Licenciado para
Lira, Fábio Santos Lira, Fábio Santos
Introdução ao imunometabolismo, aplicado ao exercício físico e à Introdução ao imunometabolismo, aplicado ao exercício físico e à nutrição / Barbara
nutrição / Barbara de Moura Mello Antunes, Fábide Moura Mello Antunes, Fábio Santos Lira, o Santos Lira, JoséJosé César Rosa Neto.
César Rosa Neto. - Presidente Prudente : WEIGHT SCIENCE, 20- Presidente Prudente : WEIGHT SCIENCE, 201515 135 p. : il., gs., gráfs.
135 p. : il., gs., gráfs. 1
1. Medicina . Medicina esportiva. 2. esportiva. 2. MetabolismoMetabolismo,. 3. Imunologia. 4.,. 3. Imunologia. 4. Tre
Treinamento finamento físicoísico. 5. A. 5. Alimentação. 6. Fármaco I. limentação. 6. Fármaco I. TítuloTítulo 617.1027
617.1027
Fic
Ficha Catalográca elaboraha Catalográca elaborada pela STAda pela STATI - Biblioteca da UTI - Biblioteca da U NESPNESP Campus de Rio Claro/SP
Campus de Rio Claro/SP
Licenciado para
Barbara de Moura Mello Antunes (Autor) Barbara de Moura Mello Antunes (Autor)
Graduada em Educação Física (Licenciatura) pela Universidade Est
Graduada em Educação Física (Licenciatura) pela Universidade Estadual Paulistaadual Paulista (UNESP)- Campus de
(UNESP)- Campus de Presidente Prudente, no ano de Presidente Prudente, no ano de 2012011, e Mestra em 1, e Mestra em CiênciasCiências da Motricidade pela UNESP de Rio Claro no ano de 2013. Atualmente é da Motricidade pela UNESP de Rio Claro no ano de 2013. Atualmente é Douto-randa do programa de pós-graduação em Ciências da Motricidade pela UNESP randa do programa de pós-graduação em Ciências da Motricidade pela UNESP de Rio Claro e compõe o Grupo de pesquisa em Imunometabolismo e Exercício de Rio Claro e compõe o Grupo de pesquisa em Imunometabolismo e Exercício Físico vinculado ao Laboratório de Fisiologia Celular do Exercício (LaFiCE) – na Físico vinculado ao Laboratório de Fisiologia Celular do Exercício (LaFiCE) – na UNESP de Presidente Prudente e o Laboratório de determinantes energéticos do UNESP de Presidente Prudente e o Laboratório de determinantes energéticos do desempenho esportivo (LADESP) na Universidade de São Paulo (USP) . Linha de desempenho esportivo (LADESP) na Universidade de São Paulo (USP) . Linha de Pesquisa: Imunometabolismo e Exercício físico com foco na atuação Pesquisa: Imunometabolismo e Exercício físico com foco na atuação imuno-me-tabólica, regulado por fatores de transcrição gênica, frente diferentes estados de tabólica, regulado por fatores de transcrição gênica, frente diferentes estados de condicionamento físico.
condicionamento físico. Fábio Santos Lira (Autor) Fábio Santos Lira (Autor)
Graduado em Educação Física pela Faculdade de Educação Física (Mackenzie), Graduado em Educação Física pela Faculdade de Educação Física (Mackenzie), Mestre em Ciências pelo Departamento de Biologia Celular e tecidual do Mestre em Ciências pelo Departamento de Biologia Celular e tecidual do Ins-tituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (USP), Doutor em tituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (USP), Doutor em Nutrição pelo Depar
Nutrição pelo Departamento de Fisiologia da Universidade Federal de São Paulotamento de Fisiologia da Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), com Pós-doutorado no Departamento de Psicobiologia da (UNIFESP), com Pós-doutorado no Departamento de Psicobiologia da Universi-dade Federal de São Paulo (UNIFESP). Atualmente é Professor Assistente dade Federal de São Paulo (UNIFESP). Atualmente é Professor Assistente Dou-tor e Vice-coordenador do Curso de Educação Física da Faculdade de Ciência e tor e Vice-coordenador do Curso de Educação Física da Faculdade de Ciência e Tecnologia da UNESP de Presidente Prudente. Membro da
Tecnologia da UNESP de Presidente Prudente. Membro da International SocietyInternational Society of exercise and Immunology and American College of Sports Medicine
of exercise and Immunology and American College of Sports Medicine. Linha de Pes-. Linha de Pes-quisa: Imunometabolismo e E
quisa: Imunometabolismo e Exercício Físico.xercício Físico. José César Rosa Neto (Autor)
José César Rosa Neto (Autor) Graduado em Esporte pela Univer
Graduado em Esporte pela Universidade de São Paulo, Doutor em Ciências pelosidade de São Paulo, Doutor em Ciências pelo Departamento de Fisiologia da Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP) e Departamento de Fisiologia da Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP) e com Pós-doutorado no Departamento de Fisiologia e Biofísica do Instituto de com Pós-doutorado no Departamento de Fisiologia e Biofísica do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (ICB-USP). Atualmente é Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (ICB-USP). Atualmente é Pro-fessor Doutor, nível MS3, no Departamento de Biologia Celular e do fessor Doutor, nível MS3, no Departamento de Biologia Celular e do Desenvolvi-mento do ICB
mento do ICB-USP-USP. Linha de . Linha de pesquisa: Imunometabolismo.pesquisa: Imunometabolismo. José Gerosa Neto
José Gerosa Neto
Graduado em Educação Física (Licenciatura plena) Universidade Estadual Graduado em Educação Física (Licenciatura plena) Universidade Estadual Pau-lista (UNESP)- Campus de Presidente Prudente, no ano de 2005, e Mestre em lista (UNESP)- Campus de Presidente Prudente, no ano de 2005, e Mestre em Fisioterapia pela UNESP de Presidente Prudente no ano de 2013. Atualmente é Fisioterapia pela UNESP de Presidente Prudente no ano de 2013. Atualmente é Doutorando do programa de pós-graduação em Ciências da Motricidade pela Doutorando do programa de pós-graduação em Ciências da Motricidade pela UNESP de Rio Claro e compõe o Grupo de pesquisa em Imunometabolismo e UNESP de Rio Claro e compõe o Grupo de pesquisa em Imunometabolismo e Exercício Físico vinculado ao Laboratório de Fisiologia Celular do Exercício Exercício Físico vinculado ao Laboratório de Fisiologia Celular do Exercício (LaFi-CE) – na UNESP de Presidente Prudente. Linha de Pesquisa: Imunometabolismo CE) – na UNESP de Presidente Prudente. Linha de Pesquisa: Imunometabolismo e Exercício Físico
e Exercício Físico Licenciado para
Eduardo Zapaterra Campos
Graduado em Educação Física (Licenciatura plena) pela Universidade Estadual Paulista (UNESP)- Campus de Presidente Prudente, no ano de 2008, Mestre em Fisioterapia pela UNESP de Presidente Prudente no ano de 2010, e Doutor pelo programa de pós-graduação em Ciências da Motricidade pela UNESP de Rio Cla-ro, no ano de 2015. Atualmente compõe o Grupo de pesquisa em Imunometabo-lismo e Exercício Físico vinculado ao Laboratório de Fisiologia Celular do Exercício (LaFiCE) e ao Grupo Grupo de Estudo em Ciências Fisiológicas e Exercício da Uni-versidade de São Paulo (USP) de Ribeirão Preto. Linha de Pesquisa: Fisiologia do Exercício, Treinamento Esportivo; Avaliação da Capacidade e Potência aeróbia e anaeróbia, Variabilidade da Frequência Cardíaca e Imunometabolismo do Exer-cício físico.
