Hepatic and skeletal muscle tissue immunometabolism in trained rats / Inmunometabolismo del tejido hepático y muscular esquelético de ratas entrenadas / Imunometabolismo tecidual hepático e muscular esquelético de ratos treinados

ABSTRACT Introduction: Physical exercise can be an alternative for preventing and treating the harmful effects of obesity, mainly inflammatory effects on skeletal muscle and liver tissues. However, no consensus exists regarding this purpose's best physical training model. Objective: Evaluate morphological, metabolic, and inflammatory alterations in rats' skeletal and hepatic muscle tissues caused by aerobic and resistance training. Methods: 24 Wistar rats were divided into sedentary (S), aerobic (AE), and resistance training (R) groups. Blood glucose, total cholesterol, and serum triglycerides were measured periodically. After euthanasia, body mass was measured to calculate the total mass gain during the experiment. High-density lipoprotein (HDL) was measured. Adipose tissue was extracted to calculate its percentage relative to body mass and the liver, soleus, and gastrocnemius muscles for morphological analyses and concentrations of glycogen, lipids, and Tumor Necrosis Factor α (TNF-α). The Kruskall-Wallis test and Dunn's post-test were performed for statistical analysis, adopting p<0.05. Results: Both training models reduced the percentage of adipose tissue, body mass gain, and hepatic TNF-α concentration (p<0.05). AE increased serum HDL, gastrocnemius fiber diameter and reduced the fractal dimension in the soleus (p<0.05). R reduced blood glucose and serum and liver lipids, increased liver and soleus glycogen concentrations, increased gastrocnemius fiber diameter, and decreased TNF-α (p<0.05). Conclusion: Both training models reduced body mass, relative visceral adipose tissue, serum total cholesterol concentration, and liver inflammation. However, resistance training was more effective in promoting metabolic effects in the liver and skeletal muscle and reducing muscle inflammation in rats. Level of Evidence V; Expert Opinion.

RESUMEN Introducción: El ejercicio físico puede ser una alternativa para prevenir y tratar los efectos nocivos de la obesidad, principalmente los efectos inflamatorios sobre los tejidos del músculo esquelético y del hígado. Sin embargo, no existe consenso sobre cuál es el mejor modelo de entrenamiento físico para este fin. Objetivo: Evaluar las alteraciones morfológicas, metabólicas e inflamatorias del entrenamiento aeróbico y de resistencia en sobre los tejidos músculo esqueléticos y hepáticos de ratas. Métodos: 24 ratas Wistar se dividieron en grupos sedentarios (S), aeróbicos (AE) y de entrenamiento de resistencia (R). Se midieron periódicamente glucosa en sangre, colesterol total y triglicéridos. Después de la eutanasia, se midió la masa corporal para calcular la ganancia de masa total durante el experimento. Se midió la lipoproteína de alta densidad (HDL). Se extrajo tejido adiposo para calcular su porcentaje relativo a la masa corporal, así como hígado, músculos sóleo y gastrocnemio para análisis morfológicos y concentraciones de glucógeno, lípidos y Factor de Necrosis Tumoral α (TNF-α). Para el análisis estadístico fueron utilizados Kruskall-Wallis y el post-test de Dunn, adoptando p<0,05. Resultados: Ambos entrenamientos redujeron el porcentaje de tejido adiposo, masa corporal y la concentración de TNF-α hepático (p<0,05). AE aumentó el HDL sérico, el diámetro de la fibra del gastrocnemio y redujo la dimensión fractal en el sóleo (p<0,05). R redujo la glucosa en sangre y los lípidos séricos y hepáticos, aumentó las concentraciones de glucógeno hepático y sóleo, aumentó el diámetro de la fibra del gastrocnemio y disminuyó el TNF-α (p<0,05). Conclusión: Ambos modelos de entrenamiento redujeron la masa corporal, el tejido adiposo visceral relativo, la concentración sérica de colesterol total y la inflamación hepática. El entrenamiento de resistencia demostró ser más eficaz para promover los efectos metabólicos en el hígado y el músculo esquelético, además de reducir la inflamación muscular en ratas. Nivel de Evidencia V; Opinión del Especialista.

