Benefits of physical exercise on Parkinson's disease disorders induced in animal models

Aim: The preventive and therapeutic role of physical exercise in Parkinson's disease (PD) has been the target of study of many scientific groups, and the research often is done in experimental models, especially rodents. Thus, the aim of this review was to analyze a database, elucidating the main benefits that the systematized practice of physical activity/ exercises can contribute to PD in animal models. Method: Based on this question, a search on PubMed and Medline database containing the terms: "Parkinson's disease" AND "animal model" AND "physical exercise" was performed. The most pertinent studies were selected by the criteria year of publication (2009- 2018) and the original article. It was used papers involving animal models and physical exercises, as well as other studies, which allowed an introductory explanation in PD, covering its pathophysiology, and the neurochemical responses of physical exercise in rodents. Results: The results showed that there was a decrease in the levels of nigrostriatal neurodegeneration and an increase in the neuroprotective effect related to the training program. Conclusion: It was concluded that physical exercise has been pointed as an important neuroprotective strategy in animal models of Parkinson's disease, especially those applied at moderate intensities, which were effective in reducing the inflammatory profile, elevating the expression of genes and proteins related to neuronal restoration, mitochondrial biogenesis, repair of the dopaminergic system, besides other events also capable of reflecting improvements in motor and cognitive behavior of animals.(AU)

Physical training prevent and treat hepatic lipid accumulation induced by fructose-rich diet / Treinamento físico previne e trata acumulação lipídica hepática induzida por dieta rica em frutose

This study aims to examine the effects of physical training performed in early (preventive) or late (therapeutic) protocols on body weight gain, glucose tolerance, and triglycerides accumulation in rats fed on a fructoserich diet. Wistar rats were allocated into two major groups according to the diet received: Control (C- standard diet) and Fructose (F- diet containing 60% fructose) fed during 120 days. Next, these two groups were distributed into six groups: C and F that were kept inactive; CTE (Control Trained Early) and FTE (Fructose Trained Early) that were submitted to Anaerobic Threshold (AnT) training from 28 to 120 days; CTL (Control Trained Late) and FTL (Fructose Trained Late) trained from 90 to 120 days. Physical Training was composed by swimming (5 days/week) at AnT determined by maximum lactate stead state (MLSS). The Oral Glucose Tolerance Test (oGTT) was performed 48h after the last in vivo analysis and did not showed differences between the groups. After, the animals were euthanized for heart, liver, and adipose tissue extraction. The early exercised animals had lower body weight compared to their sedentary littermates. Also, the fructose-rich diet increased liver lipids content in the sedentary animals and physical training successfully reduced this parameter in both major groups. These results suggests that physical training at the AnT performed in early or late protocols are effective to prevent and treat metabolic disorders related to fructose intake.

Este estudo tem como objetivo examinar os efeitos do treinamento físico realizado em protocolos precoce (preventivo) ou tardio (terapêutico) sobre o ganho de massa corporal, tolerância à glicose e acúmulo de triglicerídeos em ratos alimentados com dieta rica em frutose. Ratos Wistar foram alocados em dois grupos principais de acordo com a dieta recebida: Controle (C, dieta padrão) e Frutose (F, dieta contendo 60% de frutose) durante 120 dias. Em seguida, esses dois grupos foram distribuídos em seis grupos: C e F que foram mantidos inativos; CET (Controle Treinado Precoce) e FTE (Frutose Treinado Precoce) que foram submetidos ao treinamento no Limiar Anaeróbio (AnT) de 28 a 120 dias; CTL (controle treinado tardio) e FTL (frutose treinado tardio) treinados de 90 a 120 dias. O treinamento físico foi composto por natação (5 dias / semana) na AnT determinado pela Máxima Fase Estável de Lactato (MLSS). O Teste Oral de Tolerância à Glicose (oGTT) foi realizado 48 horas após a última análise in vivo e não mostrou diferenças entre os grupos. Depois, os animais foram eutanasiados para extração do coração, fígado e tecido adiposo. Os animais exercitados precocemente apresentaram menor massa corporal em comparação com os sedentários. Além disso, a dieta rica em frutose aumentou o conteúdo de lipídios do fígado nos animais sedentários e o treinamento físico reduziu com sucesso este parâmetro em ambos os grupos principais. Estes resultados sugerem que o treinamento físico no AnT realizado em protocolos precoce ou tardio são eficazes para prevenir e tratar distúrbios metabólicos relacionados à ingestão de frutose.

