Orientador: Maria Cláudia Gonçalves de Oliveira

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Aplicadas

Resumo: Exercício físico é uma estratégia estabelecida para controlar inflamação relacionado ao desenvolvimento de doenças crônicas, como a dor crônica. Nesse trabalho, através da realização de dois estudos, hipotetizou-se que: 1) o fenótipo de macrófagos pró-inflamatórios periféricos, bem como a...

Resumo: Exercício físico é uma estratégia estabelecida para controlar inflamação relacionado ao desenvolvimento de doenças crônicas, como a dor crônica. Nesse trabalho, através da realização de dois estudos, hipotetizou-se que: 1) o fenótipo de macrófagos pró-inflamatórios periféricos, bem como a ativação do receptor P2X4 nessas células, contribui com o aumento da inflamação e predisposição do músculo esquelético à dor crônica; a ativação de receptores PPAR? por meio de exercício físico, altera a modulação de fenótipos de macrófagos, o perfil de citocinas no tecido e diminui a ativação de receptores P2X4, prevenindo a dor muscular persistente; 2) sob exercício físico, o músculo esquelético por si só, possui papel anti-inflamatório através da ação do co-ativador PGC-1?1 sobre a via do NF-?B. Testou-se essas hipóteses usando: 1) exercício físico, técnicas farmacológicas, análise de expressão de proteínas e imagens imunohistoquímicas em um modelo roedor de inflamação que gera hiperalgesia muscular persistente. 2) modelos transgênicos in vitro e in vivo com alta expressão de PGC-1? músculo-específica, estímulos inflamatórios e análises de expressão gênica e proteicas em um modelo de degeneração muscular. Resultados no estudo 1 demonstraram que: o exercício preveniu a hiperalgesia muscular persistente, por meio da ativação dos receptores PPAR?. A ativação dos receptores PPAR? pela 15d-PGJ2 e a depleção de macrófagos musculares em animais sedentários, também previne a hiperalgesia persistente. O período agudo e persistente da hiperalgesia muscular, foram caracterizados por um aumento de macrófagos inflamatórios e pela ativação de P2X4, onde o exercício exerceu um papel preventivo, bem como aumentou o fenótipo de macrófagos anti-inflamatórios. O exercício também induz a diminuição da via dos receptores P2X4, presentes nos macrófagos, envolvidos no processo inflamatório e da dor aguda, através da ativação do PPAR?. Por fim, a concentração de IL-1? no músculo se encontra elevada na fase aguda, o que também foi prevenido pelo exercício através da ativação dos receptores PPAR?. O exercício aumentou a concentração de IL-10 nas fases aguda e persistente, mas apenas na fase persistente por meio dos receptores PPAR?. Resultados no estudo 2 demonstraram que: a célula muscular com alta expressão de PGC-1?1 possui alta expressão de I?B? e, sob inflamação, há uma baixa expressão de IKK? e p65. Tanto em modelo inflamatório in vitro quanto in vivo o aumento da expressão de genes inflamatórios relacionados ao fator de transcrição NF-?B é prevenido, quando PGC-1?1 é super-expressa. Nossos achados sugerem que o exercício físico ativa os receptores PPAR? e aumenta as respostas anti-inflamatórias no tecido muscular por meio da modulação de fenótipos de macrófagos e citocinas, evitando assim o estabelecimento da dor muscular persistente, demonstrando a importância da modulação de células macrófagos. Além disso, sugere-se que a ação do exercício físico no músculo envolve a ativação do co-ativador PGC-1?1, exercendo um grande papel anti-inflamatório, local e sistêmico. Esses resultados destacam ainda mais o potencial do exercício físico e elucidam novos mecanismos moleculares capazes de prevenir situações inflamatórias e a dor muscular persistente relacionada

Abstract: Physical exercise is an established strategy to control inflammation related to the development of chronic diseases, such as chronic muscle pain. In this thesis, through two studies, it was hypothesized that: 1) the phenotype of peripheral pro-inflammatory macrophages, as well as the...

Abstract: Physical exercise is an established strategy to control inflammation related to the development of chronic diseases, such as chronic muscle pain. In this thesis, through two studies, it was hypothesized that: 1) the phenotype of peripheral pro-inflammatory macrophages, as well as the activation of the P2X4 receptor in these cells, contributes to the increase in inflammation and predisposition of skeletal muscle to chronic pain; the activation of PPAR? receptors through physical exercise, alters the modulation of macrophage phenotypes, the profile of cytokines in the tissue and decreases the activation of P2X4 receptors, preventing chronic muscle pain; 2) under physical exercise, skeletal muscle itself has an anti-inflammatory role through the action of the co-activator PGC-1?1 on the NF-?B pathway. These hypotheses were tested using: 1) physical exercise, pharmacological techniques, protein expression analysis and immunohistochemical imaging in a rodent model of inflammation that generates chronic muscular hyperalgesia. 2) in vitro and in vivo transgenic models with high muscle-specific PGC-1? expression, inflammatory stimuli and gene and protein expression analysis in a model of muscle inflammation and degeneration. Results in study 1 demonstrated that: exercise prevented chronic muscle hyperalgesia, through the activation of PPAR? receptors. Activation of PPAR? receptors by 15d-PGJ2 and depletion of muscle macrophages in sedentary animals also prevents chronic hyperalgesia. The acute and chronic period of muscle hyperalgesia were characterized by an increase in inflammatory macrophages and activation of P2X4, where exercise had a preventive role, as well as increased the phenotype of anti-inflammatory macrophages. Also exercise through PPAR? activation induces a decrease in the P2X4 pathway in macrophages, related to the inflammatory process and acute pain. Finally, the concentration of IL-1? in the muscle is elevated in the acute phase, which was also prevented by exercise through the activation of PPAR? receptors. Exercise increased the concentration of IL-10 in the acute and chronic phases, but only in the chronic phase through PPAR? receptors. Results in study 2 demonstrated that: the muscle cell with high expression of PGC-1?1 has high expression of I?B? and, under inflammation, there is a low expression of IKK? and p65. In both in vitro and in vivo inflammatory models, increased expression of inflammatory genes related to the transcription factor NF-?B, is prevented when PGC-1?1 is overexpressed. Our findings suggest that physical exercise activates PPAR? receptors and increases anti-inflammatory responses in muscle tissue through the modulation of macrophage phenotype and pathway, and cytokine profile, thus preventing the establishment of chronic muscle pain, demonstrating the importance of macrophage cell modulation. Furthermore, it is suggested that the action of physical exercise on muscle involves the activation of the co-activator PGC-1?1, exerting a great anti-inflammatory role, local and systemic. These results further highlight the potential of physical exercise, and new molecular mechanisms to modulate inflammatory conditions and the related chronic muscle pain