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Sáude em Revista BCAA e Imobilização
Jefferson Hisamo Kitamura*
Fisioterapeuta –Universidade Metodista de Piracicaba (Unimep)Piracicaba/ SP
Carlos Alberto Silva
Professor do Programa de Mestrado em Fisioterapia Universidade Metodista de Piracicaba (Unimep)
Piracicaba/SP
Roselene Cristina Tibioli Watanabe
Mestre em Fisioterapia
Universidade Metodista de Piracicaba (Unimep)
Piracicaba/SP
Tayla Penteado Chaves
Cirurgiã Dentista e Metranda endodontia pela Faculdade de Odontologia São Leopoldo Mandic
Eder João Arruda
Mestre em Fisioterapia
Universidade Metodista de Piracicaba (Unimep)
Piracicaba/SP *Correspondências:
Universidade Metodista de Piracicaba Faculdade de Ciências da Saúde Rodovia do Açúcar, 7.000, km 156 Campus Taquaral – Piracicaba CEP 13400-901
jeff erson.kitamura@gmail.com
RESUMOA imobilização músculo-esquelética como recurso terapêutico tem vasta aplicabilidade prática no campo da traumatologia e medicina desportiva. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do tratamento com aminoácidos de cadeia ramifi cada (BCAA) sobre o perfi l metabólico de músculos de membro posterior imobilizado de ratos. Ratos Wistar foram divididos em quatro grupos (n=6): controle, imobilizados, suplementados com BCAA e imobilizados suplementados com BCCA, sendo estes três últimos submetidos à intervenção no período de sete dias. Foram avaliadas as seguintes variáveis: reservas de glicogênio dos músculos sóleo, gastrocnêmio porção branca e vermelha e o peso do sóleo. Para a análise estatística, foi utilizado o teste de normalidade Kolmogorov-Smirnov, seguido de ANOVA e do teste de Tukey, sendo considerado p<0,05. Os resultados mostraram que o conteúdo de glicogênio e o peso da musculatura imobilizada foram expressivamente reduzidos em decorrência do desuso. Por sua vez, a suplementação com BCAA promoveu elevação no conteúdo muscular de glicogênio, melhorando as condições fi siológicas. Estes resultados sugerem que a suplementação com BCAA pode minimizar as alterações metabólicas desencadeadas pela imobilização, mantendo os músculos em melhores condições, fato que possivelmente favorece uma recuperação pós-imobilização mais rápida.
Palavras-chave Aminoácidos; suplementação; imobilização; atrofia; reabilitação.
ABSTRACT The musculoskeletal immobilization as a therapeutic practice
have wide applicability in the fi eld of traumatology and sports medicine. The objective of this study was to evaluate theeffect of treatment with branched chain amino acids (BCAA) on the metabolic profi le of immobilized hind limb muscles of rats. Wistar rats were divided into four groups (n = 6): control, immobilized,and immobilized supplemented with BCAA supplemented with BCCA, and the last three underwent intervention within seven days. The following variables were evaluated: glycogen of soleus, gastrocnemius and redand white portion of the soleus weight. Statistical analysis was performed using the normality test Kolmogorov-Smirnov test, and ANOVA followed by Tukey test and considered p<0.05. The results showedthat the glycogen content and weight of the immobilized muscles weresignifi cantly reduced as a result of disuse. In turn, supplementation withBCAA promoted increase in muscle glycogen content, improving the physiological conditions. These results suggest thatBCAA supplementation can minimize the metabolic changes triggeredby immobilization, keeping the muscles in better shape, a fact thatpossibly favor recovery from immobilization faster.
Keywords amino acids, supplementation, immobilization, atrophy, rehabilitation.
