TÍTULO: EFEITO DO TREINAMENTO RESISTIDO NO REMODELAMENTO DO MÚSCULO SÓLEO DE RATAS IDOSAS OVARIECTOMIZADAS SUBMETIDAS A DIFERENTES FONTES PROTEICAS
TÍTULO:
CATEGORIA: CONCLUÍDO CATEGORIA:
ÁREA: CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E SAÚDE ÁREA:
SUBÁREA: Biomedicina SUBÁREA:
INSTITUIÇÃO(ÕES): UNIVERSIDADE SÃO JUDAS TADEU - USJT INSTITUIÇÃO(ÕES):
AUTOR(ES): JESSICA PEDROSO DE SOUSA AUTOR(ES):
ORIENTADOR(ES): LAURA BEATRIZ MESIANO MAIFRINO ORIENTADOR(ES):
1. Resumo. A sarcopenia é caracterizada pela redução dos hormônios ovarianos, que participam do processo de manutenção da massa muscular, acrescido do sedentarismo e dieta alimentar. Objetivo. Avaliar os efeitos do treinamento resistido no m. sóleo em ratas com sarcopenia. Método. O estudo foi autorizado pelo COEP (A-00610 de 2010) da USJT. Foram utilizadas ratas adultas divididas em grupos: grupos controles vegetal sedentário (CVS) e treinado (CVT); grupos vegetal ovariectomizado sedentário (VOS) e treinado (VOT); grupos controles animal sedentário (CAS) e treinado (CAT), grupos animal ovariectomizado sedentário (AOS) e treinado (AOT). No 15º mês os animais foram submetidos aos protocolos de dieta de origem vegetal (PV) e animal (PA) e de treinamento resistido moderado, 3vezes/semana, durante 12 semanas. O equipamento utilizado foi uma escada vertical. Ao final do experimento os animais foram eutanasiados e amostras do m. sóleo foram processadas para a leitura em microscopia de luz, sendo as laminas coradas em Picrosirius Red. Foram realizadas as análises estereológicas das Fibras Colágenas (FC) I e III no programa Image J. Foi utilizado o teste estatístico ANOVA e post-hoc de Bonferroni (p< 0,05). Resultados. Verificamos que a densidade das FCI é reduzida na dieta PA em comparação à dieta PV, que o treinamento aumenta tanto na dieta PV (CVT) quanto na dieta PA (CAT), e que a ovariectomia promove aumento apenas na dieta PA. Quando associamos ovariectomia-treinamento verificamos que o treinamento foi responsável pelo aumento das FCI apenas na dieta PV, e ao compararmos os grupos VOT vs. AOT observamos maior aumento no VOT. Observamos que a dieta PA reduz a densidade das FCIII nos grupos CAS e AOS quando comparado aos seus pares CVS e VOS. Evidenciamos que a associação ovariectomia-treinamento levou a diminuição das FCIII no grupo VOT, e ao aumento no grupo AOT, e que separados não levam a mudanças na FCIII em ambas as dietas estudadas. Conclusão. Os dados sugerem que a dieta de PA em relação à dieta PV minimiza os efeitos deletérios da sarcopenia quando associada ao exercício.
2. Introdução. O crescimento da população de idosos é um fenômeno mundial haja vista o aumento da expectativa de vida e a queda das taxas de natalidade (OMS, 2015), logo a proporção de pessoas com 60 anos ou mais deve duplicar entre 2007 e 2050, e seu número atual deve mais que triplicar, alcançando dois bilhões em
2050. Na maioria dos países, o número de pessoas acima dos 80 anos deve quadruplicar para quase 400 milhões (ONU, 2018).
Essa transformação na estrutura populacional modificou a incidência e a prevalência das doenças, abrindo espaço para as patologias crônico-degenerativas, dentre elas se destaca a sarcopenia, sendo acentuada nas mulheres, pela redução dos hormônios ovarianos.
A sarcopenia tem sido caracterizada como uma síndrome geriátrica reconhecida pela redução progressiva da massa e força muscular, trazendo alterações na composição da fibra muscular, no qual o colágeno é a proteína fibrilar mais numerosa, diminuição da inervação, da vascularização, da contratilidade e comprometimento das unidades tendíneas (ARNOLD & FERTALA, 2013). Comumente, no indivíduo idoso pode ocorrer um aumento da quantidade do colágeno, pois a capacidade das colagenases fica reduzida e o local que anteriormente era preenchido por miofibrilas é substituído por tecido conjuntivo. Diante disso, há redução da capacidade contrátil do músculo levando a declínios funcionas (sarcopenia) (TAKALA & VIRTANEN, 2000).