Fabrício Eduardo Rossi
Graduado em Educação Física (Licenciatura plena) pela Universidade Estadual Paulista (UNESP)- Campus de Presidente Prudente, no ano de 2008, com Pós-gra-duação em nível de Especialização em Avaliação, Prescrição e Orientação de Pro-gramas de Exercício Físico pela Universidade Estadual de Londrina (UEL), no ano de 2010, e Mestre em Fisioterapia pela UNESP de Presidente Prudente no ano de 2012. Atualmente é Doutorando do programa de pós-graduação em Ciências da Motricidade pela UNESP de Rio Claro e compõe o Grupo de pesquisa em Imu-nometabolismo e Exercício Físico, vinculado ao Laboratório de Fisiologia Celular do Exercício (LaFiCE), e o Centro de estudos e Laboratório de avaliação e Pres-crição de Atividade Motora (CELAPAM) na UNESP de Presidente Prudente. Linha de Pesquisa: Avaliação da persistência nas adaptações impostas por diferentes programas de treinamento físico sobre parâmetros que regulam a composição corporal e resposta imuno-metabólica em mulheres na pós-menopausa: Ecácia de diferentes programas de treinamento
Loreana Sanches Silveira
Graduada em Educação Física (Licenciatura) pela Universidade Estadual Paulista (UNESP)- Campus de Presidente Prudente, no ano de 2009, e Mestra em Fisiote-rapia pela UNESP de Presidente Prudente no ano de 2012. Atualmente é Douto-randa do programa de pós-graduação em Ciências da Motricidade pela UNESP de Rio Claro e compõe o Grupo de pesquisa em Imunometabolismo e Exercício Físico, vinculado ao Laboratório de Fisiologia Celular do Exercício (LaFiCE), na UNESP de Presidente Prudente, e o Grupo de pesquisa em Imunometabolismo, no Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (USP). Linha de Pesquisa: Imunometabolismo e Exercício Físico
Daniela Sayuri Ionue Yoshimura
Graduada em Educação Física (Licenciatura plena) pelo Centro Universitário das Faculdades Metropolitanas Unidas (UniFMU), no ano de 2002, e Mestra em Ciên-cias pela Universidade Federal de São Paulo (Unifesp) no ano de 2010. Atualmen-Licenciado para jean freitas lima - E-mail: jfpersonalfitt@gmail.com CPF: 07357212629 - IP:
te é Doutoranda do programa de pós-graduação em Ciências da Motricidade pela UNESP de Rio Claro e compõe o Grupo de pesquisa em Imunometabolismo e Exercício Físico, vinculado ao Laboratório de Fisiologia Celular do Exercício (La -FiCE), na UNESP de Presidente Prudente. Linha de Pesquisa: Fisiologia endócrina e do exercício
Paula Alves Monteiro
Graduada em Educação Física (Licenciatura) pela Universidade Estadual Paulista (UNESP)- Campus de Presidente Prudente, no ano de 2009, e Mestra em Fisiote-rapia pela UNESP de Presidente Prudente no ano de 2012. Atualmente é Douto-randa do programa de pós-graduação em Ciências da Motricidade pela UNESP de Rio Claro e compõe o Grupo de pesquisa em Imunometabolismo e Exercício Físico, vinculado ao Laboratório de Fisiologia Celular do Exercício (LaFiCE), e o Centro de estudos e Laboratório de avaliação e Prescrição de Atividade Motora (CELAPAM) na UNESP de Presidente Prudente. Linha de Pesquisa: Obesidade e Exercício Físico
Emerson Franchini
Graduado em Educação Física pela Escola de Educação Física e Esporte da Uni-versidade de São Paulo (USP), Doutor em Biodinâmica do Movimento Humano pela Escola de Educação Física e Esporte da Universidade de São Paulo (USP), Pós-doutorado pela Faculdade de Ciências do Esporte da Universidade de Mon-tpellier (2013-2014) e Livre–docência pela Escola de Educação Física e Esporte da Universidade de São Paulo (USP). Atualmente é Professor associado, nível MS5, da Universidade de São Paulo. Linha de Pesquisa: Lutas, Artes Marciais e Espor-tes de combate e Fisiologia do Exercício Intermitente de Alta Intensidade.
Valéria Leme Gonçalves Panissa
Graduada em Educação Física pela Universidade Presbiteriana Mackenzie, no ano de 2005, e Mestra em Ciências na área de Biodinâmica do Movimento Huma-no pela Escola de Educação Física e Esporte da Universidade de São Paulo (EEFE -USP) no ano de 2012. Atualmente é Doutora em Ciências na área de Biodinâmica do Movimento Humano pela Escola de Educação Física e Esporte da Universi-dade de São Paulo (EEFE-USP). Está vinculada ao Laboratório de determinantes energéticos do desempenho esportivo (LADESP). Linha de Pesquisa: exercício intermitente de alta intensidade, treinamento concorrente, apetite e exercício. Ursula Ferreira Julio
Graduada em Educação Física (Bacharelado) pela Universidade Presbiteriana Ma-ckenzie, no ano de 2005, e Mestra em Ciências na área Estudo do Esporte pela Escola de Educação Física e Esporte da Universidade de São Paulo (EEFE-USP) no ano de 2011. Atualmente é Doutora em Ciências na área de Biodinâmica do Movimento Humano pela Escola de Educação Física e Esporte da Universidade de São Paulo (EEFE-USP). Atualmente é membro dos Grupos de Estudos e Pes-Licenciado para jean freitas lima - E-mail: jfpersonalfitt@gmail.com CPF: 07357212629 - IP:
quisas em Lutas, Artes Marciais e Modalidades de Combate e Grupos de Estudos e Pesquisas Fisiologia do Exercício Intermitente de Alta Intensidade vinculado ao Laboratório de determinantes energéticos do desempenho esportivo (LADESP). Linha de Pesquisa: “Aspectos biológicos das artes marciais, lutas e modalidades de combate” e “Determinantes energéticos do desempenho em exercícios inter-mitentes de alta intensidade”.
Alexandre Abilio de Souza Teixeira
Graduado em Educação Física (Bacharelado e Licenciatura) pela Faculdades In-tegradas de Santo André (FEFISA), nos anos de 2007 e 2008, com Pós-graduação em nível de Especialização em Atividade Física, Exercício Físico e os Aspectos Psi-cobiológicos pela Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP/CEPE) Departa-mento de Psicobiologia e, Mestre pelo DepartaDeparta-mento de Biologia Celular e do Desenvolvimento do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (ICB-USP) no ano de 2015. Atualmente é Doutorando pelo Departamento de Biologia Celular e do Desenvolvimento do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (ICB-USP) e está vinculada ao Laboratório de Imuno-metabolismo. Linha de Pesquisa: Imunometabolismo
Edson Alves de Lima Junior
Graduado em Educação Física pela Faculdades Integradas de Santo André (FEFI-SA), no ano de 2010, e em Nutrição pela Faculdades Integradas de Santo André (FEFISA), no ano de 2013, e Mestre pelo Instituto de Ciências Biomédicas da Uni-versidade de São Paulo (ICB-USP), no ano de 2015. Atualmente é Doutorando pelo Departamento de Biologia Celular e do Desenvolvimento do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (ICB-USP) e está vinculada ao Laboratório de Imunometabolismo. Linha de Pesquisa: Imunometabolismo
Camila Oliveira de Souza
Graduada em Biomedicina pela Universidade Estadual de Londrina (UEL), no ano de 2011, e Mestra em Ciências Fisiológicas pela Universidade Estadual de Lon-drina (UEL), no ano de 2013. Atualmente é Doutoranda pelo Departamento de Biologia Celular e tecidual do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (USP) e está vinculada ao Laboratório de Imunometabolismo. Linha de Pesquisa: Imunometabolismo
Luana Amorim Biondo
Graduada em Nutrição (Bacharelado) pela Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), no ano de 2011, com especialização em Obesidade e emagrecimento: uma abordagem multidisciplinar pela Universidade Federal de São Paulo (UNI-FESP), no ano de 2014. Atualmente é Mestranda pelo Departamento de Biologia Celular e tecidual do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (USP) e está vinculada ao Laboratório de Imunometabolismo. Linha de Pes-quisa: Nutrição e Imunometabolismo.
