masterThesis
Efeitos do treinamento físico moderado na bioenergética mitocondrial e atividade de enzimas metabólicas de fígado de ratos juvenis submetidos a restrição proteica perinatal
Autor
LIMA, Talitta Ricarlly Lopes de Arruda
Institución
Resumen
A restrição proteica durante períodos críticos de desenvolvimento pode estar associada à sérias consequências sobre a funcionalidade de diferentes órgãos e sistemas. O fígado é um importante órgão no metabolismo de macromoléculas, além de atuar como sensor inicial de nutrientes. Pouco se sabe sobre os efeitos do treinamento físico moderado em modelos de restrição proteica perinatal no metabolismo hepático. O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos do treinamento físico moderado sobre a bioenergética mitocondrial e o metabolismo hepático de ratos jovens submetidos à restrição proteica durante períodos críticos de desenvolvimento. Ratas Wistar grávidas receberam dieta: com níveis normais de proteína (N, proteína 17%) e com baixo teor de proteína (L, proteína 8%) durante a gravidez e a lactação. Após o desmame, todos os grupos receberam dieta comercial até o sacrifício, ao 60º dia. A prole foi submetida ao teste de execução aeróbia incremental no 26°, 27° e 28° dias e subdividida em quatro grupos de acordo com a prática ou não do treinamento físico. Foram obtidos os seguintes grupos experimentais: Normo proteico Sedentário (NS); Normo proteico Treinado (NT); Baixa proteina Sedentario (LS); Baixa proteina Treinado (LT). Aos 30 dias de vida, os animais dos grupos NT e LT foram submetidos a um programa de treinamento físico (60 min/dia, 5 dias/semana durante 4 semanas). Aos 60 dias pós-nascimento, os machos foram eutanizados e o fígado removido. Foram avaliadas peso corporal e hepático, níveis de albumina sérica, atividade de enzimas metabólicas (fosfofrutoquinase 1 (PFK), glicose-6- fosfato desidrogenase (G6PDH) β-hidroxiacil-CoA desidrogenase (Β-HAD), citrato sintase (CS), consumo de oxigênio mitocondrial, inchamento mitocondrial, produção de espécies reativas de oxigênio (ROS), biomarcadores de estresse oxidativo (malondealdeido-MDA, níveis de carbonilas e sulfidrilas-SH), atividade de enzimas antioxidantes (superóxido dismutase -SOD, catalase -CAT, glutationa peroxidase-GPx e glutationa transferase -GST) e o estado redox celular (glutationa-GSH reduzida, glutationa-GSSG oxidada e razão GSH / GSSG). Nossos resultados mostraram uma redução nos pesos dos animais (15%, p<0,05) e do fígado (22%, p<0,05) no grupo LS quando comparados ao grupo NS. Os níveis de albumina não foram significativos entre os grupos. Observou-se diminuição da atividade da CS (28%, p<0,05), nenhuma alteração na atividade da PFK1, diminuição na atividade da G6PDH (54%, p<0,001) e aumento na atividade da β-HAD (211%, p<0,0001) no grupo LS comparado ao grupo NS. Em relação à bioenergética mitocondrial observou-se no grupo LS diminuição do consumo de oxigênio mitocondrial após adição de ADP (Estado 3, 53%, p<0,01) e do controle respiratório (RCR, 52%, p<0,0001), aumento do inchamento mitocondrial (40 %, p<0,001) e produção de ROS (36%, p<0,01). Foi verificado um aumento na peroxidação lipídica (níveis de MDA 42%, p <0,0001), oxidação de proteínas (81%, p<0,0001) e diminuição do teor de SH (41%, p<0,01) no grupo LS quando comparado ao grupo NS. As atividades das enzimas antioxidantes, SOD (33%, p<0,0001), CAT (48%, p<0,0001), GPx (49%, p<0,001) e GST (64%, p<0,01) foram diminuídas no grupo LS sem alteração nos níveis de GSH. Após o treinamento físico moderado, observou-se melhora significativa ou reversão dos efeitos deletérios da restrição proteica perinatal no metabolismo hepático no grupo LT. Nossos resultados sugerem que o exercício físico atuou como um agente terapêutico não-farmacológico capaz de minimizar os efeitos de uma restrição proteica no início da vida desses animais. FACEPE Protein restriction during critical periods of development may be associated with serious consequences on the functionality of different organs and systems. The liver is an important organ on the metabolism of macromolecules, besides acting as initial sensor of nutrients. Little is known about the effects of moderate physical training on models of perinatal protein restriction in the hepatic metabolism. Therefore, the study aims to evaluate the effects of the moderate physical training on the mitochondrial bioenergetics and hepatic metabolism of young rats submitted to protein restriction during critical periods of development. Pregnant Wistar rats received diet: Normoprotein (N, protein 17%) and Lowprotein (L, protein 8%) throughout gestation and lactation. After weaning, all groups received commercial chow until sacrifice at the 60ᵗʰ day. The offspring was submitted to the incremental aerobic run test from the 26ᵗʰ, 27ᵗʰ and 28ᵗʰ days and subdivided into four groups according to the practice or not the physical training. The following experimental groups were obtained: Normoprotein Sedentary (NS), casein 17%; Normoprotein Trained (NT), casein 17%; Lowprotein Sedentary (LS), casein 8%; Lowprotein Trained (LT), 8% casein. At 30 days of life, the animals of NT and LT groups underwent a physical training program (60 min day/ 5 days and 4 weeks). At 60 days post-birth, the male were euthanized and the liver removed. It were evaluated body and liver weights, serum albumin levels, metabolic enzymes activities (citrate synthase (CS), fosfofrutoquinase 1 (PFK), glucose 6-phosphate dehydrogenase (G6PDH), β-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase (β-HAD)), mitochondrial oxygen consumption, mitochondrial swelling, reactive oxygen species (ROS) production, oxidative stress biomarkers (malondialdehyde-MDA, carbonyls, sulfhydryl-SH contents), antioxidant enzymes activities (superoxide dismutase-SOD, catalase-CAT, glutathione peroxidase-GPx and glutathione transferase-GST) and cellular redox state (reduced glutathione-GSH, oxidized glutathione-GSSG and GSH/GSSG ratio). Our results showed a reduction in both, animal (15%, p<0.05) and liver (22%, p<0.05) weights in LS group when compared to NS group. Albumin levels were no significant between groups. It was found decrease in CS activity (28%, p<0.05), no change of PFK1, decrease in G6PDH activity (54%, p<0.001) and increase in β-HAD activity (211%, p<0.0001) in LS group compared to NS group. In relation to mitochondrial bioenergetics was observed in LS group a decrease in mitochondrial oxygen consumption after ADP addition (State 3, 53%, p<0.01) and respiratory control ratio (RCR, 52%, p<0.0001), increase in mitochondrial swelling (40%, p<0.001) and ROS production (36%, p<0.01). It was verified an increase in lipid peroxidation (MDA-levels, 42%, p<0.0001), protein oxidation (81%, p<0.0001) and decrease in SH-content (41%, p<0.01) in LS group when compared to NS group. The antioxidant enzymes activities, SOD (33%, p<0.0001), CAT (48%, p<0.0001), GPx (49%, p<0.001) and GST (64%, p<0.01) were decreased in LS group without alteration in GSH levels. After the moderate physical training was observed a significant improvement or reversal of the deleterious effects of perinatal protein restriction on hepatic metabolism in LT group. Our results suggest that the physical exercise acted as a non-pharmacological therapeutic agent capable of minimizing the effects of a protein restriction in the early life of these animals.