A dieta com constituinte proteico é fundamental ao metabolismo do tecido músculo esquelético, proporcionando aumento na síntese proteica, levando a menor perda de massa muscular. (PADDON-JONES et al., 2006). Existe um interesse considerável no uso de proteína animal (caseína), pois representa uma fonte protéica ideal para promover o anabolismo muscular em indivíduos idosos submetidos ao treinamento físico, igualmente, a dieta protéica vegetal é considerada fonte de energia, atuando na diminuição do processo inflamatório do organismo, além de inibir a absorção de radicais livres e propiciar benefícios à saúde, visando à proteção celular (CHALÉ et al.,2013).
Exercício e perda de peso têm sido recomendados para aumentar a força, capacidade aeróbia, síntese da proteína muscular e atividade enzimática mitocondrial, tanto em jovens quanto em idosos. O treinamento resistido por sua vez melhora a qualidade muscular, aumentando a ativação neural das unidades motoras e acelerando a produção de fosfatos de alta energia, aumentando assim a força muscular, reduzindo a fadiga na realização das atividades de vida diária (AVD) e melhorando a composição corporal em idosos (LICASTRO et al., 2005).
É importante destacar que o exercício não é capaz de reverter todas as alterações relacionadas com a idade embora seja de extrema importância no seu controle (FULLE ET al, 2004).
3. Objetivos. Verificar se os efeitos do exercício físico resistido associado a dieta de origem protéica animal e vegetal proporcionará um remodelamento muscular positivo aos idosos com sarcopenia.
4. Metodologia.
4.1 Animais e Grupos. Este estudo foi submetido ao Comitê de Ética em Pesquisa da Universidade São Judas Tadeu e aprovado pelo parecer n° A-00610 de 2010. Foram utilizadas 40 ratas adultas (Rattus norvegicus albinos - Rodentia Mammalia), linhagem Wistar, com 21 dias de vida. Os animais foram mantidos até os 14 meses de idade sob condições ambientais controladas de temperatura (23° C) e iluminação (12 horas de claro e 12h de escuro por dia). Com acesso livre ao provimento de água e a comida padrão oferecida para animais de laboratório (NUVILAB CR1, produzido pela NUVITAL Nutrientes LTDA, Curitiba, PR), composta por proteínas de fontes vegetais.
Aos 6 meses de idade, 10 animais foram submetidos ao procedimento cirúrgico de ovariectomia de acordo com protocolo descrito por Moreira et al. (2005), sendo confirmada o estado de menopausa, pela citologia vaginal (MARCONDES et al, 2002; VILELA et al, 2007).
Aos 14 meses os animais foram divididos em 8 grupos, (n=5). Grupos controles vegetal sedentário (CVS) e treinado (CVT); grupos vegetais ovariectomizado sedentário (VOS) e treinado (VOT); grupos controles animal sedentário (CAS) e treinado (CAT), grupos animal ovariectomizado sedentário (AOS) e treinado (AOT).
4.2 Protocolo de dieta. Do desmame até os 14 meses de idade, todos os animais foram alimentados com ração específica para ratos de laboratório (seguindo as recomendações do National Research Council e do Instituto Nacional de Saúde, EUA, NRC, 2011) da marca Nuvital (NUVILAB CR1, produzido por Nuvi - Nutrients LTDA, Curitiba, PR), composta de 52% de carboidratos, 21% de proteína e 4% de lipídios. Os ingredientes que a compõem são: milho integral moído, farelo de soja,
farelo de trigo, carbonato de cálcio, fosfato bicálcico, cloreto de sódio e premix vitamínico mineral.
Dos 15-17 meses os grupos CVS, CVT, VOS e VOT permaneceram com a dieta à base de proteína vegetal e os grupos CAS, CAT, AOS e AOT receberam dieta à base de proteína de origem animal composta pela ração da marca
RHOSTER (AIN-93, RHOSTERLAB – Rhoster Ltda) cuja composição foi
especialmente formulada para o presente estudo. A ração à base de fonte de origem proteica animal (caseína) foi introduzida à dieta dos animais, simultaneamente com o início do treinamento de resistência. Os ingredientes desta ração são: amido de milho, caseína (85% da fonte de proteína total), proteína de soja, sacarose, óleo de soja, carbonato de cálcio, fosfato bicálcico, cloreto de sódio e premix vitamínico mineral.