SUMÁRIO
Introdução
Capítulo 2
Capítulo 1
INTRODUÇÃO AO IMUNOMETABOLISMO, APLICADO AO EXERCÍCIO FÍSICO E A NUTRIÇÃO
METABOLISMO DO ENERGÉTICO DURANTE O EXERCÍCIO: PAPEL DA IL-6
FUNÇÃO E METABOLISMO DOS LINFÓCITOS, MONÓCITOS E NEUTRÓFILOS
11
27
14
11 13 27 27 14 14 15 15 16 17 17 18 18 19 21 22 22 24 24 25 25 1. Objetivos do Livro 2. Referencias 1. Objetivos do capítulo 2. Conceitos-chave 1. Objetivos do capítulo 2. Conceitos-chave 3. Introdução4. Estrutura e Formação de células imunológicas 4.1 Neutrólos
4.2 Monócitos e Macrófagos 4.3 Linfócitos
5. Metabolismo de células imunológicas em condições de doenças 5.1 Obesidade
5.2 Desnutrição 5.3 Aterosclerose 5.4 Câncer
6. Metabolismo de células imunológicas frente ao Exercício Físico 7. Conclusão
8. Resumo
9. Exercícios de Auto-avaliação 10. Referências
28 28 31 32 34 34 36 36 37 37 3. Introdução
4. Metabolismo energético durante o exercício 5. Interleucina 6 (IL-6)
6. IL-6 e o Exercício Físico
7. IL-6 e os Estoques de Glicogênio
8. IL-6 e as Adaptações ao Treinamento Físico 9. Conclusão 10. Resumo 11. Exercícios de Auto-avaliação 12. Referências
Capítulo 3
Capítulo 4
EFEITO DO EXERCÍCIO INTERMITENTE DE ALTA INTENSIDADE NAS RESPOSTAS IMUNOMETABÓLICAS AGUDAS E CRÔNICAS
REMODELAMENTO DA MUSCULATURA ESQUELÉTICA APÓS EXERCÍ-CIO DE FORÇA
40
53
40 40 41 42 44 44 48 50 50 50 51 53 53 54 55 56 57 59 60 61 1. Objetivos do capítulo 2. Conceitos-chave 3. Introdução4. Metabolismo energético no exercício intermitente de alta inten-sidade
5. Respostas imunometabólicas em sessões agudas de exercício in-termitente de alta intensidade
6. Respostas imunometabólicas às sessões crônicas de exercício in-termitente de alta intensidade
7. Conclusão 8. Resumo 9. Exercícios de Auto-Avaliação 10. Referências 1. Objetivos do capítulo 2. Conceitos-chave 3. Introdução
4. Aspectos moleculares da hipertroa muscular: o papel da mTOR e
mTORC1 na síntese e degradação proteica 5. O tecido muscular como órgão endócrino
6. O sistema imunológico e o processo de remodelamento da mus-culatura esquelética
7. A inuência das variáveis do treinamento de força no recrutamen
-to de células do sistema imunológico 8. Conclusão
9. Resumo
Capítulo 5
Capítulo 6
Capítulo 7
PROGRAMAS DE TREINAMENTO FÍSICO EM OBESOS
SUPLEMENTAÇÃO COM ÁCIDOS GRAXOS E IMUNOMETABOLISMO
METFORMINA E IMUNOMETABOLISMO
64
78
92
64 65 65 66 68 70 72 72 73 73 74 75 75 76 78 79 79 79 81 82 82 83 84 85 85 86 88 88 89 90 92 1. Objetivos do capítulo 2. Conceitos-chave 3. Introdução 4. Etiologia da obesidade5. Modulações imunometabólicas decorrentes da obesidade 6. Exercício físico e resposta imunometabólica
7. Modelos de exercícios físicos para indivíduos obesos 7.1 Treinamento Aeróbio 7.2 Treinamentode força 7.3 Treinamento Combinado 8. Conclusão 9. Resumo 10. Exercícios de auto-avaliação 11. Referências 1. Objetivos do capítulo 2. Conceitos-chave 3. Introdução
4. Classicação dos ácidos graxos
5. Ácidos Graxos, metabolismo e sistema imunológico 5.1 PPARs
5.2 GPRs
6. Ácidos graxos de cadeia curta e Imunometabolismo 7. Ácidos graxos monoinsaturados e Imunometabolismo 8. Ácidos graxos poli-insaturados e imunometabolismo
8.1 Efeitos imunometabólicos dos ácidos graxos da família ω-3 8.2 Efeitos imunometabólicos dos ácidos graxos da família ω-6 9. Conclusão
10. Resumo
11. Exercícios de auto-avaliação 12. Referências
1. Objetivos do capítulo
92 92 93 93 93 93 93 93 94 94 94 94 95 95 96 96 97 97 98 98 98 98 98 98 99 99 99 99 100 100 100 100 102 102 102 102 104 104 104 104 105 105 106 106 106 106 2. Conceitos-chave 2. Conceitos-chave 3. Introdução 3. Introdução 4. Farmacocinética da metformina 4. Farmacocinética da metformina 4.
4.1 Absorção intes1 Absorção intestinaltinal 4.2
4.2 Captação Captação pelo pelo fígadofígado 4.3
4.3 Captação Captação renalrenal
5. Farmacodinâmica da metformina 5. Farmacodinâmica da metformina 6. Metformina e diabetes mellitus tipo 2 6. Metformina e diabetes mellitus tipo 2 7. Metformina e câncer
7. Metformina e câncer 7.1 Insulina e IGF-1 7.1 Insulina e IGF-1
77.2 .2 Indução Indução de de estresse estresse metabólicometabólico 77.3 .3 InamaçInamaçãoão
77.4 .4 Espécies Espécies reativas reativas de de oxigêniooxigênio 8. Metformina e obesidade
8. Metformina e obesidade 8.
8.1 Esteatose 1 Esteatose hepática não alcoólica do fhepática não alcoólica do fígadoígado 8.2
8.2 Perda Perda de de peso peso e e ingestão ingestão alimentaralimentar 8.3
8.3 Síndrome Síndrome metabólica, metabólica, resistência resistência à à insulina insulina e e inamaçãoinamação 9. Metformina e microbiota intestinal
9. Metformina e microbiota intestinal 10. Metformina e exercício físico
10. Metformina e exercício físico 11. Conclusão 11. Conclusão 12. Resumo 12. Resumo 13. Exercícios de auto-avaliação 13. Exercícios de auto-avaliação 14. Referências 14. Referências Licenciado para
Introdução
Introdução
INTRODUÇÃO AO IMUNOMETABOLISMO, APLICADO AO EXERCÍCIO FÍSICO E INTRODUÇÃO AO IMUNOMETABOLISMO, APLICADO AO EXERCÍCIO FÍSICO E A NUTRIÇÃO
A NUTRIÇÃO
1. Objetivos do Livro 1. Objetivos do Livro
O
O livro livro “Introdução “Introdução ao ao Imunometabolismo, Imunometabolismo, aplicado aplicado ao ao Exercício Exercício físico físico ee à Nutrição” tem como principal objetivo trazer ao público da área da ciências à Nutrição” tem como principal objetivo trazer ao público da área da ciências da saúde os novos conceitos e descobertas sobre um tema emergente, da saúde os novos conceitos e descobertas sobre um tema emergente, deno-minado de Imunometabolismo, este que é um termo novo apesar dos estudos minado de Imunometabolismo, este que é um termo novo apesar dos estudos envolvendo a interação entre o sistema imunológico e o metabolismo serem envolvendo a interação entre o sistema imunológico e o metabolismo serem re-alizados desde a década
alizados desde a década de 1960.de 1960. A
A primeira primeira menção menção que que se se tem tem notícia notícia deste deste termo termo é é de de 2012011, 1, quando quando Ma- Ma-this e Shoelson usaram essa nova nomenclatura, em um artigo de revisão, this e Shoelson usaram essa nova nomenclatura, em um artigo de revisão, mos-trando exatamente a importância do estudo da integração dessas duas grandes trando exatamente a importância do estudo da integração dessas duas grandes áreas no estudo da obesidade, já que esta doença é capaz de afetar a resposta áreas no estudo da obesidade, já que esta doença é capaz de afetar a resposta imunológica, aumentando o grau de inamação asséptica, e relacionando essa imunológica, aumentando o grau de inamação asséptica, e relacionando essa resposta com as profundas alterações metabólicas decorrentes da obesidade. resposta com as profundas alterações metabólicas decorrentes da obesidade. Além disso, o tecido adiposo possui muitas células imunológicas residentes, Além disso, o tecido adiposo possui muitas células imunológicas residentes, como macrófagos e linfócitos e os tipos celulares encontrados nesse tecido como macrófagos e linfócitos e os tipos celulares encontrados nesse tecido tam-bém sofrem alterações metabólicas promovidas por esta doença
bém sofrem alterações metabólicas promovidas por esta doença11..
Podemos
Podemos separar separar o o imunometabolismo imunometabolismo em em duas duas vertentes vertentes distintas, distintas, queque se complementam. A primeira é estudar como a inamação, precisamente doen se complementam. A primeira é estudar como a inamação, precisamente doen--ças que apresentam a inamação crônica de baixo grau, pode levar às al
ças que apresentam a inamação crônica de baixo grau, pode levar às alteraçõesterações
Autores: Barbara de Moura Mello Antunes, Fábio Santos L
Autores: Barbara de Moura Mello Antunes, Fábio Santos L ira e José Cesar Rosa Netoira e José Cesar Rosa Neto
Licenciado para
metabólicas em tecidos que participam de maneira primordial no controle da metabólicas em tecidos que participam de maneira primordial no controle da homeostasia, como o músculo e
homeostasia, como o músculo esquelético, o tecido adiposo, o fígado, o cérebro,squelético, o tecido adiposo, o fígado, o cérebro, entre outros
entre outros22. Nesse contexto, a segunda vertente pode ser caracterizada como. Nesse contexto, a segunda vertente pode ser caracterizada como
o estudo da participação das citocinas e quimiocinas, temos uma participação o estudo da participação das citocinas e quimiocinas, temos uma participação importante das
importante das citocinascitocinas e quimiocinas, que antigamente eram vistas somente e quimiocinas, que antigamente eram vistas somente como moléculas sinalizadoras do sistema imune, mas hoje sabe-se de diversas como moléculas sinalizadoras do sistema imune, mas hoje sabe-se de diversas ações metabólicas que esses biomarcadores podem regular, por exemplo, ações metabólicas que esses biomarcadores podem regular, por exemplo, sen-sibilidade à insulina, lipólise, adipogênese,
sibilidade à insulina, lipólise, adipogênese, gliconeogênese, glicogenólise, síntesegliconeogênese, glicogenólise, síntese de glicogênio, entre outras.