Perfi l Energético do Músculo Esquelético
de Ratos Suplementados com BCAA
na Fase Aguda da Imobilização
Energetic profi le of male rat skeletal muscle supllemented with
BCAA in acute phase of immobilization
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Introdução
A imobilização músculo-esquelética como recurso terapêutico tem vasta aplica-bilidade prática no campo da traumatologia e medicina desportiva, merecendo destaque nos entorses, nas fraturas ósseas, nas ruptu-ras ligamentares, tendíneas e de outros teci-dos moles. O princípio de sua indicação ba-seia-se na contenção dos efeitos potencial-mente álgicos dos movimentos, bem como por ser um instrumento que possibilita e facilita a cicatrização dos tecidos danifica-dos, ou seja, visa permitir que esses tecidos possam atravessar as fases do processo de reparo sem interferências externas.1
Por outro lado, a imobilização pode desencadear uma série de alterações adap-tativas nos sistemas orgânicos que se tra-duz em perda funcional global e/ou local, comprometendo o tempo de retorno do indivíduo às suas atividades normais. As-sim, no sistema músculo-esquelético, a re-dução das massas muscular e óssea é um dos efeitos mais marcantes do processo deletério do desuso.2
Os efeitos da imobilização induzida por técnicas não invasivas, como a imobilização por aparelho gessado ou suspensão do cor-po, têm sido estudados com mais frequên-cia em animais. Nesse sentido, técnicas que visam o desuso têm merecido especial atenção da National Aeronautics and Space Administration (NASA) – USA, que segue em busca de informações sobre o compor-tamento dos sistemas orgânicos submeti-dos à microgravidade, os quais apresentam alguns traços de semelhança com a imo-bilização. Dessa forma, um dos modelos invasivos utilizados para estudar a hipoati-vidade motora é a neurectomia ciática em animais. Convém ressaltar que essa técnica apresenta limitações impostas pelas
altera-ções neurotrófi cas decorrentes do método, que são refl etidas no aspecto metabólico.3
Conforme atestam Hirose et al.4, o
sis-tema muscular atua como sítio no que diz respeito ao metabolismo da glicose e ação insulínica, sendo autorregulado pela de-manda funcional e disponibilidade de gli-cose. Assim, a imobilização pode gerar mo-dificações intrínsecas comprometendo essa dinâmica, de modo que já é conhecida a existência de um perfil catabólico mediante redução da resposta sinalizada pela insulina.
Tem sido descrito que, durante a ativi-dade motora prolongada, o tecido muscu-lar capta aminoácidos de cadeia ramificada (BCAA) disponíveis na corrente sanguínea, no intuito de oxidá-los. Após a ingestão de BCAA, pode-se notar melhora no desem-penho muscular decorrente de um meca-nismo poupador de glicogênio.5
Alguns estudos observaram os efeitos da suplementação de aminoácidos na re-cuperação muscular, visto que inúmeros efeitos têm sido atribuídos aos BCAA nas últimas décadas, com destaque à melhora nas respostas fisiológicas e psicológicas de atletas suplementados. 6
É sabido que o exercício aumenta a oxi-dação de BCAA no músculo, podendo sua suplementação ser de grande interesse para atletas e esportistas, no entanto a leucina é vista como o aminoácido de maior impor-tância na recuperação do tecido muscular, pós-atividade física. A leucina, ao se apre-sentar em elevação intracelular, favorece a ativação da proteína mTOR (mammalian target of rapamycin) e de fatores de ini-ciação de transdução, que, por sua vez, são responsáveis pela recuperação da síntese proteica muscular após o exercício tanto de resistência quanto de força.7,8,9
No intuito de investigar os efeitos dos BCAA no tecido muscular sob os efeitos
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do desuso, o presente estudo atentou-se em avaliar o padrão quimiometabólico dos músculos sóleo (S), gastrocnêmio fi-bras brancas (GB) e gastrocnêmio fifi-bras vermelhas (GV) de ratos, cujos tornozelos estavam imobilizados na posição de 90º e suplementados com BCAA.
Material e métodos
O estudo contou com aprovação do Comitê de Ética em Experimentação Ani-mal (CEEA) da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), sob o Protocolo n. 010/2006.