RESUMO Introdução: O exercício físico pode se apresentar como uma alternativa para prevenção e tratamento de efeitos deletérios da obesidade, principalmente efeitos inflamatórios sobre os tecidos muscular esquelético e hepático. No entanto, não há consenso quanto ao melhor modelo de treinamento físico para tal finalidade. Objetivos: Avaliar alterações morfológicas, metabólicas e inflamatórias dos treinamentos aeróbico e resistido sobre os tecidos muscular esquelético e hepático de ratos. Métodos: 24 ratos Wistar foram divididos nos grupos sedentário (S), treinamento aeróbico (AE) e resistido (R). Glicemia, colesterol total e triglicerídeos séricos foram mensurados periodicamente. Após a eutanásia, a massa corporal foi mensurada para calcular o ganho total de massa durante o experimento. A lipoproteína de alta densidade (HDL) foi dosada. O tecido adiposo foi extraído para cálculo de sua porcentagem relativa à massa corporal assim como o fígado e os músculos sóleo e gastrocnêmio para as análises morfológicas e das concentrações de glicogênio, lipídios e Fator de Necrose Tumoral α (TNF-α). Para análise estatística, foram utilizados o teste de Kruskall-Wallis e o pós-teste de Dunn, adotando-se p<0,05. Resultados: Ambos os modelos de treinamento reduziram o percentual de tecido adiposo, ganho de massa corporal e concentração hepática de TNF-α (p<0,05). AE aumentou o HDL sérico, o diâmetro das fibras do gastrocnêmio e reduziu a dimensão fractal no sóleo (p<0,05). R reduziu a glicemia e os lipídios séricos e hepáticos, aumentou a concentração de glicogênio hepático e sóleo, aumentou o diâmetro das fibras gastrocnêmicas e diminuiu o TNF-α (p<0,05). Conclusão: Ambos os modelos de treinamento reduziram a massa corporal, o tecido adiposo visceral relativo, a concentração sérica de colesterol total e a inflamação hepática. No entanto, o treinamento resistido mostrou-se mais eficaz em promover efeitos metabólicos no fígado e no músculo esquelético, além de reduzir a inflamação muscular em ratos. Nível de Evidência V; Opinião do Especialista.

Intermittent training followed by detraining provides the preservation of hepatic tissue and body composition of eutrophic rats in relation to obese rats after the detraining period / El entrenamiento intermitente seguido de desacondicionamiento facilita la preservación del tejido hepático y la composición corporal de las ratas eutróficas en relación a las ratas obesas después del período de desacondicionamiento

The aim of the study was to evaluate the effects of intermittent training followed by detraining on liver tissue and body composition of rats subjected to a normolipidic or hyperlipidic diet. Sixty Wistar rats were divided into the groups Sedentary Control (SC), Exercised Control (EC), Sedentary Control euthanized at six months of age (SC(6)), Detrained Control (DC), Sedentary Obese (SO), Exercised Obese (EO), Sedentary Obese euthanized at six months of age (SO(6)) and Detrained Obese (DO), which performed intermittent training for eight weeks. After, the groups SC(6), DC, SO(6) and DO performed a detraining protocol for eight weeks. The animals were euthanized, with measurements of body mass and length taken, and retrieval of Epididymal Adipose Tissue (EAT) for body composition variables and the liver for karyometric and stereological analysis. Significant differences were found in the liver mass values of the EC relative to the DO and in the SO(6) liver in relation to all groups, with a greater gain in body mass of the SO(6) in comparison to the EC; in the EAT total, EAT percentage and BM of SO(6) and DO in relation to the EC and the DC and in the karyometric variables of the EC and the DC in relation to EO and DO, with no differences in the stereology and on the Lee index between all groups. Intermittent training showed better effects on the DC liver tissue compared to EO and DO, and on the EC and DC body composition compared to SO(6) and DO.