de glicogênio, entre outras. Não
Não obstante, obstante, o o imunometabolismo imunometabolismo busca busca entender entender como como a a alteração alteração dodo metabolismo celular, nas células imunológicas, é capaz de afetar o metabolismo celular, nas células imunológicas, é capaz de afetar o desenvolvi-mento da resposta efetora dessas células. Sabemos então que células mento da resposta efetora dessas células. Sabemos então que células imuno-lógicas que apresentam um metabolismo oxidativo, preferencialmente em sua lógicas que apresentam um metabolismo oxidativo, preferencialmente em sua grande parte, estão com um fenótipo quiescente, ou estão em um estado de grande parte, estão com um fenótipo quiescente, ou estão em um estado de produção e sustentação de uma resposta anti-inamatória. Já quando há um produção e sustentação de uma resposta anti-inamatória. Já quando há um predomínio do metabolismo glicolítico, essas células se diferenciam em células predomínio do metabolismo glicolítico, essas células se diferenciam em células efetoras, com um aumento exponencial na produção de citocinas, quimiocinas efetoras, com um aumento exponencial na produção de citocinas, quimiocinas e mediadores lipídicos que sustentam a inamação local e auxiliam no recruta e mediadores lipídicos que sustentam a inamação local e auxiliam no recruta--mento de mais células imunológicas
mento de mais células imunológicas33..
A
A necessidade necessidade do do estudo estudo do do imunometabolismo imunometabolismo é é essencial essencial para para o o en- en-tendimento dos processos metabólicos e imunológicos que ocorrem em tendimento dos processos metabólicos e imunológicos que ocorrem em doen-ças não infecciosas, porém inamatórias, como o câncer, diabetes mellitus tipo ças não infecciosas, porém inamatórias, como o câncer, diabetes mellitus tipo 2, obesidade, aterosclerose, infarto agudo do miocárdio, insuciência cardíaca, 2, obesidade, aterosclerose, infarto agudo do miocárdio, insuciência cardíaca, doenças neurodegenerativas e dislipidemias. Estas doenças representam um doenças neurodegenerativas e dislipidemias. Estas doenças representam um al-tíssimo índice de mortalidade da população de países desenvolvidos e em tíssimo índice de mortalidade da população de países desenvolvidos e em de-senvolvimento.
senvolvimento. A
A literatura literatura cientíca cientíca corrobora corrobora para para uma uma grande grande associação associação entre entre o o esti esti--lo de vida e o desenvolvimento precoce dessas doenças. Como fator de risco há lo de vida e o desenvolvimento precoce dessas doenças. Como fator de risco há vários fatores, entre eles, os mais comuns são o tabagismo, a ingestão de dietas vários fatores, entre eles, os mais comuns são o tabagismo, a ingestão de dietas de alta caloria (com grande conteúdo de ácidos graxos saturados e c
de alta caloria (com grande conteúdo de ácidos graxos saturados e carboidratosarboidratos de alto índice glicêmico), a exposição à
de alto índice glicêmico), a exposição à radiação solarradiação solar, o alcoolismo e a , o alcoolismo e a exposiçãoexposição à poluição ambiental. No entanto, um fator
à poluição ambiental. No entanto, um fator de risco parece ser independente dode risco parece ser independente do que é o sedentarismo, por isso, a inatividade física passa a ser um fator de risco que é o sedentarismo, por isso, a inatividade física passa a ser um fator de risco isolado extremamente importante para o desenvolvimento das doenças isolado extremamente importante para o desenvolvimento das doenças meta-bólicas, fenômeno este chamado por alguns autores de
bólicas, fenômeno este chamado por alguns autores de doençomadoençoma da inatividade da inatividade física
física44..
Inicialmente
Inicialmente discutiremos discutiremos a a função função e e o o metabolismo metabolismo das das células células imuno- imuno-lógicas, fazendo uma rápida introdução e revisão sobre aspectos gerais da imu lógicas, fazendo uma rápida introdução e revisão sobre aspectos gerais da imu--nologia, sem deixar a integração das áreas como o foco principal do nosso livro, nologia, sem deixar a integração das áreas como o foco principal do nosso livro, ressaltando assim como alterações metabólicas podem alterar as funções das ressaltando assim como alterações metabólicas podem alterar as funções das células imunológicas e vice-versa.
células imunológicas e vice-versa. A
A partir partir da da conceitualização conceitualização inicial, inicial, discutiremos discutiremos como como o o treinamento treinamento físicofísico é uma excelente e importante fer
é uma excelente e importante ferramenta não farmacológica, para a prevenção eramenta não farmacológica, para a prevenção e tratamento das doenças inamatório crônicas de baixo grau. No entanto, as vias tratamento das doenças inamatório crônicas de baixo grau. No entanto, as vias Licenciado para
que serão moduladas pelo treinamento vão depender de diversos parâmetros, como o nível de treinamento do sujeito, o tipo de exercício, a intensidade, o volu-me, o número de sessões na semana, e esses diferentes efeitos serão discutidos com detalhes nos capítulos seguintes, no qual será mostrado a capacidade de diferentes tipos de treino em modular diferentes respostas metabólicas, que, por conseguinte, alteram também a resposta imunológica.
Nesse contexto, discutiremos os benefícios de estratégias e tipos de trei-namento sobre a inamação gerada principalmente pela obesidade, que se ca-racteriza hoje como a doença que vem sendo mais estudada sobre os aspectos imunometabólicos.
Abordaremos ainda os efeitos benécos que alguns ácidos graxos podem ter e como esses regulam o metabolismo e a inamação celular. Alguns tipos de ácidos graxos apresentam um possível potencial como coterapia para alguns quadros inamatórios, como artrite reumatoide, obesidade, alguns tipos de cân-cers, entre outras doenças.
Finalmente elucidaremos o papel de um fármaco, a metformina, no tra-tamento da inamação crônica de baixo grau. Este fármaco regula a via de sina-lização da AMPK, mimetizando alguns efeitos do treinamento físico aeróbio, no entanto, existem nuanças entre o treinamento e a metformina que serão ressal-tadas no livro.
O livro abordará um conceito novo do imunometabolismo associado às doenças que ocorrem em decorrência de alterações imunometabólicas que po-dem ser prevenidas e tratadas pelo treinamento físico, além do potencial papel dos ácidos graxos que precisam ter sua efetividade mais investigada, mas são possíveis alvos, assim como fármacos e nesse caso especialmente a metformina, com o seu papel análogo ao treinamento, principalmente no que diz respeito à ativação da AMPK.
2. Referencias
1. Mathis D, Shoelson SE. Immunometabolism: an emerging frontier. Nat Ver Immunol. 2011;11(2):81.
2. Granger A, Emambokus N. Focus on immunometabolism. Cell Metab. 2013 Jun 4;17(6):807.
3. Pearce EL, Pearce EJ. Metabolic pathways in immune cell activation and quiescence. Immunity. 2013;38(4):633-43.
4. Pedersen BK. The diseasome of physical inactivity --and the role of myokines in muscle-fat cross talk. J Physiol. 2009;587(23):5559-68.
Capítulo 1
FUNÇÃO E METABOLISMO DOS LINFÓCITOS, MONÓCITOS E NEUTRÓFILOS
1. Objetivos do capítulo
Compreender a gênese, funcionalidade e metabolismo das células imuno-lógicas, com ênfase nos linfócitos, monócitos e neutrólos, bem como a atuação do sistema imunológico frente diferentes estímulos e contextos.
2. Conceitos-chave
- Leucócitos: [leuco = branco; -cito= célula], ou seja, glóbulos brancos que com-põe a linha de defesa e proteção do organismo;
- Leucocitose: aumento no número de leucócitos (glóbulos brancos), por volume de sangue circulante;
- Granulócitos: células de defesa do organismo que apresentam grande número de grânulos no citoplasma
- Agranulócitos: células de defesa do organismo que não apresentam grânulos visíveis;
- Neutrolia: elevação nas concentrações circulantes de neutrólos.
