ABSTRACT
ABSTRACT Introduction Obesity is a complex and multifactorial metabolic disorder characterized by the accumulation of body fat; physical exercise increases energy expenditure and promotes a reparative effect through modulation of endogenous antioxidant defenses. Objective To evaluate the effects of the high-fat diet (HFD) on oxidative stress parameters in skeletal muscles of rats using aerobic exercise training protocols (AETP), moderate-intensity continuous training (MICT) and high-intensity interval training (HIIT). Methods The study was quantitative and experimental. Animals received 8 weeks of HFD or normal diet (ND), followed by 9 weeks of HFD or ND and the two AETPs. Results HFD did not alter the formation of thiobarbituric acid reactive substances (TBA-RS), total sulfhydryl and protein carbonyl content in the soleus and plantaris muscles; in contrast, the protocols caused a decrease in TBA-RS levels in the plantaris muscle and increased the sulfhydryl content in the soleus muscle, while MICT increased the sulfhydryl content in the plantaris muscle and reduced protein carbonyl content in both muscles. HFD reduced SOD activity in the plantaris muscle while the MICT protocol enhanced SOD in the soleus muscle and both protocols reversed the decrease in SOD in the plantaris muscle. HFD increased CAT activity in the soleus muscle, the HIIT protocol prevented this alteration and both protocols increased CAT in the plantaris muscle. HFD reduced GSH-Px activity in both muscles, and the MICT protocol prevented this reduction in the soleus muscle, while the HIIT protocol partially prevented this decrease. The MICT protocol did not prevent the reduction of GSH-Px and the HIIT protocol partially prevented this decrease in the plantaris muscle. Conclusions HFD elicited oxidative stress in the skeletal muscle of rats, and both protocols were able to prevent most of the alterations in oxidative stress parameters caused by the HFD. Level of evidence IV; Investigation of treatment outcomes.
RESUMO Introdução Obesidade é uma desordem metabólica complexa e multifatorial, caracterizada pelo acúmulo de gordura corporal. O exercício físico tem a capacidade de aumentar o gasto energético e promover efeito reparador por meio da modulação das defesas antioxidantes endógenas. Objetivo Avaliar os efeitos da dieta hiperlipídica (DHL) sobre parâmetros de estresse oxidativo em músculos esqueléticos de ratos, por protocolos de treinamento físico aeróbico (TFA), treinamento contínuo de intensidade moderada (TCIM) e treinamento intervalo de alta intensidade (HIIT). Métodos O estudo foi quantitativo e experimental. Animais receberam 8 semanas de DHL ou dieta normal (DN), seguidas por 9 semanas de DHL ou DN e os dois TFA. Resultados A DHL não alterou a formação de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBA-RS), conteúdo total de sulfidrilas e de proteínas carboniladas nos músculos sóleo e plantar. Em contraste, os protocolos diminuíram TBA-RS no músculo plantar e aumentaram o conteúdo de sulfidrilas no músculo sóleo. TCIM aumentou o conteúdo de sulfidrilas no músculo plantar e reduziu o conteúdo de proteínas carboniladas em ambos os músculos. A DHL reduziu a atividade da SOD no músculo plantar; o TCIM aumentou a SOD no músculo sóleo e ambos os protocolos reverteram a diminuição da SOD no músculo plantar. A DHL aumentou a CAT no músculo sóleo, o HIIT preveniu essa alteração e ambos os protocolos aumentaram a CAT no músculo plantar. A DHL diminuiu a atividade da GSH-Px em ambos os músculos, e o TCIM preveniu esta diminuição no músculo sóleo, enquanto que o HIIT preveniu parcialmente esta diminuição. O TCIM não preveniu a redução da GSH-Px, e o HIIT preveniu parcialmente esta diminuição no músculo plantar. Conclusão A DHL causou estresse oxidativo nos músculos esqueléticos de ratos, e ambos os protocolos foram capazes de prevenir a maioria das alterações nos parâmetros de estresse oxidativo causadas pela DHL. Nível de evidência IV; Investigação dos resultados do tratamento.