El objetivo del estudio fue evaluar los efectos del entrenamiento intermitente seguido de desentrenamiento en el tejido hepático y la composición corporal de ratas sometidas a una dieta normolipídica e hiperlipídica. Sesenta ratas Wistar se dividieron en los siguientes grupos: Control Sedentario (CS), Control Entrenado (CE), Control Sedentario sacrificado a los seis meses de edad (SC (6)), Control Desentrenado (CD), Obeso Sedentario (OS), Obeso Entrenado (OE), Obesidad Sedentaria sacrificados a los seis meses de edad (OS) (6)) y Obesidad Desentrenada (DOD), que realizó un entrenamiento intermitente durante ocho semanas. Posteriormente, los grupos CS (6), CD, OS (6) y DO realizaron un protocolo de desentrenamiento durante ocho semanas. Los animales fueron sacrificados, con mediciones de masa corporal y longitud, y la recuperación de tejido adiposo epididimal (EAT) para las variables de composición corporal y el hígado para el análisis estereológico y cariométrico. Se encontraron diferencias significativas en los valores de la masa hepática de CE en relación con DO y en el hígado SO (6) en relación con todos los grupos, con un mayor aumento en la masa corporal del SO (6) en comparación con la CE; en el total de EAT, porcentaje de EAT y BM de SO (6) y OD en relación con CE y CD y en las variables cariométricas de CE y CD en relación con OE y OD, sin diferencias en la estereología y en el índice de Lee entre todos los grupos. En el entrenamiento intermitente se observaron mejores efectos en el tejido hepático de CD en comparación con OE y OD, y en la composición corporal de CE y CD en comparación con OS (6) y OD.

Alterations in morphology and aerobic resistance of rats subjected to different physical training protocols / Alteraciones en la morfología y resistencia aeróbica de animales sometidos a diferentes protocolos de entrenamiento

The objective of this study was to investigate the alterations in morphology and aerobic resistance of rats subjected to different physical training protocols. The study consisted of 55 rats of the "Wistar" breed, 100 days of age, over a period of 8 weeks. The animals were randomly distributed between four groups: control (CTLE); neuromuscular anaerobic (TAN); aerobic (TAE) and concurrent training (TCc). After four weeks, some of the animals were euthanized. The body mass index (BMI), Lee index (Lee), epididymal adipose tissue (TecAdp), body weight, and feed efficiency ratio (CoefAlim) were measured. The Anaerobic Threshold was determined by critical workload (7 %, 9 % and 11 % of body weight). TAE and TCc training caused alterations in Lee and BMI, at four and eight weeks respectively (LeeTAE=X:2.86±0.08; X:2.89±0.07 and LeeTCc=X:2.85±0.05; X:3.00±0.09). For the TecAdp, all groups presented a decrease, with the TCc value down after eight weeks (X:1.77±0.32). Finally, TAN training improved the CoefAlim (X:31.57±3.70) after the eight week period and the TCc presented the highest value for Lan (X:7.10±0.80).

El objetivo de este estudio fue investigar las alteraciones en la morfología y la resistencia aeróbica de animales sometidos a diferentes protocolos de entrenamiento. Se analizaron 55 ratas macho "Wistar" de 100 días de edad, durante un período de ocho semanas. Los animales fueron separados aleatoriamente en cuatro grupos: grupo control (CTLE); entrenamiento anaerobio neuromuscular (TAN); entrenamiento aerobio (TAE) y entrenamiento concurrente (TCc). Al término de cuatro semanas, algunos de los animales fueron sacrificados. Se midieron: índice de masa corporal (IMC), índice de Lee (Lee) y tejido adiposo del epidídimo (TecAdp), masa corporal y coeficiente de la eficacia alimentaria (CoefAlim). El umbral anaerobio (Lan) fue determinado por la carga crítica de trabajo (11, 9 y 7 % de la masa corporal). El entrenamiento TAE e TCc provocó alteraciones de Lee e IMC, en los períodos de cuatro y ocho semanas, respectivamente (LeeTAE=X:2,86±0,08; X:2,89±0,07 y LeeTCc=X:2,85±0,05; X:3,00±0,09). En relación a TecAdp, se observó una disminución en todos los grupos. Por último, el entrenamiento TAN mejoró en el período de ocho semanas para la variable CoefAlim (X:31,57±3,70) y el TCc con un valor mayor de Lan (X:7,10±0,80).

