumenta a ubiquitinação proteossomal dos receptores de insulina IRS-1 e 2 (HOTAMISLIGIL, 2006; NAKAMURA; FUSTER; WALSH, 2014; CAO, 2014).
A resistina é um polipeptideo identificado por induzir inflamação pulmonar e resistência à insulina (STEPPAN et al., 2001). A resistina está envolvida na ativação da SOCS3 resultando em supressão da sinalização mediada pela insulina no adipócito. Entretanto, a função da resistina em humanos não está bem definida, com as concentrações séricas de resistina não estando correlacionadas com a obesidade e resistência à insulina. Os monócitos e macrófagos são os maiores produtores de resistina, em humanos, ao passo que a expressão da resistina está restrita no adipócito de roedores. Citocinas inflamatórias como IL-1β, IL-1, TNF-α e LPS induzem a expressão da resistina, em macrófagos de humanos. A resistina estimula as células mononuclear periféricas a produzir IL-6 e TNF-alfa por meio da via NF-kB. A resistina também ativa JNK e p38 MAPK a induzir resistência à insulina por meio do TLR4, no hipotálamo (BENOMAR et al., 2013). A resistina suprime a ativação da AMPK no fígado e no músculo esquelético (GALIC et
al., 2010).
A adiponectina foi descoberta simultaneamente por vários pesquisadores (HU et al., 1996; MAEDA et al., 1996; NAKANO et al., 1996; SCHERER et al., 1995). E sua sinalização é mediada por dois receptores, AdipoR1 e AdipoR2. A adiponectina inibe a atividade NFkB e reduz a adesão de monócitos nas células endoteliais. Vale ressaltar que as concentrações de adiponectina estão diminuídas em diabéticos do tipo II. A adiponectina está negativamente
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associada com a obesidade. O aumento da sensibilidade à insulina pela adiponectina é dependente da ativação da AMPK e subsequente redução da atividade da quinase mTOR/S6, resultando na redução da fosforilação de serina no IRS-1. A adiponectina estimula a oxidação de ácidos graxos e o consumo de glicose no músculo esquelético e no tecido adiposo via ativação da AMPK (GALIC et al., 2010).
Investigações sobre o aumento da expressão de citocinas inflamatórias identificaram as kinases c-jun N-terminal kinase (JNK), inibidor da k kinase (IKK) e, mais recentemente, a proteína kinase R (PKR) como os maiores contribuintes para a indução da inflamação nos tecidos metabólicos. Essas três quinases podem induzir uma resposta inflamatória por meio da ativação de fatores com proteína ativadora-1 (AP-1), fator nuclear de transcrição kappa B (NF-kB) e fator regulatório de transcrição interferon (IRF), os quais aumentam a expressão de genes de mediadores inflamatórios. O aumento das citocinas inflamatórias pode, então, acarretar uma exacerbada ativação de receptores de citocinas e, combinado com o excesso de nutrientes, levar a uma perpetuação da resposta inflamatória. Além disso, essas três quinases podem inibir a sinalização da insulina, via fosforilação da serina na IRS-1 (Figura 3). Em suma, múltiplas sinalizações nas células metabólicas podem ser ativadas com o excesso de nutrientes para estimular uma resposta inflamatória (GREGOR & HOTAMISLIGIL, 2011).
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Figura 3 – Vias de sinalização celular envolvidas na inflamação crônica associada à obesidade e resistência à
insulina. Inibidor da kinase k (IKK); fator nuclear de transcrição kappa B (NF-κB); c-jun N-terminal kinase (JNK); proteína ativadora-1 (AP-1); proteína kinase R (PKR); fator regulatório de transcrição interferon (IRF); fator de iniciação eucariótica (eIF2α); receptores Toll-like (TLR); substrato 1 do receptor de insulina (IRS-1). Adaptado de Gregor e Hotamisligil (2011).
2.2.1 Obesidade e inflamação crônica subclínica em crianças e adolescentes obesos
A associação entre obesidade e inflamação em crianças foi primeiramente descrita por Cook et al. (2000) em 699 crianças de 10 e 11 anos. Os autores reportaram que as concentrações de PCR foram 270% maiores nas crianças com maior índice ponderal (peso/estatura³) quando comparadas a aquelas de menores índices. Além disso, houve associação significante de PCR com os fatores de risco cardiovasculares tradicionais.