Autores: Barbara de Moura Mello Antunes e Loreana S anches Silveira
3. Introdução
Para que o organismo humano possa atuar de forma eciente, indepen-dentemente do estado de saúde, é de suma importância que ele possua um sistema ecaz e completo de defesa contra todos os males que possam alterar a homeostase dos órgãos e tecidos e, mediante esta necessidade natural, as cé-lulas do sistema imunológico são as grandes responsáveis por compor a linha de frente na proteção do corpo contra todo e qualquer invasor ou substância desconhecida.
O sistema imunológico é composto por células especializadas que se dife-renciam de acordo com a sua função e morfologia e, em linhas gerais, podem ser subdivididas em células imunológicas inatas (origem da linhagem mielóide) ou adquiridas (origem da linhagem linfóide). As estruturas que compõe a linha de defesa inata são os neutrólos, basólos e eosinólos, sendo todas estas classi-cadas como células granulócitas, e complementarmente, há a linha de defesa adquirida composta por monócitos, macrófagos, linfócitos timo-dependentes (linfócitos T) e bursa-dependentes (linfócitos B) classicados como células agra-nulócitas1.
O próprio sistema imunológico tem suas funções agregadas de maneira inata e adaptativa, sendo a primeira uma resposta mais imediata, porém não es-pecíca a agentes externos (vírus, toxinas, bactérias, parasitas, etc.) e a segunda já possuiu uma resposta mais lenta, que compreende a comunicação entre um
patógeno e um antígeno, envolvendo inclusive uma memória imunológica. De maneira conjunta, essas células trabalham com a nalidade de manter a home-ostase do organismo, seja mediante estímulo de origem endócrina, exógena ou o próprio exercício físico.
4. Estrutura e Formação de células imunológicas
As células que compõe o sistema imunológico humano são responsáveis por defender o organismo de invasão de micro-organismos e invasores exter-nos possuindo a especialidade em reconhecer corpos estanhos, denominados de antígenos, e desenvolver uma resposta efetora sobre estas estruturas pro-movendo a destruição ou a inativação. As células imunológicas, denominadas de leucócitos ou glóbulos brancos, são formadas, prioritariamente na medula óssea em indivíduos adultos por meio de uma célula tronco hematopoiética pluripo-tente, concomitantemente, porém em menor quantidade, estas células também são formadas nos gânglios linfáticos1.
Os leucócitos são subdivididos em granulócitos, representado pelos neu-trólos, basólos, eosinóos, e agranulócitos, como os monócitos e linfócitos, sendo todas estas estruturas recrutadas para atuar principalmente nos tecidos em resposta a um estado inamatório. O esquema ilustrativo para a formação das principais células imunológicas abordadas neste capítulo é apresentado na gura 1:
4.1 Neutrólos
Os neutrólos são as estruturas imunológicas mais abundantes em cir-culação sanguínea, principalmente no sangue periférico, e, morfologicamente são polimorfonucleares, referindo-se ao seu núcleo multilobular, possuindo uma meia vida de algumas horas na corrente sanguínea e por um tempo mais extenso em tecidos lesionados. Em resposta as suas elevadas concentrações no sangue, os neutrólos são caracterizados como o “pelotão de frente” na defesa do orga-nismo contra corpos estranhos e processos inamatórios sendo recrutados por meio de diferentes estímulos, principalmente por proteínas sinalizadoras como quimiocinas e citocinas.
Em linhas gerais, a principal função dos neutrólos é reparar, inicialmen-te, as lesões locais e estimular, por meio de recrutamento de células especiali-zadas, a realização de fagocitose, ou seja, reconhecer, aderir e ingerir (fagocitar) um corpo estranho e por esta razão pode ser considerado um fagócito ativo na resposta imune inata2. Adicionalmente, há estudos que acreditam que estas
es-truturas também são capazes de realizar fagocitose.
FIGURA 1
Origem e formação das linhagens celulares do sistema imunológico
4.2 Monócitos e Macrófagos 4.2 Monócitos e Macrófagos
Os
Os monócitos monócitos e e os os macrófagos macrófagos podem podem ser ser caracterizados caracterizados como como as as me- me-nores células imunológicas e fagócitos mononucleares, ou seja, estruturas nores células imunológicas e fagócitos mononucleares, ou seja, estruturas fa-gocitárias que, morfologicamente, apresentam apenas um único núcleo celular, gocitárias que, morfologicamente, apresentam apenas um único núcleo celular, e, além disso, possuem formato arredondado. A meia vida dos monócitos pode e, além disso, possuem formato arredondado. A meia vida dos monócitos pode ser de aproximadamente 3 dias na corrente sanguínea e os macrófagos podem ser de aproximadamente 3 dias na corrente sanguínea e os macrófagos podem permanecer ativos por meses ou anos
permanecer ativos por meses ou anos33..
É
É importante importante sabermos sabermos que que os os monócitos monócitos são são estrutestruturas uras celulares celulares pre- pre-cursoras dos macrófagos, observando que enquanto presente na corrente cursoras dos macrófagos, observando que enquanto presente na corrente san-guínea, principalmente no sangue periférico, é denominado de monócitos, e guínea, principalmente no sangue periférico, é denominado de monócitos, e quando são recrutados e inltrados diferenciam-se para macrófagos tissulares. quando são recrutados e inltrados diferenciam-se para macrófagos tissulares. Em linhas gerais, ambas as estruturas são capazes de realizar fagocitose, Em linhas gerais, ambas as estruturas são capazes de realizar fagocitose, entre-tanto os macrófagos possuem a capacidade de resposta rápida e podem per tanto os macrófagos possuem a capacidade de resposta rápida e podem per--manecer por maior tempo no tecido lesionado, e desta
manecer por maior tempo no tecido lesionado, e desta forma, são consideradasforma, são consideradas estruturas efetoras de estágios nais da resposta imunológica natural
estruturas efetoras de estágios nais da resposta imunológica natural44..
Os
Os macrófagos macrófagos são são subdivididos subdivididos em em 3 3 subpopulações: subpopulações: macrófagos macrófagos ativa- ativa-dos, macrófagos de reparo tecidual e reguladores. O macrófago ativado exerce dos, macrófagos de reparo tecidual e reguladores. O macrófago ativado exerce atividade microbicida e tumoricida, secretando quantidades expressivas de atividade microbicida e tumoricida, secretando quantidades expressivas de cito-cinas e substâncias pró-inamatórias, e está relacionado com a resposta imune cinas e substâncias pró-inamatórias, e está relacionado com a resposta imune celular; o macrófago de reparo tecidual, como o próprio nome sugere, está en celular; o macrófago de reparo tecidual, como o próprio nome sugere, está en--volvido no reparo tecidual por meio da estimulação dos broblastos e depósito volvido no reparo tecidual por meio da estimulação dos broblastos e depósito de matriz ex
de matriz extracelular em resposta a atitracelular em resposta a ativação da interleucina 4 (ILvação da interleucina 4 (IL-4); e os macró-4); e os macró--fagos reguladores exercem a função de regulação a partir da liberação de uma fagos reguladores exercem a função de regulação a partir da liberação de uma citocina anti-inamatória como a interleucina 10 (IL-10)
citocina anti-inamatória como a interleucina 10 (IL-10)55..
4.3 Linfócitos 4.3 Linfócitos
Os linfócitos são estruturas es
Os linfócitos são estruturas esféricas que apresentam um núcleo arredon-féricas que apresentam um núcleo arredon-dado, ou levemente pregueado, sem tempo determinado de meia
dado, ou levemente pregueado, sem tempo determinado de meia vida, podendovida, podendo sobreviver por dias ou anos. De acordo com a origem e função, estas células sobreviver por dias ou anos. De acordo com a origem e função, estas células po-dem ser subdivididas em linfócitos T (timo-dependentes), B
(bursa-dem ser subdivididas em linfócitos T (timo-dependentes), B (bursa- dependentes)dependentes) e células natural killer. Os
e células natural killer. Os linfócitos Tlinfócitos T apresentam características par apresentam características particulares naticulares na imunologia e suas principais funções são: sinalização para aumento das células imunologia e suas principais funções são: sinalização para aumento das células B e produção de anticorpo, recrutamento e ativação de células mononucleares B e produção de anticorpo, recrutamento e ativação de células mononucleares para realização de fagocitose (monócito/macrófago) e recrutamento com para realização de fagocitose (monócito/macrófago) e recrutamento com ativa-ção de células T citotóxicas em processos virais. Es
ção de células T citotóxicas em processos virais. Este tipo de linfócito apresenta te tipo de linfócito apresenta aa capacidade de produzir citocinas em resposta a estímulos met
capacidade de produzir citocinas em resposta a estímulos metabólicos, como porabólicos, como por exemplo, em processos inamatórios, de modo a contribuir na recuperação da exemplo, em processos inamatórios, de modo a contribuir na recuperação da homeostase corporal. Outro tipo de linfócitos são os
homeostase corporal. Outro tipo de linfócitos são os linfócitos Blinfócitos B que possuem que possuem a função de produzir e secretar ant
a função de produzir e secretar anticorpos capazes de neutralizar ou destruir osicorpos capazes de neutralizar ou destruir os corpos estranhos identicados no organismo. As
corpos estranhos identicados no organismo. As células natural killercélulas natural killer (NK) ou(NK) ou células exterminadoras possui uma vasta capacidade de atacar micróbios células exterminadoras possui uma vasta capacidade de atacar micróbios infec-ciosos e algumas células tumorais de gênese espontânea
ciosos e algumas células tumorais de gênese espontânea33..
