Expressão de HSP70 hipotalâmica induzida por exercício de natação de alta intensidade : importância da lacticemia e da ativação de receptores α-adrenérgicos

Abstract

Os neurônios são células extremamente sensíveis a qualquer tipo de estresse, dentre eles, alterações metabólicas, estresse oxidativo e ativação da via inflamatória e apoptótica, fatores que estão presentes no hipotálamo nos estágios iniciais de doenças metabólicas como a obesidade e diabetes do tipo II. Como o exercício físico causa uma série de alterações fisiológicas que são capazes de elevar os níveis de HSP70, uma chaperona molecular, que tem funções citoprotetoras e atua sobre todos os parâmetros citados acima, o objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do exercício agudo e do treinamento físico realizado em diferentes intensidades sobre a expressão de HSP70 e o metabolismo energético do hipotálamo. Para tanto, ratos Wistar machos foram submetidos a um protocolo de exercício (natação) agudo ou treinamento em diferentes intensidades, por 20 minutos, estando os animais divididos nos grupos 4% (moderado), e 8% (intenso) do seu peso corporal atado à cauda, e o grupo controle, que permanecia em água rasa, chamado repouso. Os resultados mostraram que somente o exercício de alta intensidade foi capaz de elevar os níveis de HSP70 (por Western Blot) 12 h após o final da sessão aguda de exercício, num processo relacionado à elevação da lacticemia, pois a administração de D-lactato (que interfere na produção e captação de L-lactato endógeno) antes do exercício foi capaz de bloquear as alterações apresentadas pelo grupo que se exercitou em alta intensidade. Entretanto, a lacticemia não foi o único responsável, pois a administração sistêmica de L-lactato exógeno em diferentes concentrações (0, 3, 5, 10 e 20 mmol/L) não foi capaz de mimetizar os efeitos do exercício sobre a expressão de HSP70 no hipotálamo. Foi realizado também o bloqueio de receptores α adrenérgicos antes do exercício (prazosina, bloqueador do receptor α1; ioimbina, bloqueador do receptor α2; prazosina com ioimbina para bloquear ambos) para verificar a participação desta via na expressão de HSP70 induzida pelo exercício, o que acabou abolindo a diferença no grupo de maior intensidade, e até reduzindo a valores mais baixos que o repouso quando bloqueado o receptor α1. O exercício de alta intensidade também causou alterações no metabolismo energético hipotalâmico, reduzindo a captação de glicose pelo hipotálamo por até 12 h, elevando a captação de lactato logo após o final da sessão, e mantendo os níveis de glicogênio mais elevados do que os do repouso e 4%, preservando assim sua reserva energética. O treinamento de alta intensidade por 8 semanas elevou os níveis basais de HSP70 no hipotálamo e reduziu a captação de glicose mesmo em repouso, sugerindo uma resposta adaptativa deste tecido ao exercício intenso realizado cronicamente. Com estes resultados, concluímos que o aumento na expressão de HSP70 induzido por exercício de alta intensidade é dependente de alterações na lacticemia e da ativação de receptores α-adrenérgicos.

Neurons are extremely sensitive to any type of stress, including metabolic disturbances, oxidative stress and activation of inflammatory and apoptotic pathway, facts that are present in the early stages of metabolic diseases such as obesity and type II diabetes. Since exercise cause a serious physiological changes capable of raising the levels of HSP70, a molecular chaperone that has cytoprotective functions, and act in all parameters mentioned above, the aim of this study was to evaluate the effect of acute exercise and physical training conducted at different intensities in the expression of HSP70 and the energy metabolism of the hypothalamus. For this purpose, male Wistar rats underwent a protocol of swimming exercise and training at different intensities, for 20 minutes, divided into groups 4% (moderate) and 8% (intense) of their weight attached to the tail, and the control group, that stood in shallow water, called “rest”. The results showed that only the high-intensity exercise was able to increase levels of HSP70 12 h after the session, a process related to lacticemia, since the administration of D-lactate before the exercise (which interferes in the production and uptake of endogenous L-lactate) was able to block the changes presented by the group that exercised at high-intensity. However, lacticemia was not the solely responsible, because the exogenous L-lactate injected at different concentrations (0, 3, 5, 10 e 20 mmol/L) was unable to mimic the effects on the expression of HSP70 in the hypothalamus. Blocking αadrenergic receptors before exercise was conducted (prazosin, α1 receptor blocker; Yoimbin, α2 receptor bloker; prazosin with Yoimbin to block both) to verify the role of this pathway in the expression of HSP70 induced by exercise, which eventually abolished the difference presented in the high-intensity group, even reducing to lower values then the “rest” group when α1 receptor was blocked. The high-intensity exercise also caused changes in the hypothalamic energy metabolism, reducing glucose uptake by the hypothalamus for up to 12 h, increasing the lactate uptake immediately after the end of the session, and maintaining the higher level of glycogen content when compared to the “rest” and 4% group, thus preserving its energy reserve. High-intensity training for 8 weeks increased basal levels of HSP70 in the hypothalamus and reduced glucose uptake at rest, showing an adaptive response of this tissue to the intense exercise performed chronically.