4.3 Protocolo de treinamento físico. Foi utilizado uma escada vertical de 110 cm de altura, com inclinação de 80º e área de descanso no topo da escada. Aos 14 meses de idade teve início o protocolo de treinamento, onde todos os grupos foram submetidos ao processo de adaptação prévia com duração de uma semana, em dias alternados. Em seguida os animais dos grupos CVT, CAT, VOT e AOT iniciaram o protocolo de treinamento resistido moderado, 6 subidas por sessão, 3 vezes por semana, em dias alternados, durante 12 semanas, baseado no princípio de sobrecarga, por meio de pesos de chumbo fixados com fita adesiva à base da cauda do animal. A carga inicial estabelecida foi 75% da massa corporal de cada animal. Foi realizado o ajuste semanalmente do incremento das cargas, mantendo sempre 75% do peso atualizado, acrescido 10% de aumento. (Adaptado de LEE et al., 2004). Os animais dos grupos CVS, CAS, VOS e AOS realizaram por semana, uma sessão com 6 escaladas, sem sobrecarga, para desencadear um estresse semelhante aos grupos treinados CVT, CAT, VOT e AOT.
4.4 Eutanásia dos animais. Aos 17 meses de idade, no final do período de 12 semanas de treinamento físico e dieta específica, foi realizada pesagem dos animais e após eutanásia por decapitação. O m. sóleo, da perna direita, foi dissecado, retirado, seccionado transversalmente ( 4 µm) para análises histológicas.
4.5 Processamento histológico. O material foi fixado em 10% de formalina, seguido de processamento histológico padrão. Por animal foram realizados nove
cortes, não seriados, sendo três fragmentos corados pela técnica de Picrosirius Red, para a tipificação das FCI e FCIII.
4.6 Análise quantitativa. Foi realizada capturas de imagens em microscópio de luz, de maneira semiautomática, com software Axio Vision 4.8, Zeiss. Todas as imagens foram convertidas em arquivos JPEG.
4.7 Densidade de volume das FCI e FCIII. As lâminas foram examinadas e capturadas ao microscópio de luz dotado de filtros polaroides no Laboratório de Estudos Morfológicos e Imunohistoquímicos da USJT. Para a análise estereológica foram registradas 60 imagens por grupo, num total de 480 imagens, em aumento de 400x. A análise foi realizada através de um sistema de teste de 475 pontos, utilizando o software Image J para a quantificação das FCI e FCIII.
4.8 Análise estatística. Os dados obtidos para cada variável analisada foram tabulados e separados por grupo. Em seguida foram calculadas as médias e o erro padrão da média e, posteriormente, foram comparados estatisticamente pelo teste ANOVA One Way. O nível de significância adotado foi p < 0,05.
5. Desenvolvimento. A Sarcopenia é um processo multifatorial, evolutivo marcado por uma redução de 3 a 8% na massa proteica muscular por década, após os 30 anos de idade (PADDON-JONES e RASMUSSEN, 2009), sendo capaz de afetar 30% dos indivíduos acima de 60 anos de idade e mais de 50% acima dos 80 anos (JANSSEN et al., 2002).
Entre os fatores que levam a sarcopenia, destacam-se fatores hormonais, menopausa, metabolismo das proteínas e sua sinalização cellular, redução voluntária ou imposta do nível de atividade física (HAMRICK et al., 2006), má nutrição proteica e redução na eficiência da proteína ingerida (FUJITA et al., 2007; CAMPBELL, 2007), disfunção mitocondrial (MARZETTI et al., 2010), apoptose de miócitos (DIRKS e LEEUWENBURGH, 2002) inflamação, estresse oxidativo (KIM e CHOI, 2010) e doenças neurodegenerativas (CRUZ-JENTOFT, et al., 2010).
O declínio do sistema muscular caminha com alterações na composição da fibra muscular, redução da inervação, vascularização, contratilidade e comprometimento das unidades tendíneas. Há ainda modificações importantes que podem ocorrer como substituição do tecido muscular por tecido adiposo (VISSER et
al, 2005, ROLLAND et al, 2009), por tecido conjuntivo (BARBERI et al., 2013) e pela perda de orientação das fibras colágenas (ARNOLD e FERTALA, 2013). No indivíduo idoso, tais perdas podem refletir em fragilidade e sinais de fadiga generalizada (EVANS WJ, 1995).