Licenciado para
5. Metabolismo de células imunológicas em condições de doenças 5. Metabolismo de células imunológicas em condições de doenças 5.1 Obesidade
5.1 Obesidade A
A obesidade obesidade é é caracterizada caracterizada pelo pelo acúmulo acúmulo excessivo excessivo de de lipídeos lipídeos no no tecidotecido adiposo apresentando-se como uma das doenças não degenerativa de maior adiposo apresentando-se como uma das doenças não degenerativa de maior incidência do século XXI em resposta as modicações dos padrões do estilo de incidência do século XXI em resposta as modicações dos padrões do estilo de vida, com adesão de hábitos de vida se
vida, com adesão de hábitos de vida sedentário e ingestão dentário e ingestão de alimentos hipercade alimentos hiperca--lóricos ricos em açúcar e sal. Em virtude do desequilíbrio entre atividade física e lóricos ricos em açúcar e sal. Em virtude do desequilíbrio entre atividade física e ingestão alimentar há o balanço energético positivo, o qual o consumo calórico ingestão alimentar há o balanço energético positivo, o qual o consumo calórico é superior ao gasto energético, sendo apontado como um dos fatores da gênese é superior ao gasto energético, sendo apontado como um dos fatores da gênese da obesidade mundial.
da obesidade mundial. Em
Em linhas linhas gerais, gerais, o o tecido tecido adiposo adiposo branco branco pode pode ser ser classicado classicado de de acordoacordo com a localização anatômica, sendo tipicamente reconhecido como tecido adi com a localização anatômica, sendo tipicamente reconhecido como tecido adi--poso subcutâneo (abaixo da pele) e visceral (próximo de vísceras e órgãos v
poso subcutâneo (abaixo da pele) e visceral (próximo de vísceras e órgãos vitais),itais), sendo este último o mais estudado, pela sua localização anatômica e potencial sendo este último o mais estudado, pela sua localização anatômica e potencial inamatório. A expansão do tecido
inamatório. A expansão do tecido adiposo na obesidade, principalmente aqueleadiposo na obesidade, principalmente aquele localizado na região próxima das vísceras, associa-se positivamente para a inst localizado na região próxima das vísceras, associa-se positivamente para a insta- a-lação da inamação crônica de baixo grau e,
lação da inamação crônica de baixo grau e, consequentemente, maior atividadeconsequentemente, maior atividade das células imunológicas, em especial de neutrólos, monócitos e linfócitos. das células imunológicas, em especial de neutrólos, monócitos e linfócitos.
O
O sistema sistema imunológico imunológico inato inato pode pode promover promover respostas respostas a a estímulos estímulos endó- endó-genos, geradas por uma combinação de sinais inamatórios sistêmicos ou por genos, geradas por uma combinação de sinais inamatórios sistêmicos ou por respostas especícas do tecido ao excesso de nutr
respostas especícas do tecido ao excesso de nutrientesientes66. O início na inamação,. O início na inamação,
proveniente da obesidade, também pode ocorrer devido à escassez de oxigênio proveniente da obesidade, também pode ocorrer devido à escassez de oxigênio (hipóxia) no tecido adiposo estimulando a quimiotaxia de monócitos e (hipóxia) no tecido adiposo estimulando a quimiotaxia de monócitos e macrófa-gos para a região, consequentemente induzindo a expressão de marcadores e gos para a região, consequentemente induzindo a expressão de marcadores e citocinas, como o TNF-α (do inglês: tumor necrosis factor alpha), com o objetivo citocinas, como o TNF-α (do inglês: tumor necrosis factor alpha), com o objetivo de restabelecimento da homeostase corporal
de restabelecimento da homeostase corporal7,87,8. Em condições normais, são en-. Em condições normais, são
en-contrados macrófagos residentes no tecido adiposo, com função de preservar a contrados macrófagos residentes no tecido adiposo, com função de preservar a siologia do tecido, no entanto, na obesidade, essa tentativa de recuperação da siologia do tecido, no entanto, na obesidade, essa tentativa de recuperação da homeostase com o auxílio das células imunológicas inicia-se com o homeostase com o auxílio das células imunológicas inicia-se com o recrutamen-to das células do sistema imune por
to das células do sistema imune por meio de proteínas quimiotáticas,meio de proteínas quimiotáticas,
como a MCP-1 (do inglês: monocyte chemotactic protein 1) que atraem os mo como a MCP-1 (do inglês: monocyte chemotactic protein 1) que atraem os mo--nócitos para o tecido adiposo hipertroado, posteriormente diferenciando-se nócitos para o tecido adiposo hipertroado, posteriormente diferenciando-se em macrófago, com a
em macrófago, com a nalidade de eliminar por fagocitose as nalidade de eliminar por fagocitose as células sinalizadascélulas sinalizadas para fagocitose.
para fagocitose. É
É sabido sabido que que as as concentrações concentrações circulantes circulantes de de monócitos, monócitos, bem bem como como o o seuseu fenótipo, associa-se positivamente com o estado nutricional de crianças e fenótipo, associa-se positivamente com o estado nutricional de crianças e adul-tos, observando que com o aumento da massa corporal há elevação expressiva tos, observando que com o aumento da massa corporal há elevação expressiva no número de monócitos no sangue periférico, contribuindo signicativamente no número de monócitos no sangue periférico, contribuindo signicativamente para a instalação e desenvolvimento da inamação sistêmica e de co-morbida para a instalação e desenvolvimento da inamação sistêmica e de co-morbida--des associadas à obesidade como diabetes mellitus tipo 2, resistência des associadas à obesidade como diabetes mellitus tipo 2, resistência insulíni-Licenciado para
ca, hipertensão, dislipidemia, entre outras. Esta heterogeneidade de fenótipo de ca, hipertensão, dislipidemia, entre outras. Esta heterogeneidade de fenótipo de macrófagos tem suas características denidas por estados de ati
macrófagos tem suas características denidas por estados de ativação, podendovação, podendo apresentar um perl pró-inamatório ou “clássico” assim como podem ter um apresentar um perl pró-inamatório ou “clássico” assim como podem ter um perl anti-inamatório ou “alternativo”
perl anti-inamatório ou “alternativo”9,109,10, devido à sua capacidade de produzir, devido à sua capacidade de produzir
citocinas citocinas1111..
Além
Além dos dos macrófagos, macrófagos, outras outras células células do do sistema sistema imunológico imunológico são são mobili- mobili-zadas mediante o estado inamatório da obesidade associando-se positivamen zadas mediante o estado inamatório da obesidade associando-se positivamen--te com elevadas quantidades de leucócitos circulanpositivamen--tes por volume de sangue te com elevadas quantidades de leucócitos circulantes por volume de sangue (leucocitose), e esta teoria foi fortalecida quando observou-se uma (leucocitose), e esta teoria foi fortalecida quando observou-se uma normaliza-ção dos leucócitos por meio da perda de peso
ção dos leucócitos por meio da perda de peso1212. Adicionalmente sabe-se que os. Adicionalmente sabe-se que os
linfócitos, principalmente os linfócitos T, estão inltrados no tecido adiposo de linfócitos, principalmente os linfócitos T, estão inltrados no tecido adiposo de obesos favorecendo a produção de citocinas pró-inamatórias, ou seja, a favor obesos favorecendo a produção de citocinas pró-inamatórias, ou seja, a favor da inamação local do tecido podendo extravasar
da inamação local do tecido podendo extravasar para o sistema.para o sistema.