RESUMEN Introducción La obesidad es un desorden metabólico complejo y multifactorial caracterizado por la acumulación de grasa corporal. El ejercicio físico tiene la capacidad de aumentar el gasto energético y promover efecto reparador por medio de la modulación de las defensas antioxidantes endógenas. Objetivos Evaluar los efectos de la dieta hiperlipídica (DHL) sobre parámetros de estrés oxidativo en los músculos esqueléticos de las ratas, por protocolos de entrenamiento físico aeróbico (TFA), entrenamiento continuo de intensidad moderada (TCIM) y entrenamiento de intervalo de alta intensidad (HIIT). Métodos El estudio fue cuantitativo y experimental. Los animales recibieron ocho semanas de DHL o dieta normal (DN), seguidas por nueve semanas de DHL o DN y los dos TFA. Resultados La DHL no alteró la formación de sustancias reactivas al ácido tiobarbitúrico (TBA-RS), contenido total de sulfhidrilos y de proteínas carboniladas en los músculos sóleo y plantar. En contraste, los protocolos disminuyeron TBA-RS en el músculo plantar y aumentaron el contenido de sulfhidrilos en el músculo sóleo. TCIM aumentó el contenido de sulfhidrilos en el músculo plantar y redujo el contenido de proteínas carboniladas en ambos músculos. La DHL redujo la actividad de la SOD en el músculo plantar, el TCIM aumentó la SOD en el músculo sóleo y ambos protocolos revirtieron la disminución de la SOD en el músculo plantar. La DHL aumentó la CAT en el músculo sóleo, el HIIT previno esa alteración y ambos protocolos aumentaron la CAT en el músculo plantar. La DHL disminuyó la actividad de GSH-Px en ambos músculos, y el TCIM previno esta disminución en el músculo sóleo, mientras que el HIIT previno parcialmente esta disminución. El TCIM no previno la reducción de la GSH-Px y el HIIT previno parcialmente esta disminución en el músculo plantar. Conclusión La DHL causó estrés oxidativo en los músculos esqueléticos de ratones y ambos protocolos fueron capaces de prevenir la mayoría de las alteraciones en los parámetros de estrés oxidativo causados por DHL. Nivel de evidencia IV; Investigación de los resultados del tratamiento.
ABSTRACT
We evaluated effects of aerobic physical preconditioning on general performance and energy metabolism in skeletal muscle of septic rats. Forty-eight 10-wk-old male Wistar rats were randomly assigned to either Untrained or Trained groups. Aerobic exercise training protocol (AETP) consisted of an 8-week treadmill program. After AETP, performance was evaluated by graded treadmill and functional ambulation testing. Afterwards animals from both groups were randomly assigned to Sham or CLP surgery (cecal ligation and perforation), resulting in the following groups: Sham untrained (ShamU), CLP untrained (CLPU), Sham trained (ShamT), and CLP trained (CLPT). Two days after surgery, animals repeated the ambulation test, and were euthanized after this. Diaphragm, soleus and plantaris muscles were harvested. Mitochondrial electron transport chain enzyme (METC) and creatine kinase (CK) activity were measured. AETP led to significant improvement in performance of distance run and in skeletal muscle function of the Trained group. Forty-eight hours after surgery the CLPT group was able to maintain similar muscle performance as Sham groups. Dysfunction was shown in the diaphragm in METC complexes I and II-III and in locomotive soleus muscles in complex I; CK enzyme activity was significantly increased in sedentary CLPU group in soleus and plantaris muscle, but in the diaphragm there was only a tendency (p=0.07). CLPT animals that were submitted to AETP avoided all these negative results. Taken together our results provide evidence of the positive effects obtained with an aerobic physical preconditioning program on METC and CK enzyme activity related to the diaphragm and locomotive muscles mitigating sepsis-induced energy metabolism dysfunction.