Molecular mechanisms of glucose uptake in skeletal muscle at rest and in response to exercise

Abstract Glucose uptake is an important phenomenon for cell homeostasis and for organism health. Under resting conditions, skeletal muscle is dependent on insulin to promote glucose uptake.Insulin, after binding to its membrane receptor, triggers a cascade of intracellular reactions culminating in activation of the glucose transporter 4, GLUT4, among other outcomes.This transporter migrates to the plasma membrane and assists in glucose internalization.However, under special conditions such as physical exercise, alterations in the levels of intracellular molecules such as ATP and calcium actto regulate GLUT4 translocation and glucose uptake in skeletal muscle, regardless of insulinlevels.Regular physical exercise, due to stimulating pathways related to glucose uptake, is an important non-pharmacological intervention for improving glycemic control in obese and diabetic patients. In this mini-review the main mechanisms involved in glucose uptake in skeletal muscle in response to muscle contraction will be investigated.(AU)

Undulatory physical resistance training program increases maximal strength in elderly type 2 diabetics / Programa de treinamento físico resistido ondulatório aumenta a força máxima de idosos diabéticos tipo 2

Objective To investigate the effects of a specific protocol of undulatory physical resistance training on maximal strength gains in elderly type 2 diabetics. Methods The study included 48 subjects, aged between 60 and 85 years, of both genders. They were divided into two groups: Untrained Diabetic Elderly (n=19) with those who were not subjected to physical training and Trained Diabetic Elderly (n=29), with those who were subjected to undulatory physical resistance training. The participants were evaluated with several types of resistance training’s equipment before and after training protocol, by test of one maximal repetition. The subjects were trained on undulatory resistance three times per week for a period of 16 weeks. The overload used in undulatory resistance training was equivalent to 50% of one maximal repetition and 70% of one maximal repetition, alternating weekly. Statistical analysis revealed significant differences (p<0.05) between pre-test and post-test over a period of 16 weeks. Results The average gains in strength were 43.20% (knee extension), 65.00% (knee flexion), 27.80% (supine sitting machine), 31.00% (rowing sitting), 43.90% (biceps pulley), and 21.10% (triceps pulley). Conclusion Undulatory resistance training used with weekly different overloads was effective to provide significant gains in maximum strength in elderly type 2 diabetic individuals. .

Objetivo Verificar os efeitos de um protocolo de treinamento físico resistido ondulatório nos ganhos de força máxima em idosos diabéticos do tipo 2. Métodos Participaram do estudo 48 indivíduos, com idade entre 60 e 85 anos, de ambos os gêneros. Eles foram divididos em dois grupos: Idosos Diabéticos Não Treinados (n=19), com aqueles não submetidos ao treinamento físico, e Idosos Diabéticos Treinados (n=29), que foram submetidos ao protocolo de treinamento físico resistido ondulatório. Os idosos foram avaliados em diversos equipamentos de musculação, antes e após o treinamento resistido ondulatório, por meio do teste de uma repetição máxima. Os participantes realizaram o treinamento resistido ondulatório três vezes por semanas, durante um período de 16 semanas. A sobrecarga do programa foi alternada, sendo em 1 semana equivalente a 50% de uma repetição máxima e, na outra semana, a 70% de uma repetição máxima. A análise estatística revelou diferenças significativas (p<0,05) entre os resultados dos testes pré e pós-período de treinamento resistido ondulatório em um período de 16 semanas. Resultados Os ganhos médios de força foram de 43,20% (extensão de joelho), 65,00% (flexão de joelho), 27,80% (supino sentado máquina), 31,00% (remada sentado), 43,90% (bíceps pulley) e 21,10% (tríceps pulley). Conclusão O protocolo de treinamento resistido ondulatório utilizado com sobrecargas semanais diferentes foi eficiente em proporcionar significativos ganhos de força máxima em idosos diabéticos do tipo 2. .