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Visser et al. (2001) ao analisarem 3512 crianças e adolescentes de 8 a 16 anos do III
National Health and Nutrition Examinantion Survey (NHANES) reportaram maior percentual de
indivíduos com concentrações de PCR elevada (>0,22mg/dL) no percentil 85 para o IMC e para o somatório de três dobras cutâneas, para ambos os sexos, em comparação aos eutróficos (<85° percentil). Adicionalmente, os autores demonstraram que meninos e meninas com excesso de peso ≥ percentil 85 do IMC tiveram, respectivamente, 3,74 e 3,17 mais chances de apresentar valores elevados de PCR comparados aos eutróficos.
Ford (2003) ao analisar 2846 crianças e adolescentes entre 3 a 17 anos, do IV NHANES verificou correlação positiva entre IMC e PCR, em meninos (r=0,39, p<0,05) e meninas (r=0,41, p<0,05) em todas as faixas etárias investigadas (3-7, 8-11 e 12-17 anos). Além disso, os autores demonstraram que o IMC foi um forte preditor das concentrações de PCR em crianças e adolescentes.
Brasil et al. (2007) compararam as concentrações de PCR em 245 crianças e adolescentes brasileiras (131 obesas e 114 eutróficas). Os pesquisadores verificaram maior frequência de obesos com concentrações superiores a 2 mg/L em comparação aos eutróficos. Além disso, os pesquisadores encontraram correlação positiva entre PCR e IMC (r=0,29, p<0,01) e entre PCR e triglicerídeos (r=0,18, p<0,05).
Recentemente, Cardoso et al. (2014) avaliaram a relação entre PCR e fatores de risco cardiovascular em 185 crianças e adolescentes brasileiros (2 a 18 anos) com excesso de peso. Foi encontrada associação significante (p<0,05) da PCR com obesidade severa, circunferência abdominal elevada, hipertrigliceridemia e resistência à insulina entre crianças e adolescentes.
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Portanto, a PCR tem sido proposta como um importante marcador para o diagnóstico precoce de síndrome metabólica e risco cardiovascular em crianças e adolescentes obesos (SORIANO-GUILLEN et al., 2008).
As crianças e adolescentes obesos também têm apresentado aumento nas concentrações circulantes de leptina e redução das concentrações de adiponectina (SANCHES et al., 2011; DÂMASO et al., 2014). Entretanto, a relação entre TNF-alfa, IL-6 e obesidade em crianças tem mostrado resultados inconsistentes (TAM et al., 2010).
Schipper et al (2012) investigaram a inflação sistêmica de crianças e adolescentes (6-16 anos) obesas. Os autores avaliaram 35 mediadores inflamatórios, incluindo adipocinas, 66 sobrepeso/obesos e 30 eutróficos. Com exceção da leptina, que foi maior entre obesos, TNF-α, IL-6, adiponectina e resistina foram similares entre obesos e eutróficos. Adicionalmente, os autores mostraram que elevados níveis de leptina estão relacionados com baixos níveis de sensibilidade à insulina em crianças e adolescentes.
Recentemente, o nosso grupo avaliou o estado pró e anti-inflamatório de adolescentes obesos e não-obesos e verificou maiores valores de PCR (3,4 vs 1,26 mg/dL, p<0,05) e menores valores de adiponectina (4,65 vs 7,17 µg/ml, p<0,05) em obesos comparados aos eutróficos. Adicionalmente, uma correlação direta entre o gordura corporal (%) e as concentrações de PCR (r=0,35, p<0,05) e inversa com as concentrações de adiponectina (r=-0,44, p<0,05) foi encontrada (SILVA; CAVAGLIERI; LOPES et al., 2014).
A inflamação crônica presente em crianças e adolescentes obesos também tem sido relacionada com aterosclerose subclínica. Em um estudo de revisão sistemática, Silva et al. (2012) mostraram associação significante entre espessamento da camada íntima-média da carótida com marcadores inflamatórios em jovens obesos.
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Portanto, parece que a obesidade em crianças e adolescentes está associada com aumento da PCR e da leptina, bem como com diminuição da adiponectina. As maiores variações nas concentrações das adipocinas encontradas nos estudos podem ser explicadas pelas diferenças entre gêneros, estágio puberal ou a sensibilidade dos kits utilizados para mensuração dessas substâncias nessa população (TAM et al., 2010). Futuros estudos mensurando IL-6 e TNF-α, bem como outras citocinas como IL-10, em crianças e adolescentes de diferentes graus de gordura corporal poderão contribuir para o melhor entendimento da associação entre obesidade e inflamação durante a infância e adolescência.