Foram avaliados os efeitos do pré-condicionamento físico aeróbico no desempenho geral e metabolismo energético na musculatura esquelética de ratos sépticos. Quarenta e oito ratos Wistar machos de dez semanas de idade foram aleatoriamente designados para os grupos "treinado" e "não treinado". O protocolo de treinamento de exercício aeróbico (AETP) consistiu de um programa de esteira de oito semanas. Depois do AETP, o desempenho foi avaliado pela esteira graduada e testes de deambulação funcional. Posteriormente, animais de ambos os grupos foram divididos aleatoriamente em Sham ou cirurgia CLP (ligação cecal e perfuração), resultando nos seguintes grupos: Sham não treinado (ShamU), CLP não treinado (CLPU), Sham treinado (ShamT) e CLP treinado (CLPT). Dois dias após a cirurgia, os animais repetiram o teste de deambulação e logo após foram sacrificados. O diafragma e os músculos sóleo e plantar foram colhidos. A atividade da enzima da cadeia mitocondrial transportadora de elétrons (METC) e da creatina quinase (CK) foi medida. A AETP levou a uma melhoria significativa no desempenho em corridas de longa distância e na função da musculatura esquelética do grupo treinado. Quarenta e oito horas após a cirurgia, o grupo CLPT foi capaz de manter um desempenho muscular semelhante ao dos grupos Sham. Foi mostrada disfunção no diafragma nos complexos METC I e II-III e nos músculos sóleos locomotivos no complexo I; a atividade da enzima CK sofreu aumento significativo no grupo CLPU sedentário em músculo sóleo e plantar, mas no diafragma havia apenas uma tendência (p=0,07). Os animais CLPT que foram submetidos ao AETP evitaram todos estes resultados negativos. Tomados em conjunto, nossos resultados fornecem evidências dos efeitos positivos obtidos com um programa de pré-condicionamento físico aeróbico em relação à atividade das enzimas METC e CK relacionada ao diafragma e aos músculos locomotivos atenuando a disfunção do metabolismo energético induzida por sepse.
En este estudio se analizó los efectos del preacondicionamiento físico aeróbico en el rendimiento general y en el metabolismo energético de la musculatura esquelética de ratones sépticas. Se seleccionaron aleatoriamente 48 ratones Wistar con 10 semanas de edad, asignados en los grupos "entrenado" y "no entrenado". El protocolo de entrenamiento del ejercicio aeróbico (AETP) constituyó por un programa de tapiz rodante de ocho semanas. Tras el AETP se evaluó el rendimiento a través de tapiz rodante y de pruebas de deambulación funcional. En seguida, se dividieron aleatoriamente los ratones de ambos grupos en Sham o cirugía CLP (ligadura cecal y perforación), teniendo como resultados los grupos: Sham no entrenado (ShamU), CLP no entrenado (CLPU), Sham entrenado (ShamT) y CLP entrenado (CLPT). Dos días después de la cirugía, se repitió la prueba de deambulación en los animales y, en seguida, se los sacrificaron, recolectando el diafragma y los músculos sóleo y plantar. Se midió la actividad de las enzimas de la cadena mitocondrial de transporte de electrones (METC) y de la creatina quinasa (CK). El AETP tuvo una mejora significativa en el rendimiento en carreras de larga distancia y en la función de la musculatura esquelética del grupo entrenado. Cuarenta y ocho horas tras la cirugía, el grupo CLPT mantuvo un rendimiento muscular semejante al de Sham. Se mostró una disfunción en el diafragma en los complejos METC I y II-III así como en los músculos sóleos locomotores del complejo I; sufrió un aumento la actividad de la enzima CK en el grupo CLPU sedentario con músculo sóleo y plantar, pero en el diagrama hubo sólo una tendencia (p=0,07). Los animales CLPT que fueron sometidos al AETP no tuvieron estos resultados negativos. Los resultados mostraron indicios de efectos positivos obtenidos por preacondicionamiento físico aeróbico sobre la actividad de las enzimas METC y CK relacionada al diafragma y a los músculos locomotores, disminuido, así, la disfunción energética inducida por sepsis.