Foram utilizados ratos Wistar adqui-ridos na empresa ANILAB (Paulínia-SP) com idade entre três a quatro meses, os quais foram alimentados com ração e água ad libitum e submetidos a ciclo foto perió-dico de 12 horas claro/escuro sob condições
controladas de temperatura (23 ºC±2 ºC). Os animais foram divididos nos seguintes grupos experimentais (n=6): controle, imobilizados, suplementados com BCAA e imobilizados su-plementados com BCCA, sendo estes três últi-mos submetidos à intervenção no período de sete dias.
Após o período de imobilização, os ani-mais foram anestesiados com pentobarbital sódico (40 mg/kg peso, i.p.). Coletado da veia renal, o sangue foi centrifugado por dez mi-nutos a 2.500 rpm, e o plasma, separado e di-recionado para análise bioquímica. Amostras dos músculos sóleo, gastrocnêmio branco e gastrocnêmio vermelho foram retiradas e en-caminhadas para a determinação do conteúdo de glicogênio.
Como modelo de imobilização foi utiliza-da a órtese de metacrilato de etila, apresentautiliza-da na Figura 1, segundo a proposta de Silva et al10.
Figura 1 – Adaptação da órtese no membro posterior do animal, sendo: (A) modelo de órtese que não in-terfere na deambulação, porém permite a descarga de peso no membro imobilizado; (B) modelo de órtese adaptada ao animal mantendo o tornozelo na posição de 90º
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38 SAÚDE REV., Piracicaba, v. 12, n. 30, p. 35-42, jan.-abr. 2012 complexo de aminoácidos BCAA
(Nutris-tore®) na concentração de 9,2 mg/100 g/ dia, por via orogástrica durante sete dias.11 Para a determinação de concentração do glicogênio, foi utilizada a técnica fenol sulfúrico.12 Para a realização do teste de
peso constante, o músculo sóleo foi retira-do, pesado e submetido à desidratação em estufa a 55 ºC. A cada hora, o músculo era retirado da estufa e novamente pesado até que o peso se manifestasse homogêneo.
No caso da análise estatística dos da-dos, foi aplicado o teste de normalidade Kolmogorov-Smirnov, seguido de ANOVA e do teste de Tukey. Em todos os cálculos foi fixado um nível crítico de 5%.
Resultados
Como parte dos procedimentos iniciais, realizou-se uma avaliação bioquímica a fim de esclarecer a existência de fatores ligados à toxicidade decorrente do tratamento com BCAA. Dessa forma, pode-se observar na Tabela 1 a não existência de toxicidade, ao comparar os grupos tratados e controle.
A seguir, avaliou-se os efeitos ligados ao tratamento (suplementação) com BCAA, sendo observado aumento significativo nas reservas de glicogênio no grupo trata-do quantrata-do comparatrata-do ao grupo
contro-de glicogênio 39% maiores no sóleo, 26% no gastrocnêmio porção branca e 29% no gastrocnêmio porção vermelha (vide Figu-ra 2). Nessa condição, o peso do músculo sóleo também foi avaliado e não se obser-vou diferença, sendo que os valores para o grupo controle e o tratado com BCAA foram, respectivamente, 135,71±2,3 mg e 137,87±1,6 mg.
Figura 2 - Conteúdo de glicogênio (mg/100 mg) dos
músculos sóleo (S), gastrocnêmio porção branca (GB) e gastrocnêmio porção vermelha (GV) de ra-tos controle (C) suplementados com BCAA (T). Os valores correspondem à média±epm , n=6. *p<0,05 se comparado ao controle. 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 SC ST GBC GBT GVC GVT G li c o g ê n io M u scu la r ( m g /100m g ) * * *
Tabela 1. Índices de toxicidade obtidos na avaliação bioquímica realizada no plasma dos animais controle
(C) e tratados (T) durante sete dias.
Grupos experimentais C T
Aspartatoaminotrasferase – AST (U/L) (U/L) uuuuuuuuuuuu(/L(U/L) 110,80±18 122,80±6,8 Alaminoaminotransferase – ALT (U/L) (U/L) (U/L) (U/L) 46±12 56±11
Ureia (mg/dL) 36±7,2 39±2,7
Creatinina (mg/dL) 0,60±0,03 0,63±0,06
Gamaglutamil transferase (U/L) 0,42±0,01 0,45±0,04
Nota: Os dados representam as médias±epm, n=6.
