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dc.creatorCorreia, Thiago Macêdo Lopes-
dc.description.abstractSarcopenia is one of the main outcomes of the dangerous association between aging and obesity, and is a syndrome characterized by functional and morphological impairment of skeletal muscle. Among the repercussions of sarcopenia, destabilization, fragility and systemic metabolic changes that directly affect quality of life stand out. On the other hand, physical training appears to be an effective tool against the effects of aging and obesity by contributing to reducing adiposity and protecting skeletal muscle mass. However, no studies were found that evaluated the effects of aerobic training when carried out throughout life or therapeutically on the changes caused by obesity in the early stages of aging. Objective: To investigate the effects of aerobic physical training performed therapeutically or throughout life on histological changes, redox balance, inflammation, and metabolism in skeletal muscle and cardiac ventricle caused by the association between aging and obesity in vivo and in vitro. Methods: The experiment was divided into a pilot study and a main study. The pilot study aimed to identify the age at which changes in muscle and physical performance begin in response to natural aging. Thus, 41 male Wistar rats aged 4 months were randomly distributed into 6 groups defined by age at eutanásia. Throughout the experimental protocol, the animals were weighed weekly, and physical performance was assessed monthly using the maximal running test on a motorized treadmill for rats. After defining the age at which muscle decline began (14 months), the influence of physical training on the changes observed was evaluated. To this end, 32 4-month-old male Wistar rats were randomly distributed into two groups: sedentary group (n = 16) and trained group (n = 16). Upon reaching 8 months of age, 8 animals from each group were euthanized, forming the young sedentary and trained groups. The remaining animals continued until they reached 14 months of age, and constituted the sedentary and trained aged groups. Training was carried out on a motorized treadmill for rats, at moderate intensity, on alternate days and lasting 1 hour per session. The animals were euthanized 24 hours after the last training session. Blood, adipose tissue and muscle samples were collected, duly measured and stored in an ultra-freezer -80 °C, or fixed. The frozen samples were used to quantify the inflammatory and oxidative profiles, and the samples were fixed for histological studies. The main study consisted of an in vivo and an in vitro study. The in vivo protocol was carried out with 32 male Wistar rats that were randomly distributed into four groups (n = 8/group): aged sedentary group (ESed), aging sedentary group fed a high-fat diet (HFD) (ASed+HFD), aging trained therapeutically and fed with HFD (ATT+HFD) and aging lifelong trained and fed with HFD (ALT+DHL). 24 hours after the last physical training session, all animals were euthanized and then the gastrocnemius muscle and cardiac ventricle were collected for histological, immunohistochemical, redox balance, inflammation and metabolism studies. The gastrocnemius muscle was used to analyze mRNA and microRNA expression by qPCR. Abdominal adipose tissue deposits were collected and weighed to determine body composition. For in vitro studies, primary macrophages obtained from the peritoneal exudate of 6 4-month-old male BALB/c mice, elicited through the administration of thioglycolate (3%), and primary myoblasts isolated from the gastrocnemius muscle of a 4 month old male rat were used. Cultures of macrophages and myoblasts were exposed to serum from the animals from the in vivo study for 24h. The cultures were used to analyze cell viability by MTT, total nitrites and hydrogen peroxide and to analyze the expression of genes involved in the inflammatory response and muscle metabolism. All variables of interest in this study were subjected to the Shapiro-Wilk normality test. Comparisons between pilot test groups were made using the ANOVA test for repeated measures (temporal analysis) and one-way ANOVA, followed by the Tukey post-test. For analyzes between young and aged, sedentary and trained groups, a factorial design (2x2) was adopted using the two-way ANOVA test. Analyzes of in vivo and in vitro studies were performed using Student's T test and one-way ANOVA test. Results: The results of the pilot study indicate that the decline in muscle function begins at 14 months of age, evidenced by the reduction in physical performance, lean mass and gastrocnemius muscle weight and antioxidant capacity of the muscle. On the other hand, the physical training routine up to 14 months improved body composition, inflammatory profile, redox status and protected the muscle against reduction in the cross-sectional area of the fibers. The in vivo study