Effect of body composition on aerobic capacity of animals submitted to swimming exercise / Efeitos da composição corporal na capacidade aeróbia de animais submetidos ao exercício de natação

Abstract The aim of this study was to verify the influence of body composition on the CAER of animals submitted to different types of physical training. Twenty-three Wistar rats were divided into groups according to the training protocol: control (CTLE); aerobic training (TAE); anaerobic training (TAN); and concurrent physical training (TCc). The critical load test (CC) was carried out for determining the anaerobic threshold at the beginning and end of the training period. TAE was composed of swimming exercise with intensity corresponding to 70% of the anaerobic threshold; TAN was composed of water jumps with overload of 50% of the body weight of each animal; and TCc was composed of a combination of aerobic and anaerobic protocols described above. After four weeks of training, the weight of epididymal adipose tissue and soleus, plantar and gastrocnemius muscles was collected and measured. Dispersion analysis was used to draw graphics and analysis of the simple linear regression model was performed to identify the influence of each variable on CAER. Body Fat demonstrated positive influence of 5% on the relationship with the Anaerobic Threshold. Soleus and gastrocnemius muscles showed negative influence of 13.1% and 37.0%, respectively. The plantaris muscle showed no influence on the Anaerobic Threshold. Body composition influenced the CAER of the animals analyzed. Moreover, it was verified that body fat favored floatability, while higher muscle mass impaired it.

Resumo Objetivou-se verificar a influência da composição corporal na CAER de animais submetidos a diferentes tipos de treino físico. Foram utilizados 23 ratos Wistar, divididos em grupos de acordo com o protocolo de treino: controle (CTLE); treino aeróbio (TAE); treino anaeróbio (TAN); e treino físico concorrente (TCc). Foi realizado o Teste de carga crítica (CC) para a determinação do limiar anaeróbio no início e no final do período de treino. O TAE foi composto por exercício de natação com intensidade correspondente a 70% do Limiar Anaeróbio; o TAN por meio de saltos aquáticos com sobrecarga de 50% do peso corporal de cada animal; e o TCc pela combinação dos protocolos aeróbio e anaeróbio, descritos anteriormente. Após quatro semanas de treino, foi coletado e mensurado o peso do tecido adiposo epididimal e dos músculos sóleo, plantar e gastrocnêmio. Foi utilizada a análise de dispersão para a elaboração e gráficos e a análise do modelo de regressão linear simples para identificar a interferência de cada uma das variáveis na CAER. A Gordura Corporal demonstrou influência positiva de 5% na relação com o Limiar Anaeróbio. Os músculos sóleo e gastrocnêmio mostraram influência negativa de 13,1% e 37,0%, respectivamente. Enquanto o músculo plantar não mostrou qualquer influência no limiar anaeróbio. A composição corporal influenciou na CAER dos animais analisados. Além disso, notou-se que a gordura corporal favoreceu a flutuabilidade, enquanto a maior massa muscular a prejudicou.

Can the intermittent training generate alterations on the liver tissue of rats submitted to a hyperlipidic diet? / ¿El entrenamiento intermitente puede generar alteraciones sobre el tejido hepático de ratas sometidas a una dieta alta en grasa?

Studies indicate that increasing physical activity and decreasing levels of fat in the liver help to decrease the risk of morbidity from liver conditions. This study aimed to evaluate the effects of an eight week intermittent training program on the liver tissue of rats subjected to a hyperlipidic diet. The study consisted of 30 male Wistar rats, divided into the following groups: Sedentary Control (SC) Exercise Control (EC) (fed on standard feed and water) Sedentary Obese (SO) and Exercise Obese (EO) (fed on bacon, ham, sausage, biscuits, soda and standard feed), which performed intermittent training through electrically stimulated jumps, with three sets of 12 repetitions, three times per week for eight weeks. At the end of the training period, the animals were euthanized, and their livers removed for histological processing and hematoxylin and eosin staining (HE). Soon afterwards, caryometric analysis of the hepatocyte nuclei was performed. From the presented results it can be seen that the hepatocyte nuclei of the obese animals were smaller in relation to those of the control animals, therefore, exercise combined with an appropriate diet proved to be efficient in not causing alterations in the hepatocyte nuclei, conserving normal cell function and reducing the chances of the appearance of tissue damage. Furthermore, exercise in isolation cannot be considered a protective factor against the alteration of the liver cells.