2.3 ATIVIDADE FÍSICA E OBESIDADE INFANTO-JUVENIL
A obesidade em adultos tem sido associada à morbidade e mortalidade por doenças cardíacas, anormalidades lipídicas, hipertensão, diabetes mellitus, apnéia do sono, infertilidade e alguns tipos de câncer. Na infância e adolescência, a obesidade aumenta substancialmente o risco de problemas ortopédicos, respiratórios e desordens psicossociais (LEMURA & MAZIEKAS, 2003). Além disso, a obesidade infanto-juvenil é um importante preditor da obesidade na vida adulta (CALDERON et al., 2005; KIESS, 2001).
O tratamento do excesso de peso e da obesidade é considerado uma importante iniciativa em saúde pública considerando que inúmeros estudos têm mostrado os efeitos benéficos sobre a diminuição da massa corporal e da gordura corporal. Em adultos, os benefícios incluem melhora nos fatores de risco para doenças cardiovasculares (DCV), como redução da pressão arterial (PA), diminuição do LDL, aumento do HDL, diminuição de triglicerídeos (TG) e da glicose (ACSM, 2009).
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O tratamento da obesidade por meio de um programa multidisciplinar envolvendo atividade física e práticas alimentares tem sido advogado como a estratégia mais eficiente para a redução da massa corporal em crianças e adolescentes obesos (HO et al., 2013; BENSON et al., 2006; CALDERON et al., 2005; LEMURA e MAZIEKAS, 2002; COATES & THORESEN, 1978).
Assim, vários estudos têm sido publicados sobre o papel do exercício físico no tratamento da obesidade, entretanto, a maioria das pesquisas tem analisado a população adulta (ACSM, 2009). Embora o exercício físico realizado isoladamente não promova uma redução significativa da massa corporal quando comparado com a dieta (SOTHERN, 2001; LEMURA & MAZIEKAS, 2002; HO et al., 2013), uma dieta restritiva na infância e adolescência pode comprometer a ingestão dos nutrientes essenciais ao crescimento (BAR-OR et al., 1998; MALINA & BOUCHARD, 2002; BAR-OR, 2003), além dessa conduta resultar em baixa aderência a esse tipo de intervenção (DANIELS et al., 2005). Assim, o tratamento da obesidade infanto-juvenil tem enfatizado mais o aumento das atividades físicas e mudanças no estilo de vida do que a adoção de dieta restritiva (WATTS et al., 2005).
2.3.1 Efeitos do exercício físico no tratamento da obesidade juvenil
Há poucas informações sobre os efeitos do exercício físico em crianças e adolescentes submetidas a programas de exercícios físicos para a perda de massa corporal (HO et al., 2013; BENSON et al., 2008; ATLANTIS et al., 2006; LEMURA & MAZIEKAS, 2002; COATES & THORESEN, 1978).
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O American College of Sports and Medicine (ACSM) propõe que a atividade física para redução de massa corporal em adultos deve ter duração entre 150 a 250 min/sem, para uma perda discreta de peso (2-3 kg), sendo que para uma perda de peso maior (5-7,5 kg), recomenda-se >250 min/sem. A inclusão do treinamento de força nesta recomendação é encorajada, não para a perda de peso, mas para contribuir, possivelmente, para manutenção e/ou retenção da massa magra.
A prescrição de exercício físico a ser utilizado no tratamento da obesidade na infância e adolescência deve considerar os objetivos do indivíduo, as suas características, as suas eventuais limitações e restrições que possam ser necessárias em função do quadro clínico atual (LAZZOLI, 2004).
Os indivíduos obesos por serem mais pesados que seus pares não obesos têm uma capacidade limitada de executar exercícios físicos que exijam a sustentação da massa corporal, como a caminhada e o jogging. Tais atividades tem a sua intensidade aumentada devido a maior sobrecarga corporal e consequentemente a diminuição do tempo total em exercício (SOTHERN, 2001). Adicionalmente, os obesos apresentam menor aptidão física aeróbia quando comparados aos seus pares não-obesos, com menores valores de consumo máximo de oxigênio, em termos relativos a massa corporal (MILANO & LEITE, 2009).
Por outro lado, os exercícios físicos que não exijam a sustentação da massa corporal, como o ciclismo e a natação, são bem tolerados pelos obesos que conseguem se manter no esforço, por um maior período de tempo resultando em aumento do gasto energético total (OWENS, 2005).