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Na sequência, as reservas glicogênicas foram avaliadas nas diferentes condições experimentais, sendo que inicialmente com-parou-se o grupo imobilizado com o con-trole. Nessa condição, observou-se que as re-servas musculares foram significativamente reduzidas pelo desuso, atingindo valores 48% menores no sóleo, 24% no gastrocnê-mio porção branca e 53% no gastrocnêgastrocnê-mio porção vermelha (vide Figura 3). Outro fato a se destacar relaciona-se ao peso do mús-culo sóleo imobilizado, que se apresentou reduzido durante a imobilização com ex-pressão em valor de 36% menor, passando de 135,71±2,3 mg no grupo controle para 86,6±1,9 mg no grupo imobilizado.
Figura 3 - Conteúdo de glicogênio (mg/100 mg) dos
músculos sóleo (S), gastrocnêmio porção branca (GB) e gastrocnêmio porção vermelha (GV) de ra-tos controle (C) e imobilizados (I). Os valores cor-respondem à média±epm , n=6. *p<0,05 se compa-rado ao controle.
monstrado no Figura 4. Em relação ao peso do músculo sóleo, constatou-se o valor de 7,6% maior no grupo suplementado, com base nos valores de 86,6±1,9 mg no grupo imobilizado e 93,7±2,2 mg no grupo imo-bilizado suplementado.
Figura 4 - Conteúdo de glicogênio (mg/100 mg) dos
músculos sóleo (S), gastrocnêmio porção branca (GB) e gastrocnêmio porção vermelha (GV) de ra-tos imobilizados (I) e imobilizados tratados (IT).Os valores correspondem à média±epm, n=6.*p<0,05 se comparado ao controle. 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4
SI SIT GBI GBIT GVI GVIT
G li c o g ê n io M u scu la r ( m g /100m g ) * * * 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 SC SI GBC GBI GVC GVI Glico g ê n io ( m g /100m g ) * * *
Por fim, avaliou-se os efeitos da suple-mentação com BCAA durante o período de imobilização, sendo constatada elevação nas reservas glicogênicas do grupo imobi-lizado suplementado, quando comparado ao grupo que não recebeu o suplemento. Nesse sentido, observou-se valores 19% maiores no músculo sóleo, 18% no trocnêmio porção branca e de 12% no gas-trocnêmio porção vermelha, conforme
de-Discussão
Comparando os grupos tratados e con-trole, os resultados do teste bioquímico de-monstraram a não existência de toxicidade, de modo que a suplementação na dosagem em estudo possa ser considerada uma prá-tica segura.
A literatura científica apresenta inúme-ros fatores que regulam a secreção de in-sulina, destacando-se os hormônios, íons, vários fármacos, cofatores metabólicos e principalmente os nutrientes, como a gli-cose e alguns aminoácidos. Com relação ao processo secretório da insulina, a glicose é o principal secretagogo, a qual, uma vez metabolizada, gera mudanças do estado elétrico das células , alteração na concen-tração citosólica de cálcio, culminando com extrusão dos grânulos de insulina.13,14
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40 SAÚDE REV., Piracicaba, v. 12, n. 30, p. 35-42, jan.-abr. 2012 Durante o período de imobilização na
posição de 90º, observou-se redução nas reservas de glicogênio dos músculos imo-bilizados, sendo esta mais proeminente no sóleo e no gastrocnêmio fibras vermelhas ou seja, músculos predominantemente de fibras do tipo I. O peso do músculo sóleo imobilizado nessa posição também se apre-sentou reduzido quando comparado ao do grupo controle.