Effects of different intensities of physical exercise on insulin sensitivity and protein kinase B/Akt activity in skeletal muscle of obese mice / Efeitos de diferentes intensidades de exercício físico sobre a sensibilidade à insulina e atividade da proteína quinase B/Akt no músculo esquelético de camundongos obesos

Objective : To investigate the effects of different intensities of acute exercise on insulin sensitivity and protein kinase B/Akt activity in skeletal muscle of obese mice. Methods : Swiss mice were randomly divided into four groups, and fed either a standard diet (control group) or high fat diet (obese sedentary group and obese exercise group 1 and 2) for 12 weeks. Two different exercise protocols were used: swimming for 1 hour with or without an overload of 5% body weight. The insulin tolerance test was performed to estimate whole-body sensitivity. Western blot technique was used to determine protein levels of protein kinase B/Akt and phosphorylation by protein Kinase B/Akt in mice skeletal muscle. Results : A single bout of exercise inhibited the high fat diet-induced insulin resistance. There was increase in phosphorylation by protein kinase B/Akt serine, improve in insulin signaling and reduce of fasting glucose in mice that swam for 1 hour without overload and mice that swan for 1 hour with overload of 5%. However, no significant differences were seen between exercised groups. Conclusion : Regardless of intensity, aerobic exercise was able to improve insulin sensitivity and phosphorylation by protein kinase B/Ak, and proved to be a good form of treatment and prevention of type 2 diabetes. .

Objetivo : Investigar os efeitos do exercício físico agudo com diferentes intensidades sobre a sensibilidade à insulina e a atividade da proteína quinase B/Akt no músculo esquelético de camundongos obesos. Métodos : Foram utilizados camundongos Swiss, divididos aleatoriamente em quatro grupos, que receberam dieta padrão (grupo controle) ou dieta hiperlipídica (grupos obeso sedentário e grupos obesos exercitados 1 e 2), por período de 12 semanas. Dois diferentes protocolos de exercício foram utilizados: natação durante 1 hora com ou sem sobrecarga de 5% da massa corporal. O teste de tolerância à insulina foi realizado para estimar a sensibilidade à insulina. E os níveis protéicos da proteína quinase B/Akt e de sua fosforilação foram determinados no músculo esquelético dos camundongos, através da técnica de Western blot. Resultados : Uma sessão de exercício físico foi capaz de inibir a resistência à insulina em decorrência de uma dieta hiperlipídica. Foi possível demonstrar um aumento na fosforilação da proteína quinase B/Akt, melhora da sinalização da insulina e redução da glicemia de jejum nos camundongos que realizaram 1 hora de natação sem sobrecarga adicional e nos camundongos que realizaram 1 hora de natação com sobrecarga adicional de 5% de sua massa corporal. Entretanto, não houve diferença significativa entre os grupos que realizaram o exercício em diferentes intensidades. Conclusão : Independente da intensidade, o exercício físico aeróbio conseguiu aumentar a sensibilidade à insulina e a fosforilação da proteína quinase B/Akt, revelando ser uma boa forma de tratamento e prevenção do diabetes tipo 2. .

Influência da suplementação com creatina em indicadores de metabolismo da glucose no músculo esquelético de ratos exercitados / Influencia de la suplementación con creatina sobre indicadores del metabolismo de la glucosa en el músculo esquelético de ratas ejercitadas / Influence of creatine supplementation on indicators of glucose metabolism in skeletal muscle of exercised rats

The purpose of this study was to evaluate the effect of creatine supplementation in the diet on indicators of glucose metabolism in skeletal muscle of exercised rats. Forty Wistar adult rats were distributed into four groups for eight weeks: 1) Control: sedentary rats that received balanced diet; 2) Creatine control: sedentary rats that received supplementation of 2% creatine in the balanced diet; 3) Trained: rats that ran on a treadmill at the Maximal Lactate Steady State and received balanced diet; and 4) Supplemented-trained: rats that ran on a treadmill at the Maximal Lactate Steady State and received creatine supplementation (2%) in the balanced diet. The hydric intake increased and the body weight gain decreased in the supplemented-trained group. In the soleus muscle, the glucose oxidation increased in both supplemented groups. The production of lactate and glycemia during glucose tolerance test decreased in the supplemented-trained group. Creatine supplementation in conjunction with exercise training improved muscular glycidic metabolism of rats.