showed an unfavorable outcome in response to the association between aging and diet-induced obesity on muscle and cardiac parameters, morphology, fibrosis, inflammation, oxidative stress and metabolism. Furthermore, an increase in the expression of miRNA-21 and genes involved in the pro-inflammatory and catabolic response, and a reduction in the expression of genes involved in the antioxidant and anabolic response were observed in the gastrocnemius muscle. Physical training, especially the lifelong training protocol, attenuated the findings resulting from the association between aging and obesity on muscular and cardiac parameters, reduced the expression of miR-21 and increased the expression of miR-486. In in vitro studies, macrophages and myoblasts exposed to serum from aging and obese animals showed an increase in the pro-inflammatory and catabolic profile, respectively, while serum from trained animals, especially those that had undergone lifelong training, determined reduction of the pro-inflammatory and catabolic profile of cell cultures. Conclusion: In the animal model studied, the association between sedentary lifestyle, aging and obesity induced by a high-fat diet determined muscle damage, especially in the inflammatory, oxidative and metabolic profiles. On the other hand, regular physical exercise, especially throughout life, attenuated the changes caused by the association between aging and obesity in all parameters studied, in vivo and in vitro. Our findings reinforce the importance of adopting exercise routines throughout life as an effective tool against the effects of age, especially when associated with unhealthy eating habits.pt_BR
dc.publisherUniversidade Federal da Bahiapt_BR
dc.subjectExercício físicopt_BR
dc.subjectBalanço redoxpt_BR
dc.subject.otherPhysical exercisept_BR
dc.subject.otherRedox balancept_BR
dc.titleEstudos in vivo e in vitro dos efeitos do treinamento físico sobre alterações musculares decorrentes da associação entre obesidade e envelhecimentopt_BR
dc.title.alternativeIn vivo and in vitro studies of the effects of physical training on muscle changes resulting from the association between obesity and agingpt_BR
dc.publisher.programPrograma Multicêntrico de Pós-Graduação em Ciências Fisiológicas (PMPGCF) pt_BR
dc.contributor.advisor1Gusmão, Amélia Cristina Mendes de Magalhães-
dc.contributor.advisor-co1Lopes, Daiana Silva-
dc.contributor.referee1Gusmão, Amélia Cristina Mendes de Magalhães-
dc.contributor.referee2dos Santos, Andrea Pires-
dc.contributor.referee3da Silva, Robson Amaro Augusto-
dc.contributor.referee4Marques, Lucas Miranda-
dc.contributor.referee5de Freitas, Leandro Martins-
dc.description.resumoA sarcopenia é um dos desfechos principais desfechos da perigosa associação entre envelhecimento e obesidade, e se trata de uma síndrome caracterizada pelo prejuízo funcional e morfológico do músculo esquelético. Dentre as repercussões da sarcopenia, destacam-se a desestabilidade, fragilidade e alterações metabólicas sistêmicas que afetam diretamente a qualidade de vida. Por outro lado, o treinamento físico mostra-se como ferramenta eficaz contra os efeitos do envelhecimento e obesidade ao contribuir para redução da adiposidade e proteger a massa muscular esquelética. No entanto, não foram encontrados estudos que avaliaram os efeitos do treinamento aeróbico quando realizado ao longo da vida ou de maneira terapêutica sobre as alterações causadas pela obesidade nos estágios iniciais do envelhecimento. Objetivo: Investigar os efeitos do treinamento físico aeróbico realizado terapeuticamente ou ao longo da vida sobre alterações histológicas, no balanço redox, inflamação, e metabolismo no músculo esquelético e ventrículo cardíaco provocadas pela associação entre envelhecimento e obesidade in vivo e in vitro. Métodos: O experimento foi dividido em estudo piloto e estudo principal. O estudo piloto buscou identificar a idade em que as alterações musculares e de performance física se iniciam em resposta ao envelhecimento natural. Dessa forma, 41 ratos Wistar machos com 4 meses de idade foram distribuídos aleatoriamente em 6 grupos definidos pela idade à eutanásia. Ao longo do protocolo experimental, os animais foram pesados semanalmente, e a performance física avaliada mensalmente através do teste de corrida máximo em esteira motorizada para ratos. Após a definição da idade na qual o declínio muscular se iniciou (14 meses), foi avaliada a influência do treinamento físico sobre as alterações observadas. Para tal, 32 ratos Wistar machos com 4 meses de idade foram distribuídos aleatoriamente em dois grupos: grupo sedentário (n = 16) e grupo treinado (n = 16). Ao completarem 8 meses de idade, 8 animais de cada grupo foram eutanasiados, formando os grupos jovens sedentário e treinado. Os demais animais seguiram até completarem 14 meses de idade, e constituíram os grupos envelhecidos sedentário e treinado. O treinamento foi realizado