As alterações histofisiológicas induzidas pelo desuso muscular têm sido demonstra-das por diversos autores, no entanto os re-sultados são contraditórios ao descreverem graus diferenciados de susceptibilidade à hipotrofia. Já houve relatos nos quais cons-ta que, durante a imobilização, as fibras brancas (tipo II) são as mais comprometi-das com a hipotrofia.15,16
Em contrapartida, há estudos que de-monstram que as fibras musculares lentas (tipo I) possuem maior vulnerabilidade à atrofia do que as fibras musculares rápidas (tipo II), devido a diferenças em seu meta-bolismo.17 Pautando-se na observação de
que as enzimas oxidativas respondem por meio de sua atividade durante a imobili-zação, pode-se inferir que as fibras muscu-lares que possuem um metabolismo pre-dominantemente oxidativo (tipo I) foram mais susceptíveis à atrofia muscular18. O
presente estudo corrobora com os achados supracitados, nos quais as reservas mus-culares durante o período de imobilização foram significativamente reduzidas pelo desuso, atingindo valores 48% menores no sóleo, 24% no gastrocnêmio fibras brancas e 53% no gastrocnêmio fibras vermelhas, o que demonstra uma interface funcional en-tre a manutenção da atividade contrátil e a eficiência das vias metabólicas.
Além dos efeitos metabólicos, outro fa-tor que influencia para que as fibras tipo I
sejam as mais afetadas durante a imobili-zação são suas características posturais19,
as quais relacionaram a susceptibilidade maior do sóleo à atrofia por inatividade, pelo fato de se tratar de um músculo pos-tural que apresenta uma atividade basal maior do que os não posturais.
Estudos relatam que os músculos con-siderados antigravitacionais, os uniarticu-lares e os que possuem maior proporção de fibras lentas são os mais vulneráveis à atro-fia induzida pelo desuso muscular.20
Segundo Qin et al.21, a imobilização
por diferentes períodos resulta em atrofia variando de 15% a 70%, dependendo dos animais utilizados e das fibras avaliadas. Gomes et al.22 observaram redução de 43%
da área da fibra do músculo sóleo imobili-zado durante três semanas. Kannus et al.23
relataram redução de 69% da área das fi-bras desse músculo imobilizado por meio de aparelho gessado durante três semanas.
O presente estudo demonstrou que o peso do músculo sóleo do grupo imobili-zado (tornozelo), em posição de 90º, apre-sentou redução de 36% decorrente de sete dias de imobilização, concordando com o estudo de Durigan et al.24, no qual a
imo-bilização do músculo durante 15 dias pro-moveu redução de 35% na área das fibras musculares, seguida de aumento de 160% do tecido conjuntivo e redução nas reservas de glicogênio muscular, o que demonstra uma inter-relação entre a atividade contrá-til com a homeostasia energética e a mor-fologia da fibra muscular, indicando para o quadro de hipotrofia muscular.
Além desses achados, outros autores, como Józsa et al.25, Williams e Goldspink26,
Okita et al.27 e Amiel et al.28, relataram a
pro-liferação de tecido conjuntivo, desarranjo das fibras de colágeno, redução no compri-mento dos sarcômeros e da amplitude
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41 SAÚDE REV., Piracicaba, v. 12, n. 30, p. 35-42, jan.-abr. 2012 cular no músculo sóleo de ratos
imobiliza-dos na posição encurtada de tornozelo. Por fim, ressalta-se que durante o perí-odo de imobilização, a suplementação com BCAA foi importante por apresentar au-mento significativo nas reservas de glicogê-nio muscular e no peso do músculo sóleo, visto que esses indicadores apresentaram relação positiva quanto ao número de fibras musculares, sugerindo que o tratamento com BCAA possa manter o trofismo mus-cular durante o período de imobilização.
Conclusão
A suplementação com BCAA foi efetiva em manter o status nutricional dos múscu-los imobilizados, indicando eficácia, man-tendo os músculos em melhores condições energéticas, além de demonstrar uma ação anticatabólica, fato este que pode favore-cer uma reabilitação acelerada na fase pós--imobilização.
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Submetido: 8/8/2011 Aprovado: 3/11/2011
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