5.2 Desnutrição 5.2 Desnutrição
A
A desnutrição desnutrição ou ou subnutrição subnutrição é é caracterizada caracterizada como como um um quadro quadro de de doen- doen-ça em decorrência da falta de ingestão de alimentos ou deciência na absorção ça em decorrência da falta de ingestão de alimentos ou deciência na absorção de nutrientes pelo organismo, sendo este distúrbio classicado de acordo com de nutrientes pelo organismo, sendo este distúrbio classicado de acordo com a sua gravidade clínica em primeiro, segundo ou terceiro grau. De acordo com a a sua gravidade clínica em primeiro, segundo ou terceiro grau. De acordo com a UNICEF (do inglês: United Nations Children’s Fund), a desnutrição é uma das UNICEF (do inglês: United Nations Children’s Fund), a desnutrição é uma das prin-cipais causas de morte de crianças em fase de aleitamento materno em países cipais causas de morte de crianças em fase de aleitamento materno em países em desenvolvimento por todo mundo.
em desenvolvimento por todo mundo. Inversamente
Inversamente à à obesidade, obesidade, na na desnutrição desnutrição são são observadas observadas alterações alterações sig- sig-nicativas na composição corporal como a redução acentuada do tecido adiposo nicativas na composição corporal como a redução acentuada do tecido adiposo e da massa muscular, e consequentemente de conteúdo proteico deste tecido, e da massa muscular, e consequentemente de conteúdo proteico deste tecido, o fator de maior relação com as
o fator de maior relação com as disfunções das células imunológicas. Neste con-disfunções das células imunológicas. Neste con-texto há instalação de um quadro de imunodeciência, ou seja, uma deciência texto há instalação de um quadro de imunodeciência, ou seja, uma deciência do sistema imunológico em estabelecer uma resposta efetiva sobre infecções e do sistema imunológico em estabelecer uma resposta efetiva sobre infecções e inamações, favorecendo maior vulnerabilidade e incidência no acometimento inamações, favorecendo maior vulnerabilidade e incidência no acometimento por infecções e sua malignidade, além de viabilizar a instalação de doenças por infecções e sua malignidade, além de viabilizar a instalação de doenças au-toimunes.
toimunes. Frente
Frente à à perda perda de de massa massa muscular muscular estudos estudos apontam apontam que que uma uma das das con- con-sequências na redução do conteúdo proteico são alterações morfológicas e fun sequências na redução do conteúdo proteico são alterações morfológicas e fun--cionais em órgãos linfóides, e principalmente em áreas timo-dependentes, pro cionais em órgãos linfóides, e principalmente em áreas timo-dependentes, pro--vocando alterações em células imunológicas. Entretanto, ainda são incipientes vocando alterações em células imunológicas. Entretanto, ainda são incipientes e conitantes as informações sobre as reais alterações que ocorrem no sistema e conitantes as informações sobre as reais alterações que ocorrem no sistema imunológico mediante a presente desordem nutricional, observando que há pe imunológico mediante a presente desordem nutricional, observando que há pe--culiaridades na atividade imunológica inata e adaptativa.
culiaridades na atividade imunológica inata e adaptativa. Em
Em artigo artigo recente recente de de revisão revisão publicado publicado por por RyRytter tter e e colaboradorescolaboradores1313 com com
crianças desnutridas, os autores apresentam os conitos de informação sobre o crianças desnutridas, os autores apresentam os conitos de informação sobre o sistema imunológico, entretanto elucidam que no
sistema imunológico, entretanto elucidam que no sistema imunológico inato (cé-sistema imunológico inato (cé-lulas imunológicas existentes desde
lulas imunológicas existentes desde o momento do nascimento) há um aumentoo momento do nascimento) há um aumento nas concentrações circulantes de leucócitos totais (granulócitos), podendo estar nas concentrações circulantes de leucócitos totais (granulócitos), podendo estar Licenciado para
associado com o aumento da atividade das células imunes que compõe a linha de frente da defesa inata, os neutrólos, ao produzir espécies reativas de oxigê-nio na tentativa de eliminar os microrganismos invasores perante a susceptibili-dade às infecções.
No mesmo estudo, porém em relação ao sistema imunológico adaptativo (células imunológicas adquiridas por meio da exposição e presença da memória imunológica), representado principalmente pelos linfócitos, os autores eviden-ciam que no quadro de desnutrição há redução signicativa na dimensão do timo, sendo este órgão linfático o grande responsável pela maturação e prolife-ração dos linfócitos T, entretanto, de acordo com as técnicas padrão-ouro para análise de linfócitos, não há redução da referida célula imunológica no sangue. Adicionalmente, mesmo observando concentrações normais de linfócitos em cir-culação sanguínea, estas células sofrem maior apoptose em desnutrição de grau severo, sendo talvez esta a razão pelo qual muitos estudos defendem a teoria de que no quadro de desnutrição há redução no número e na função dos linfócitos. Com relação aos linfócitos B, há estudos que apontam elevação nas concentra-ções circulantes, ao passo que outros defendem uma menor presença de tais células, entretanto as técnicas de análise para estas células foram distintas po-dendo ser o viés para a real compreensão do comportamento da variável.
Complementarmente, outra célula do sistema imunológico inato que pa-rece ter alterações signicantes mediante o presente distúrbio alimentar são os monócitos, e principalmente, os macrófagos, que possuem a habilidade de pro-duzir e secretar substâncias biologicamente ativas, as citocinas, que são respon-sáveis por auxiliar na homeostase corporal. Atualmente é evidente que estas células reduzem a capacidade fagocítica e atividade microbicida, e, em estudo recente conduzido por de Oliveira e colaboradores14 com animais desnutridos,
constatou-se que há redução da quantidade de macrófagos na cavidade perito-neal e que estas células apresentam diminuição na expressão de receptores de citocinas, como por exemplo, para receptores de TNF-α, podendo tornar o orga-nismo mais susceptível a infecções.
Em relação à produção de citocinas pelos macrófagos, além da menor expressão de TNF-α, observa-se redução das interleucinas 1 e 12 (IL-1 e IL-12) que são cruciais nas respostas imunológicas e inamatórias por ter a capacidade de atuar na ativação de linfócitos, principalmente os linfócitos T, e manter a comuni-cação entre os sistemas inato e adquirido. A redução destas citocinas que atuam como substâncias sinalizadoras e moduladoras pode ocasionar uma ineciência na resposta imunológica, justicando, indiretamente ou diretamente, a imuno-deciência.
Em suma, podemos observar que as alterações que compõe a obesida-de e a obesida-desnutrição são totalmente opostas e, infelizmente, são realidaobesida-des bem presentes na sociedade atual, principalmente em países de baixa renda ou em processo de desenvolvimento, entretanto, em ambas as doenças, o sistema imu-nológico é afetado e apresenta signicantes alterações na sua forma de atuação e na efetividade, almejando sempre, o reestabelecimento da homeostase corpo-ral. Na gura 2 é apresentada a comparação entre os extremos dos distúrbios Licenciado para jean freitas lima - E-mail: jfpersonalfitt@gmail.com CPF: 07357212629 - IP:
5.3 Aterosclerose
Não são raras as anormalidades nas concentrações plasmáticas de lipo-proteínas na população em geral, além disso, esta é a principal causa do de-senvolvimento da aterosclerose, uma doença inamatória crônica, caracterizada pela formação de placas de lipídeos e tecido broso (ateromas) nas paredes das artérias. O processo inicial do seu desenvolvimento está relacionado à oxidação do LDL (do inglês: low-density lipoprotein) e formação do LDLox, uma partícula tóxica que pode gerar lesão na parede do vaso15.
Dá-se início então a uma resposta inamatória, gerada pela lesão no en-dotélio vascular, que por si só já expressa e secreta uma série de moléculas que atuam como ativadores do sistema imunológico. Concomitantemente, a própria LDLox atua como um fator quimiotático para monócitos, sendo o responsável por uma maior secreção de citocinas tais como M-CSF (do inglês: macrophage colony stimulating fator) e MCP-116.
Mediante este quadro, ocorre a diferenciação de monócitos em macrófa-gos que internalizam os LDLox, formando assim as células espumosas, e conse-quentemente, iniciando uma resposta imune-inamatória. As células espumosas também produzem TNF-α, induzindo a formação de coágulos e a ocorrência de síndromes coronarianas agudas17. A partir do dano endotelial, as moléculas de
lipoproteínas, predominantemente as de LDL se aglomeram levando a formação dos ateromas18.
FIGURA 2
“Balança regulatória da homeostase corporal”
5.4 Câncer
A proliferação de células cancerígenas e formação de tumores são carac-terizadas, inicialmente, por uma falha na capacidade imunossupressora do sis-tema imunológico em continuar bloqueando a reprodução dessas células que sofreram algum processo de mutação, e estão envolvidas nesse processo tanto células de defesa do sistema inato quanto adaptativo. As células NK são as pri-meiras a responder as células tumorais metastáticas, e são produtoras de uma diversidade de citocinas e fatores de crescimento na tentativa de estimular o sis-tema imunológico. No entanto, células cancerígenas ou neoplásicas apresent am características diferenciadas em relação às outras células, principalmente no que diz respeito ao seu metabolismo e ciclo celular. Uma das principais divergências nesse sentido se refere à predominância do metabolismo glicolítico na presença de oxigênio, também conhecido como glicólise aeróbia, fato que eleva a produ-ção de ácido lático pela célula e viabiliza um microambiente que pode inibir a função de células de defesa (linfócitos T citotóxicos e células NK)19.