O treinamento com pesos também tem sido recomendado para indivíduos obesos (ACSM, 2009), inclusive na infância e adolescência (WATTS et al., 2005; BENSON et al., 2008;
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FAIGENBAUM & AINSWORTH, 2007). O treinamento com pesos é uma modalidade que não necessita carregar ou movimentar a massa corporal. Além disso, adolescentes obesos são mais fortes, em termos absolutos, que seus pares não obesos (LOPES et al., 2013), o que pode resultar numa maior tolerância aos exercícios físicos.
Embora o treinamento com pesos não seja caracterizado por um elevado dispêndio energético, este tipo de treinamento tem sido efetivo como componente de programas de intervenção para jovens obesos. Sothern et al (2000) estudaram a segurança e viabilidade de um programa de treinamento com pesos progressivo de intensidade moderada (1 série de 8-12 repetições), com intensidade de 60% repetição máxima (1RM) num grupo de crianças obesas durante um programa multidisciplinar. Durante o período de intervenção, não houve acidentes ou lesões e 79% dos sujeitos completaram as 10 semanas de intervenção. A massa corporal, o IMC e o percentual de gordura reduziram significativamente após 10 semanas e não houve reganho significativo dessas variáveis após um ano de acompanhamento.
Embora os efeitos dose-resposta do exercício no tratamento do sobrepeso e obesidade em crianças e adolescentes ainda não tenham sido totalmente elucidados (KELLEY; KELLEY, 2013), parece prudente recomendar que seja utilizado a recomendação geral de exercício físico para crianças e adolescentes, que é de 60 min ou mais de atividade física por dia. A maioria dos 60 min deveria ser realizado atividades aeróbias, de intensidade moderada à vigorosa (ciclismo, corrida, entre outras), bem como a incorporação de exercícios de força/resistência muscular, pelo menos três vezes por semana (SARIS et al., 2003; DANIELS et al., 2005; CDC, 2013).
LeMura e Maziekas (2003), em um estudo de metanálise, mostraram que o exercício físico de menor intensidade (60-65% vs >71% VO2máx), longa duração (≥30 vs <30 min/sessão) e
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a combinação de treinamentos (aeróbio + treinamento de força vs aeróbio isolado) parece ser uma estratégia mais eficientes para o tratamento da obesidade na infância e adolescência.
Adicionalmente, Atlantis et al (2006) reportaram que programas de exercício físico com maior duração são mais efetivos do tratamento da obesidade do que os de menor duração (155-180 vs 120-150 min/sem, respectivamente). Além disso, os pesquisadores relataram que a maioria dos estudos não tem utilizado a recomendação de exercício/atividade física para o tratamento da obesidade em crianças e adolescentes ( ̴ 30-60 min/dia, moderada intensidade, na maioria dos dias, totalizando 210-360 min/sem).
Em relação à inclusão do treinamento de força isolado ou combinado ao treinamento aeróbio no tratamento da obesidade juvenil, Benson et al. (2008), em revisão sistemática, reportaram que não há informações suficientes para determinar a melhor dose-resposta para inclusão do treinamento de força para crianças e adolescentes obesos. Entretanto, os autores reportaram que a maioria dos estudos tem utilizado o treinamento em circuito, com a execução de uma a três séries, de cinco a 15 repetições, com frequência de três vezes por semana. A prescrição do treinamento aeróbio tem variado entre 45-55% VO2máx e 60-90% FCmáx.
2.3.1.1 Efeitos do exercício físico sobre o IMC e a composição corporal
No sentido de quantificar os efeitos de programas de intervenção com exercício físico em crianças e adolescentes obesos, LeMura e Mazieka (2002) realizaram uma revisão meta-analítica e verificaram que o exercício físico (isolado, combinado a dieta ou mudança comportamental) foi capaz de reduzir o índice de massa corporal (IMC), o percentual de gordura corporal (%GC), a massa corporal (MC) e aumentar a massa livre de gordura (MLG) de forma significante.
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Considerando o tamanho do efeito proposto por Cohen (1988), a mudança no IMC e no %GC foi considerada grande, a alteração na MLG e no VO2máx foi moderada e a modificação na MC foi pequena.
Em relação às característica do exercício físico e a combinação com outros exercícios ou intervenções, LeMura e Maziekas (2003) mostraram que o exercício físico de baixa intensidade (60-65%VO2máx vs >71% VO2máx, p<0,01), longa duração (≥30 min vs <30 min, p<0,03), a combinação de treinamento aeróbio (TA) + treinamento de força (TF) (TA + TF vs aeróbio, p<0,02) e a associação de exercício + modificação comportamental resultaram em reduções mais significativas no %GC em crianças e adolescentes obesas.