Estudos abordam a dieta alimentar, como uma das causas da sarcopenia, procurando mostrar a capacidade dos alimentos ricos em proteínas (de origem vegetal e/ou animal) em estimular o anabolismo proteico, particularmente em pessoas idosas (GUILLET et al., 2004; LEIDY et al., 2007).
Entre as proteínas lácteas mais estudadas, a caseína e a proteína do soro do leite sobressaem-se. Elas, em suas diversas formas (leite, queijos, produtos lácteos ou suplementos) contém quantidades elevadas de aminoácidos essenciais, comercialmente disponíveis e bastante acessíveis, fazendo parte do hábito alimentar da maioria das pessoas, especialmente dos idosos (REITELSEDER et al., 2011; CHALÉ et al.,2013).
A proteina vegetal, com destaque a de soja, exerce papel importante na oferta proteica da dieta por apresentar maior quantidade de aminoácidos com funções anabólicas como a arginina e a glutamina, quando comparada a outras proteínas de origem vegetal. A proteína de soja provê todos os nove aminoácidos essenciais sendo, portanto, uma proteína completa. Ou seja, a soja contribui também para o ganho de massa magra.
Estudos demonstraram alteração da matriz extracelular (MEC) no músculo esquelético no envelhecimento (KRAGSTRUP et al. 2011 e RAMASWAMY et al. 2011). Estas alterações ocorrem em consequência do aumento de colágeno, devido a redução na degradação do colágeno pelas metaloproteinases (MMP), substituindo o espaço, que anteriormente era ocupado por miofibrilas, por colágeno, destarte reduzindo a capacidade contrátil do músculo. Ao mesmo tempo, a capacidade de vascularização do músculo torna-se reduzida, dificultando sua regeneração e levando a declínios funcionais e sarcopenia (TAKALA, VIRTANEN, 2000).
A MEC é encontrada no interstício, promovendo suporte estrutural, constituída principalmente de fibroblastos, além de armazenarem moléculas biologicamente ativas, citocinas e fatores de crescimento. É composta por colágenos do tipo I e III, elastina, fibronectina, proteoglicanas e glicosaminoglicanas, sendo o colágeno a proteína mais abundante no MEC . O colágeno tipo I é predominante e representa 90% do total, associadas a grande capacidade de resistência ao estiramento e o tipo
III tem como função sustentação de tecidos e órgãos expansíveis.
Embora o estímulo do exercício físico promova respostas significativas, atuando como fator determinante para a manutenção da massa muscular e redução do acúmulo de gordura intramuscular em indivíduos idosos, o suporte nutricional é considerado pré-requisito fundamental na síntese proteica, em especial a muscular.
Por esse motivo, estudar o efeito de dietas mistas completas associadas ao treinamento resistido no manejo da sarcopenia torna-se tão importante.
6.Resultados. Ao término das 12 semanas de protocolo de intervenção com dieta e/ou exercício, foram realizados os procedimentos de análise dos tecidos e computados os dados de 5 animais de cada grupo de estudo. Os resultados obtidos estão descritos a seguir.
Densidade de volume das Fibras colágenas I e III.
Verificamos que a densidade das FCI é reduzida na dieta PA em comparação à dieta PV, que o treinamento aumenta tanto na dieta PV (CVT) quanto na dieta PA (CAT), e que a ovariectomia promove aumento apenas na dieta PA.
Quando associamos ovariectomia-treinamento verificamos que o treinamento foi responsável pelo aumento das FCI apenas na dieta PV, e ao compararmos os grupos VOT vs. AOT observamos maior aumento no VOT.
Gráfico 1: Densidade de volume das FCI no m. sóleo em diferentes dietas nos grupos estudados.
Observamos que a dieta PA reduz a densidade das FCIII nos grupos CAS e AOS quando comparado aos seus pares CVS e VOS.
Evidenciamos que a associação ovariectomia-treinamento levou a diminuição das FCIII no grupo VOT, e ao aumento no grupo AOT, e que separados não levam a mudanças na FCIII em ambas as dietas estudadas.
Gráfico 2: Densidade de volume das FCII no m. sóleo em diferentes dietas nos grupos estudados.
E±EPM. * p<0,05 vs. CVS; # p<0,05 vs. VOS; + p<0,05 vs. CVT; = p<0,05 vs. AOS. 7.Considerações finais.
Os dados sugerem que a dieta de PA em relação à dieta PV minimiza os efeitos deletérios da sarcopenia quando associada ao exercício.
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