Essa inibição ou tolerância por parte das células de defesa se dá tanto na resposta inata quanto adaptativa por diversos mecanismos. Um deles ocorre de-vido à perda de ligantes para moléculas efetoras de células NK fazendo com que o tumor não seja reconhecido pelo sistema imunológico inato20; outro exemplo
está localizado no timo, no qual as células T auto reativas são eliminadas ou têm seu fenótipo alterado para células reguladoras de maneira que as células neoplá-sicas passam despercebidas da detecção do sistema imune21.
Outro tipo celular que sofre alterações relacionadas ao tumor são os ma-crófagos associados a tumores, no entanto, esses mama-crófagos são resultantes da polarização de monócitos para macrófagos M2 (de fenótipo anti-inamatório), estimulados por IL-4 e IL-13 e possuem características angiogênicas, sendo as-sim, estas células na realidade exercem efeitos imunossupressores locais, além de estimular a origem de novos vasos sanguíneos para o local do tumor22.
6. Metabolismo de células imunológicas frente ao Exercício Físico
O sistema imunológico tem como sua principal função proteger o orga-nismo de agentes estressores, no entanto, não podemos nos esquecer de que o exercício físico, tanto de maneira aguda como cronicamente, causa um nível de estresse de maneira proporcional à sua intensidade e duração. Então, é espera-do que as células espera-do sistema imunológico respondam ao exercício também de acordo com o estímulo que lhe foi dado, assim como esta resposta pode sofrer uma adaptação em um indivíduo que tem o hábito de se exercitar com frequên-cia.
Alguns estudos datados do nal da década de noventa, já observaram diferenças consideráveis na resposta ao estímulo intenso, sendo este responsá-vel por um risco elevado de infecções do trato respiratório superior e o exercício Licenciado para jean freitas lima - E-mail: jfpersonalfitt@gmail.com CPF: 07357212629 - IP:
praticado de maneira moderada a longo prazo, como tendo um efeito protetor ao risco de infecções e, portanto, benéco, teoria conrmada alguns anos mais tarde por Niemam23.
Foi então que procurou-se entender de maneira mais profunda, quais eram os mecanismos que modulavam estas respostas imunológicas frente ao exercício. A partir disso, houve um grande aumento no número de estudos na área de exercício e sistema imunológico e, atualmente é sabido que, na tentativa de retornar à homeostase inicial, são recrutados tanto componentes celulares como humorais os quais estão relacionados com o sistema imunológico inato e adaptativo. Segundo Costa Rosa e Vaisberg24 estão envolvidas no referido
pro-cesso questões mecânicas (hipóxia, hipertermia e lesão muscular), metabólicas (glutamina) e hormonais (adrenalina, cortisol, entre outros).
Explorando as relações entre estes mecanismos e o sistema de defesa, podemos citar a lesão muscular como uma situação de aumento no número de neutrólos provenientes de uma maior interação com células endoteliais com o objetivo de translocar para as células do tecido muscular25. A descoberta de uma
suposta competição por um substrato energético, a glutamina, também gerou hipóteses para o prejuízo na função de células do sistema linfático durante o exercício. Segundo Pedersen26, o músculo esquelético também utiliza da
glutami-na como fonte de energia, e em situações glutami-nas quais a necessidade do substrato é muito superior, como em estados de sepsemia e exercício intenso, ocorrerá redução no desempenho de algumas células do sistema imunológico.
De acordo com Neubauer e colaboradores27 tanto o número quanto a
função dos linfócitos são alterados com o exercício, apresentando em seu com-portamento um aumento no número de células durante a atividade seguido de redução no período pós-exercício. Adicionalmente, a leucocitose durante o exercício pode ser atribuída ao aumento nas concentrações de catecolaminas, e a neutrolia tardia tem sua explicação nas concentrações elevadas de cortisol, uma vez que este hormônio tem efeito mais lento quando comparado com a adrenalina. Esse efeito de aumento na quantidade de células sanguíneas em res-posta a elevação de catecolaminas já havia sido investigado por Björn Ahlborg e Gunvor Ahlborg28, em um estudo que encontrou relação direta entre o bloqueio
de receptores β-adrenérgicos e leucocitose. Um dos efeitos encontrados pelo treinamento físico de intensidade moderada em células especializadas no siste-ma fagocítico (siste-macrófagos) está na relação com hormônios. A hipótese foi testa-da em macrófagos peritoneais de camundongos e foi observatesta-da uma diminuição na produção de superóxido por essa população de macrófagos submetidos à exercício intenso, como resultado de uma menor atividade deste tipo célula. De maneira oposta, o exercício moderado foi capaz de aumentar a atividade citotó-xica, a capacidade fagocítica e a aderência de macrófagos peritoneais29.
7. Conclusão
Dentre as diversidades de células imunes, e sua subdivisão em sistema imune inato e adaptativo, é evidente a importância de cada tipo celular na tenta-tiva de manutenção da homeostase corporal. É sabido também que existe uma anidade entre os sistemas orgânicos, e que estes respondem a estímulos ex-ternos e inex-ternos, assim como podem variar suas respostas de acordo com o tempo do estímulo (curto ou longo prazo). A inamação crônica de baixo grau apresentada na obesidade age de forma a estimular a atividade de células imu-nes, ao passo que a carência de nutrientes que arremete a desnutrição, tende ao quadro de imunossupressão. Além disso, situações como o câncer, distorcem toda a função do sistema imune, de modo que células neoplásicas passam a ser beneciadas por ele. Adicionalmente, o exercício tem papel fundamental na f un-ção desse sistema, assim como modula sua resposta de acordo com as variações de intensidade e duração.
No capítulo 3 abordaremos a participação do metabolismo energético nos diferentes eventos siológicos e moleculares, especialmente durante exercí -cio físico.
8. Resumo
É evidente que o sistema imunológico possui suma importância no com-bate de estruturas estranhas e invasoras que possam ocasionar danos ao corpo, atuando sempre a favor do controle da saúde, manutenção da homeostase cor-poral e, consequentemente, permitir a perpetuação da espécie humana. Em li-nhas gerais, diversas células compõe este potente sistema de defesa, entretanto algumas delas, tais como neutrólos, linfócitos e monócitos, merecem destaque por apresentar papeis fundamentais frente diversos estímulos sendo eles doen-ças ou em prol da saúde, como o exercício físico.
Frente a distúrbios metabólicos ocasionados por desequilíbrio na inges-tão calórica, porém não exclusivamente ocasionado por nutrientes, as principais consequências observadas é a instalação de um quadro de inamação crônica de baixo grau, sendo inicialmente local, porém podendo extravasar sistemica-mente, ou um ambiente de imunodeciência. A inamação e a imunodeciência são alterações que ocorrem que doenças e ambientes bem distintos, mas que de forma similar mantêm íntima relação com o sistema imunológico buscando sempre, ou inicialmente, o reestabelecimento da homeostase corporal.
No exercício físico, seja durante ou após a sessão, existem alterações no número e funções dessas células. Essas variações são decorrentes de mecanis-mos hormonais, mecânicos e metabólicos e que também correspondem ao tem-po de duração e intensidade do exercício. No caso de exercício intenso de longa duração ocorre um período de imunossupressão derivado principalmente das altas taxas de hormônio de estresse que estão circulantes na corrente sanguí -Licenciado para jean freitas lima - E-mail: jfpersonalfitt@gmail.com CPF: 07357212629 - IP:
nea. Porém, no treinamento (longo prazo) de intensidade moderada, o indivíduo passa a apresentar um risco menor de infecções. Essa adaptação em virtude do treinamento tem uma das suas explicações no eixo hipotálamo-pituitária-adre-nal, pelo fato das células imunes também apresentarem receptores para hormô-nios produzidos em situações de estresse.
9. Exercícios de Auto-avaliação
1. De acordo com o seu entendimento conceitue a importância do sistema imu-nológico para o organismo humano destacando a funcionalidade das principais células de defesa abordadas no capítulo.
2. Quais são as características observadas no quadro de inamação e imunos-supressão? Explique a atuação das células imunológicas em ambos os distúrbios metabólicos.
3. No caso da obesidade, ocorre uma inamação crônica de baixo grau. Qual o principal fator que dá início a este estado inamatório, e quais as suas consequ-ências para o organismo?
4. Explique o papel dos macrófagos na formação das placas de ateroma.
5. Diferencie as respostas imunes imediatas de uma sessão de exercício em ma-ratonistas (exercício intenso) e em atletas de intensidade moderada.
10. Referências
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