Numa revisão sistemática realizada por Benson et al. (2008) sobre os efeitos do treinamento de força no aptidão física de crianças e adolescentes verificou-se que a maioria dos estudos revisados encontrou aumento do peso após intervenção. Por outro lado, o IMC permaneceu inalterado na maioria dos estudos. Nenhum dos estudos revisados pelos autores demonstrou redução significativa da gordura corporal total e apenas um estudo apresentou redução da gordura visceral após período de intervenção quando comparado ao grupo controle. Em relação à massa livre de gordura, apenas dois estudos demonstraram aumento após intervenção comparado aos controles.
Ho et al (2013) investigaram os efeitos da dieta isolada e da dieta associada ao exercício físico sobre a massa corporal e IMC de crianças e adolescentes obesos. Os autores mostraram que tanto a dieta associada ao treinamento aeróbio ou ao treinamento combinado (aeróbio + força) não foram mais eficientes do que a dieta isolada na redução do peso corporal ou do IMC. Por outro lado, a dieta isolada foi mais efetiva que a dieta associada ao treinamento de força na redução da massa corporal em crianças e adolescentes obesos.
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Recentemente, Kelley e Kelley (2013) realizaram uma revisão sistemática dos estudos meta-analíticos realizados sobre os efeitos do exercício no tratamento do sobrepeso e obesidade em crianças e adolescentes e os pesquisadores verificaram que o exercício parece ser eficaz em reduzir o percentual de gordura. Entretanto, não há evidências suficientes de que o exercício reduza o IMC, a massa corporal e a obesidade central, em crianças e adolescentes com sobrepeso ou obesidade.
Em relação à comparação do treinamento aeróbio, treinamento de força e o treinamento combinado sobre a composição corporal, Sigal et al. (2014) verificaram que o treinamento combinado foi mais efetivo na redução da gordura corporal (-2,4%) em comparação ao treinamento aeróbio (-1,2%) e treinamento de força (-1,6%) após seis meses de intervenção, considerando uma aderência ≥ 70%.
A falta de informação sobre a MLG dos estudos utilizados impossibilita inferir que a dieta induza redução desse componente e por isso uma maior redução da MC e do IMC ou, ainda, se o exercício aumenta a MLG, resultando em manutenção ou aumento do MC e consequentemente do IMC após intervenção.
2.3.1.2 Efeitos do exercício físico sobre os parâmetros metabólicos
Apesar das evidências apontarem pouca ou nenhuma alteração da MC e do IMC com o exercício físico em crianças e adolescentes obesos, a melhora de parâmetros metabólicos como o perfil lipídico e as concentrações de glicose e de insulina parece ser mais influenciada pelo exercício físico.
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Numa revisão de literatura, Watts et al. (2005) reportaram que não houve alterações significantes no perfil lipídico (colesterol total, HDL, LDL e TG) com o treinamento físico (aeróbio, força ou combinado) quando comparado ao grupo controle. Por outro lado, a maioria dos estudos tem encontrado melhoria nas concentrações de glicose e de insulina, sugerindo que o treinamento físico contribui mais para melhora do controle glicêmico do que para o perfil lipídico de crianças e adolescentes obesos, sendo este mais influenciado pela dieta do que pelo exercício físico (WATTS et al., 2005).
Em relação ao treinamento de força isolado ou combinado ao treinamento aeróbio, Benson et al. (2006) reportaram que dos estudos que utilizaram o treinamento de força isoladamente nenhum demonstrou melhoria significante no perfil lipídico comparado ao grupo controle. Adicionalmente, somente um estudo que utilizou o treinamento de força associado ao treinamento aeróbio mostrou melhora do perfil lipídico em comparação à dieta isolada e ao grupo controle.
Lee et al (2012), num ensaio clínico aleatório, comparou os efeitos do treinamento aeróbio e treinamento de força, sem restrição calórica, sobre a gordura abdominal e sensibilidade à insulina em adolescentes obesos do sexo masculino. Os autores verificaram que ambos os treinamentos reduziram a gordura abdominal, entretanto, apenas o treinamento de força contribuiu significantemente para a melhora da sensibilidade à insulina.
Ao analisarem o impacto da dieta e do exercício sobre as mudanças na massa corporal e nos parâmetros metabólicos, Ho et al (2013) demonstraram que a dieta foi mais eficiente em reduzir as concentrações de triglicerídeos do que a combinação dieta + treinamento de força ou dieta + treinamento combinado (aeróbio + força). Por outro lado, a combinação de dieta + treinamento aeróbio foi mais efetiva em aumentar o HDL em comparação à dieta isoladamente,