O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da suplementação de creatina na dieta sobre indicadores do metabolismo glicídico musculoesquelético de ratos exercitados. Quarenta ratos Wistar adultos foram divididos em quatro grupos por oito semanas: Controle: receberam dieta balanceada, mantidos sedentários; Controle Creatina: receberam suplementação de creatina (2%) na dieta balanceada, mantidos sedentários; Treinado: correram em esteira na intensidade da máxima fase estável de lactato e receberam a dieta balanceada e grupo Treinado Suplementado: correram em esteira na intensidade da máxima fase estável de lactato e receberam suplementação de creatina (2%) na dieta balanceada. A ingestão hídrica aumentou e o ganho de massa corporal reduziu no grupo treinado e suplementado. No músculo sóleo, a oxidação de glicose aumentou em ambos os grupos suplementados. A produção de lactato e a glicemia durante teste de tolerância à glicose diminuíram no grupo treinado e suplementado. A suplementação com creatina em conjunto com treinamento físico melhorou metabolismo de glicídico muscular dos ratos.

El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de la suplementación con creatina en la dieta sobre indicadores del metabolismo de glucosa en el músculo esquelético en ratones ejercitados. Cuarenta ratas macho adultas Wistar se dividieron en cuatro grupos de ocho semanas: Control: recibieron dieta equilibrada, mantenido sedentaria; Control Complementado: La suplementación con creatina recibido (2%) en la dieta equilibrada, sedentaria mantenido; Trained: corriendo en una cinta en la intensidad de máximo estado estable de lactato y recibió el grupo de dieta equilibrada y grupo Treinado Complementado: corriendo sobre una cinta rodante a una intensidad máxima de lactato estable y recibieron la suplementación con creatina (2%) en una dieta equilibrada. El consumo de agua aumenta y reducción de la ganancia de peso corporal en la formación y complementado. En el músculo sóleo, la oxidación de la glucosa aumentó en ambos grupos suplementados. La producción de los niveles de lactato y de glucosa durante la prueba de tolerancia a la glucosa disminuida en la formación y complementado. La suplementación con creatina en conjunto con el entrenamiento físico mejora el metabolismo de la glucosa en el músculo de los ratones.

Alterações bioquímicas e hepáticas em ratos submetidos à uma dieta hiperlipídica/hiperenergética / Hepatic biochemical changes in rats submitted to a high-fat/high-energy diet

OBJETIVO: O presente estudo teve como objetivo analisar as alterações bioquímicas hepáticas decorrentes da administração de uma dieta hiperlipídica/hiperenergética em ratos. MÉTODOS: Foram utilizados 20 ratos (Wistar) com 90 dias de idade divididos em dois grupos, grupo-controle constituída por ratos eutróficos alimentados com dieta comercial para roedores e grupo-dieta constituída por ratos submetidos a uma dieta hiperlipídica/hiperenergética semi purificada feita com 35% de gordura sendo 31% de origem animal a qual possui 39% de gordura saturada e 4% de origem vegetal (óleo de soja). Os animais do grupo-controle foram mantidos com dieta comercial Purina® e o grupo-dieta com uma dieta hiperlipídica/hiperenergética constituída por 35% de gordura. Após 60 dias de administração de uma dieta hiperlipídica/hiperenergética, analisou-se massa corporal, sensibilidade à insulina, concentração sérica de glicose, insulina e ácidos graxos livres e medida do nível de triglicerídeos, lipídeos totais e atividade lipogênica hepática. RESULTADOS: O grupo-dieta apresentou maior massa corporal e resistência à insulina. No sangue não foram encontradas diferenças entre os grupos para os níveis de glicose. Foi evidenciada maior concentração de insulina e de ácidos graxos livres no soro para o grupo-dieta. No fígado o nível de lipídeos totais, triglicerídeos e taxa lipo-gênica foram superiores às do grupo-controle. CONCLUSÃO: Portanto, nossos achados demonstram que dois meses de ingestão de dieta hiperlipídica/hiperenergética por ratos adultos eleva o peso corporal, ácidos graxos livres hepáticos, diminui a sensibilidade à insulina, demostrando sinais típicos de doença hepática gordurosa não-alcoólica.