em esteira motorizada para ratos, a moderada intensidade, em dias alternados e duração de 1h por sessão. Os animais foram eutanasiados 24h após a última sessão de treinamento. Foram coletadas amostras de sangue, tecidos adiposos e músculos, que foram devidamente mensurados e armazenados em ultra freezer -80 °C, ou fixados. As amostras congeladas foram utilizadas para quantificação dos perfis inflamatório e oxidativo, e as amostras fixadas para estudos histológicos. O estudo principal constitui-se de um estudo in vivo e outro in vitro. O protocolo in vivo foi realizado com 32 ratos Wistar machos que foram distribuídos aleatoriamente em quatro grupos (n = 8/grupo): grupo envelhecido sedentário (ESed), envelhecido sedentário alimentado com dieta hiperlipídica (DHL) (ESed+DHL), envelhecido treinado terapeuticamente e alimentado com DHL (ETT+DHL) e envelhecido treinado ao longo da vida e alimentado com DHL (ETL+DHL). Após 24h da última sessão de treinamento físico, todos os animais foram eutanasiados e em seguida foram coletados o músculo gastrocnêmio e ventrículo cardíaco para estudos histológicos, imuno-histoquímicos, do balanço redox, inflamação e metabolismo. O músculo gastrocnêmio foi utilizado para análise da expressão de mRNA e microRNA por qPCR. Os depósitos de tecidos adiposos abdominais foram coletados e pesados pera determinação da composição corporal. Para os estudos in vitro, foram utilizados macrófagos primários obtidos do exsudato peritoneal de 6 camundongos BALB/c machos com 4 meses de idade, elicitados através da administração de tioglicolato (3% via IP), e mioblastos primários isolados do músculo gastrocnêmio de um rato Wistar macho com 4 meses de idade. As culturas de macrófagos e mioblastos foram expostas ao soro dos animais do estudo in vivo durante 24h. As culturas foram usadas para análise da viabilidade celular por MTT, dosagem de nitritos totais e peróxido de hidrogênio e análise da expressão de genes envolvidos na resposta inflamatória e metabolismo muscular. Todas as variáveis de interesse deste estudo foram submetidas ao teste de normalidade Shapiro-Wilk. As comparações entre grupos do teste piloto foram feitas com o teste ANOVA para medidas repetidas (análise temporal) e ANOVA one-way, seguida pelo pós-teste de Tukey. Para as análises entre grupos jovens e envelhecidos, sedentários e treinados, foi adotado delineamento fatorial (2x2) utilizando o teste ANOVA two-way. As análises dos estudos in vivo e in vitro foram feitas através dos testes T de Student e ANOVA one-way. Resultados: Os resultados do estudo piloto indicam que o declínio da função muscular se inicia aos 14 meses de idade, evidenciado pela redução da performance física, peso da massa magra e do músculo gastrocnêmio e capacidade antioxidante do músculo. Por outro lado, a rotina de treinamento físico até os 14 meses melhorou a composição corporal, perfil inflamatório, status redox e protegeu o músculo contra redução da área seccional das fibras. Os resultados do estudo in vivo evidenciaram um desfecho desfavorável em resposta à associação entre envelhecimento e obesidade induzida por dieta sobre os parâmetros musculares e cardíacos morfologia, fibrose, inflamação, estresse oxidativo e metabolismo. Além disso, foi observado no músculo gastrocnêmio o aumento da expressão do miRNA-21 e genes envolvidos na resposta pró-inflamatória e catabólica, e redução da expressão de genes envolvidos na resposta anti-inflamatória, antioxidante e anabólica. O treinamento físico, em especial o protocolo de treinamento ao longo da vida, atenuou os achados decorrentes da associação entre envelhecimento e obesidade sobre os parâmetros musculares e cardíacos, reduziu a expressão do miR-21 e aumentou a expressão do miR-486. Nos estudos in vitro, os macrófagos e mioblastos expostos ao soro dos animais envelhecidos e obesos apresentaram aumento do perfil pró-inflamatório e catabólico, respectivamente, ao passo que o soro dos animais treinados, especialmente aqueles que realizaram o treinamento ao longo da vida, determinou redução do perfil pró-inflamatório e catabólico das culturas celulares. Conclusão: No modelo animal estudado, a associação entre sedentarismo, envelhecimento e obesidade induzida por dieta hiperlipídica determinou prejuízos musculares especialmente nos perfis inflamatório, oxidativo e metabólico. Em contrapartida, a prática regular de exercício físico, especialmente ao longo de toda a vida, atenuou as alterações provocadas pela associação entre envelhecimento e obesidade em todos os parâmetros estudados, in vivo e in vitro. Nossos achados reforçam a superioridade do protocolo de treinamento ao longo da vida como ferramenta eficaz contra os efeitos da idade, mesmo quando associado à hábitos alimentares não saudáveis.pt_BR
dc.publisher.departmentInstituto Multidisciplinar em Saúde (IMS)pt_BR
Appears in Collections:Tese (PMPGCF)

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