Estudios indican que el aumento de la actividad física y la disminución de los niveles de grasa en el hígado ayudan a reducir el riesgo de morbilidad por enfermedades hepáticas. El objetivo fue evaluar el efecto de un programa de entrenamiento intermitente de ocho semanas en el tejido hepático de ratas con dieta alta en grasa. Treinta ratas Wistar machos fueron divididas en grupos Control Sedentario (SC), Control Ejercicio (CE) (con fuente de alimentación que consiste en la ración estándar y agua), Obeso Sedentario (OS) y Obeso Ejercicio (OE) (con alimentación compuesta por tocino, mortadela, salchichas, galletas, refrescos y ración estándar), sometidas a un entrenamiento intermitente a través de saltos mediante estimulación eléctrica con tres series de 12 repeticiones, tres veces por semana durante ocho semanas. Al final del período de entrenamiento, los animales fueron sacrificados; se extrajeron sus hígados para el procesamiento histológico y tinción con hematoxilina y eosina (HE). Luego se realizó el análisis cariométrico de los núcleos de los hepatocitos. Se observó que los núcleos de los hepatocitos fueron menores en los animales obesos en comparación con los núcleos de hepatocitos de los animales de control, pues el ejercicio combinado con una dieta adecuada se mostró eficiente para que causar alteraciones en los núcleos de hepatocitos, y esa combinación puede retener la función normal de las células y disminuir las posibilidades de la aparición de daños en los tejidos. Además, el ejercicio aislado no puede ser considerado como un factor de protección contra la alteración las células del hígado.

Efeito do treinamento concorrente nas fibras musculares de ratos Wistar / Efecto del entrenamiento concurrente en fibras musculares de las ratas Wistar / Concurrent training effect on muscle fibers in Wistar rats

The aim of the present study was to determine the modeling of muscle fibers in rats submitted to different exercise protocols. Fifty-five Wistar rats were submitted divided into four different groups: Control group (CG; N=16); endurance training group (ETG; N=13), strength training group (STG; N=13) and concurrent training group (CTG; N=13). The intensity of endurance training was determined by the critical workload. Statistical analysis involved the Kruskal-Wallis test for multiple comparisons, followed by Dunn's post test (p<0.05). All animals submitted to training exhibited an increase in the cross-sectional area of the muscle fibers. The largest increase (p>0.05) occurred in the STG and CTG at both four (mean:2952,95 ± 878,39 mean:2988,84 ± 822,58) and eight weeks respectively (mean:3020,26 ± 800.91; mean:3104,91 ± 817,87). The findings demonstrate similar results obtained with strength training and concurrent training, with a greater increase in muscle fiber area in both groups in comparison to the control group and group submitted to endurance training.

O objetivo deste estudo foi observar a modelação das fibras musculares de ratos submetidos a diferentes protocolos de treinamento físico. Foram utilizados 55 animais da raça Wistar, dos quais foram submetidos a quatro diferentes tratamentos, sendo estes: o grupo controle (CTLE), treinamento aeróbio (TAE), treinamento de força (TAN) e treinamento concorrente (TCc). A intensidade do treinamento aeróbio foi determinada pela carga crítica de trabalho. Utilizou-se o teste de Kruscal-Wallis para comparações múltiplas, com pós-teste de Dunn, adotou-se o valor de significância de 5% (p=0,05). Observou-se que os grupos de animais treinados mostraram aumento na área de secção transversa (AST) das fibras musculares. Não foi verificada diferença significante (p>0,05) entre os grupos TAN e TCc, tanto em quatro (média:2952,95 ± 878,39 média:2988,84 ± 822,58) como após oito semanas (média:3020,26 ± 800,91; média:3104,91 ± 817,87). Os protocolos de TAN e TCc não se diferenciaram entre si e demonstraram aumento da AST quando comparados aos demais grupos de animais.

Nota el modelado de las fibras musculares en ratas sometidas a diferentes protocolos del entrenamiento físico. Se utilizaron 55 ratas Wistar, que fueron sometidas a cuatro tratamientos diferentes: grupo de control (CTLE), entrenamiento aeróbico (TAE), entrenamiento de fuerza (TF) y la entrenamiento concurrente (TC). La intensidad de entrenamiento aeróbico se determinó por el carga crítica del trabajo. Se utilizó la prueba Kruscal-Wallis para comparaciones múltiples con Dunn del postest, se adoptó el nivel del significancia en 5% (p=0,05). Se observó que lós grupos de animales entrenados mostraron una mayor área de sección transversal (AST) en las fibras musculares. No hubo diferencia significativa (p>0,05) entre el TF y TC, tanto en cuatro (media:2952,95 ± 878,39; media:2988,84 ± 822,58) y después de ocho semanas (media:3020,26 ± 800,91; media:3104,91 ± 817,87). Se concluyó que los protocolos de TF y TC no difirieron. Además, demostraron aumento del AST en comparación con los otros grupos de animales.