OBJECTIVE: The present study analyzed the biochemical and hepatic changes in adult rats fed a high-fat diet for two months. METHODS: Twenty Wistar rats 90 days old were divided into two groups, a control group consisting of normal weight rats fed a commercial rat chow and a diet group consisting of normal weight rats submitted to a semi-purified high-fat, high-energy diet. The animals in control group were kept on a commercial Purina® chow and those in diet group on a high-fat/high-energy diet containing 35% fat, of which 31% were from animal source (39% saturated fat) and 4% were from vegetable source (soybean oil). After 60 days of this experimental diet, the following were assessed: body weight, insulin sensitivity, blood glucose, serum insulin and free fatty acids, triglycerides, total lipids and hepatic lipogenic activity. RESULTS: Diet group presented higher body mass and insulin resistance. Blood glucose did not differ between the groups. A higher level of serum insulin and free fatty acids were found in diet group. Total lipids, triglycerides and lipogenic rate were also higher in group D. CONCLUSION: Therefore, the present findings demonstrate that two months of a high-fat/high-energy diet increases the body weight and hepatic free fatty acids and decreases insulin sensitivity of adult rats, typical signs of non-alcoholic fatty liver disease.

Influência do exercício concorrente sobre as variáveis metabólicas de idosas fisicamente ativas em condição alimentada / Influence of concurrent exercise on metabolic variables in physically active elderly women fed condition

O aumento exacerbado do número de morbidade e mortalidade advindas das doenças crônico--degenerativas gera um aumento do gasto publico destinados a saúde. A concentração plasmática de triglicerídeos pós-estado alimentado aponta-se como um fator preditor para a formação do processo aterosclerótico com possível progressão para doenças cardiovasculares. Em contrapartida, o exercício físico apresenta-se como importante estratégia para redução dos níveis de triglicerídeos circulantes, por promover aumento da atividade da enzima lipase lipoproteica. O objetivo do presente estudo foi analisar o efeito do exercício físico combinado de intensidade leve em variáveis metabólicas de idosas fisicamente ativas em situação pós-prandial. Foram selecionadas para esse estudo 20 idosas (média de 68,02 ± 9,06 anos participantes a mínimo um ano do Programa Saúde Ativa Rio Claro, com frequência de duas vezes por semana. O estudo foi dividido em dois dias sendo que no primeiro dia foram coletadas medidas antropométricas, inquérito alimentar e nível de atividade habitual. O segundo dia foi composto por um protocolo de atividade física de intensidade leve dividida em três etapas; alongamento, exercício aeróbio e exercício resistido. Foram realizadas coletas sanguíneas nos momentos pré e pós exercício. Foi observada redução significativa na glicemia em função do exercício físico combinado, porém não houve diferença na concentração de triglicerídeos nos momentos pré e pós. Conclui-se que exercício físico concorrente de caráter leve pode promover redução da glicemia e manutenção dos triglicerídeos em idosas fisicamente ativas na condição alimentada.

The exacerbated increase of morbidity and mortality due chronic diseases leads to an increase public expenditures for health. The plasma triglyceride post-fed state has been mentioned as a predictor for the formation of the atherosclerotic process with possible progression to cardiovascular disease. In contrast, exercise has become an important strategy for reducing levels of circulating triglycerides by promoting increase of lipoprotein lipase activity. Analyzes the effects of light combined physical exercise in metabolic variables in elderly physically active post-prandial women. Twenty elderly women (mean 68.02 ± 9.06 years) who had attend of Active Health Programme / Rio Claro-SP, Brazil per one year, often twice a week. The study was divided into two days and in the first day were collected anthropometric measurements, inquiry dietary and level of habitual activity. The second day consisted of a protocol of light physical activity divided into three parts, stretching, aerobic exercise and resistance exercise. Blood samples were collected before and after workout. A significant reduction in blood glucose due to the combined exercise was observed, but no difference in triglycerides concentration before and after workout was found. We conclude that light combined physical exercise can promote reduced serum glucose and maintain the triglycerides concentration in physically active elderly in the fed condition.

Spirulina, exercício e controle da glicemia em ratos diabéticos / Spirulina, exercise and serum glucose control in diabetic rats

OBJETIVO: O objetivo do presente estudo foi analisar o efeito da Spirulina e/ou do treinamento físico na homeostase glicêmica de ratos diabéticos. MATERIAIS E MÉTODOS: Ratos Wistar diabéticos aloxânicos foram separados em quatro grupos: diabético controle (DC); diabético Spirulina (DS); diabético exercício (DE); diabético Spirulina exercício (DSE). RESULTADOS: Não foram observadas diferenças significativas entre os grupos para: peso corporal, ingestão alimentar, tolerância à glicose, tolerância à insulina, concentrações de lactato sanguíneo durante teste de esforço. Para as concentrações de insulina, o grupo DS apresentou valor significativamente menor quando comparado ao grupo DC (pâncreas) e DE e DES (soro). CONCLUSÃO: Os protocolos de exercício e de suplementação com Spirulina utilizados no presente estudo não foram suficientes para promover melhora na homeostase glicêmica de ratos diabéticos.

OBJECTIVE: The objective of this study was to analyze the effect of Spirulina and/or exercise training in the control of serum glucose homeostasis in diabetic rats. MATERIALS AND METHODS: Young Wistar rats were induced to diabetes by intravenous alloxan administration and separated into four groups: diabetic control (DC), diabetic Spirulina (DS), diabetic exercise (DE) and diabetic exercise Spirulina (DES). RESULTS: There were no differences between groups with respect to: body weight, food intake, glucose tolerance, insulin tolerance and blood lactate concentrations during a swimming effort test. DS group showed lower insulin concentrations when compared with DC (pancreas) and DE and DES (serum). CONCLUSION: The protocols of exercise and supplementation with Spirulina used in the present study were not able to improve serum glucose homeostasis in diabetic rats.

Efeitos em curto prazo da aplicação de aloxana para indução de diabetes em ratos Wistar / Effects in short-term of alloxan application to diabetes induction in Wistar rats

O presente estudo teve como objetivo verificar a ação da aloxana em parâmetros metabólicos e do sistema imune 24 e 192 horas após sua aplicação em ratos Wistar. Para isso, oito ratos foram mantidos em jejum de 12 horas e receberam aloxana monoidratada, Sigma (32 mg/kg de peso corporal) via endovenosa. Foram registrados os valores de massa corporal, ingestão hídrica e alimentar e realizada a contagem de leucócitos totais previamente, 24 e 192 horas após a aplicação da aloxana. As análises de glicemia e trigliceridemia foram realizadas previamente e 192 horas após a aplicação da aloxana. Após 24 horas, a aplicação da aloxana causou aumento da ingestão hídrica e redução da massa corporal, ingestão alimentar e contagem de leucócitos. Na avaliação realizada 192 horas após a aplicação da aloxana houve recuperação da ingestão alimentar e contagem de leucócitos. Por outro lado, neste período houve aumento da glicemia e ingestão hídrica além de redução da massa corporal. Isso indica que parte dos sinais de diabetes causados pela aloxanamanifesta-se em curto prazo da administração da droga.

The present study aimed to verify action of alloxan in metabolic and immune parameters after 24 and 192 hours of the injection in Wistar rats. Thus, eight rats were fasted and received monohidrated alloxan Sigma (32 mg/kg body weight) via endovenous. Glycemia and trglyceridemia analyzes were performed before and 192 hours after alloxan application. After 24 hours, alloxan application increased water intake and decreased body mass, food intake and leucocytes counting. 192 hours after alloxan application, there was a recuperation in food intake and leucocytes counting. On the other hand, in this period there was an increase of glycemia and water intake and reduction of body mass. These results indicate that some of diabetic signs caused by alloxan occur in short-term after drug administration.