Um estudo publicado na revista Science Immunology aponta que células imunológicas mobilizadas nos músculos durante o exercício evitam a inflamação e aumentam a resistência.
A ligação entre exercício e inflamação tem cativado a imaginação de pesquisadores desde que um estudo do início do século XX mostrou um aumento de glóbulos brancos no sangue4 de corredores da maratona de Boston após a corrida.
Agora, o novo estudo da Harvard Medical School pode oferecer uma explicação molecular por trás desta observação centenária.
O estudo, realizado em ratos, sugere que os efeitos benéficos do exercício podem ser impulsionados, pelo menos parcialmente, pelo sistema imunológico. Ele mostra que a inflamação muscular causada pelo esforço mobiliza células T que combatem a inflamação, ou Tregs, que aumentam a capacidade dos músculos de usar a energia como combustível e melhoram a resistência geral ao exercício.
Há muito conhecidas pelo seu papel no combate à inflamação aberrante ligada a doenças autoimunes, as Tregs emergem agora também como intervenientes-chave nas respostas imunológicas do corpo durante o exercício, disse a equipe de pesquisa.
“O sistema imunológico, e o braço das células T em particular, tem um amplo impacto na saúde dos tecidos que vai além da proteção contra patógenos e do controle do câncer. Nosso estudo demonstra que o sistema imunológico exerce efeitos poderosos dentro do músculo durante o exercício”, disse a pesquisadora sênior do estudo Diane Mathis, professora de imunologia no Instituto Blavatnik da HMS.
Os ratos não são pessoas e as descobertas ainda precisam ser replicadas em estudos futuros, alertaram os pesquisadores. No entanto, o estudo é um passo importante para detalhar as alterações celulares e moleculares que ocorrem durante o exercício e conferem benefícios à saúde.
Proteger contra doenças cardiovasculares, reduzir o risco de diabetes, proteger contra a demência. Os efeitos salutares do exercício estão bem estabelecidos. Mas exatamente como o exercício nos torna saudáveis? A questão intriga os pesquisadores há muito tempo.
As novas descobertas surgem em meio a esforços intensificados para compreender os fundamentos moleculares dos exercícios. Desvendar o envolvimento do sistema imunológico neste processo é apenas um aspecto destes esforços de pesquisa.
“Sabemos há muito tempo que o esforço físico causa inflamação, mas não compreendemos totalmente os processos imunológicos envolvidos”, disse o primeiro autor do estudo, Kent Langston, pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Mathis. “Nosso estudo mostra, em altíssima resolução, o que as células T fazem no local onde ocorre o exercício, no músculo.”
A maioria das pesquisas anteriores sobre fisiologia do exercício concentrou-se no papel de vários hormônios liberados durante o exercício e seus efeitos em diferentes órgãos, como o coração e os pulmões. O novo estudo desvenda a cascata imunológica que se desenrola dentro do local real do esforço – o músculo.
Sabe-se que o exercício causa danos temporários aos músculos, desencadeando uma cascata de respostas inflamatórias. Aumenta a expressão de genes que regulam a estrutura muscular, o metabolismo e a atividade das mitocôndrias, as minúsculas potências que alimentam o funcionamento das células. As mitocôndrias desempenham um papel fundamental na adaptação ao exercício, ajudando as células a atender à maior demanda energética do exercício.
No novo estudo, a equipe analisou o que acontece nas células retiradas dos músculos das patas traseiras de ratos que correram uma vez em uma esteira e de animais que correram regularmente. Em seguida, os pesquisadores compararam-nas com células musculares obtidas de camundongos sedentários.
As células musculares dos ratos que correram em esteiras, seja uma vez ou regularmente, mostraram sinais clássicos de inflamação – maior atividade em genes que regulam vários processos metabólicos e níveis mais elevados de substâncias químicas que promovem a inflamação, incluindo o interferon.
Ambos os grupos apresentavam níveis elevados de células Treg nos músculos. Análises adicionais mostraram que, em ambos os grupos, as Tregs reduziram a inflamação induzida pelo exercício. Nenhuma dessas alterações foi observada nas células musculares de camundongos sedentários.
No entanto, os benefícios metabólicos e de desempenho do exercício foram aparentes apenas nos praticantes regulares – os ratos que tiveram repetidas sessões de corrida. Nesse grupo, as Tregs não apenas subjugaram a inflamação e os danos musculares induzidos pelo esforço, mas também alteraram o metabolismo muscular e o desempenho muscular, mostraram os experimentos. Esta descoberta está alinhada com observações bem estabelecidas em humanos de que uma única sessão de exercício não leva a melhorias significativas no desempenho e que a atividade regular ao longo do tempo é necessária para produzir benefícios.
Análises adicionais confirmaram que as Tregs foram, de fato, responsáveis pelos benefícios mais amplos observados em praticantes regulares de exercício. Os animais que não tinham Tregs apresentavam inflamação muscular desenfreada, marcada pelo rápido acúmulo de células promotoras de inflamação nos músculos das patas traseiras. Suas células musculares também apresentavam mitocôndrias notavelmente inchadas, um sinal de anormalidade metabólica.
Mais importante ainda, os animais sem Tregs não se adaptaram às crescentes exigências de exercício ao longo do tempo, como fizeram os ratos com Tregs intactas. Eles não obtiveram os mesmos benefícios para o corpo inteiro com o exercício e tiveram diminuição da aptidão aeróbica.
Os músculos destes animais também tinham quantidades excessivas de interferon, um conhecido causador de inflamação. Análises posteriores revelaram que o interferon atua diretamente nas fibras musculares para alterar a função mitocondrial e limitar a produção de energia. O bloqueio do interferon evitou anormalidades metabólicas e melhorou a aptidão aeróbica em camundongos sem Tregs.
“O vilão aqui é o interferon”, disse Langston. “Na ausência de Tregs guardiãs para combatê-lo, o interferon passou a causar danos descontrolados.”
O interferon é conhecido por promover a inflamação crônica, um processo subjacente a muitas doenças crônicas e condições relacionadas com a idade e que se tornou um alvo tentador para terapias destinadas a reduzir a inflamação. Tregs também chamaram a atenção de cientistas e da indústria como tratamentos para uma série de condições imunológicas marcadas por inflamação anormal.
As descobertas do estudo fornecem um vislumbre do funcionamento celular interno por trás dos efeitos anti-inflamatórios do exercício e sublinham a sua importância no aproveitamento das defesas imunitárias do próprio corpo, disseram os pesquisadores.
Existem esforços em andamento para projetar intervenções direcionadas às Tregs no contexto de doenças imunomediadas específicas. E embora as condições imunológicas causadas por inflamação aberrante exijam terapias cuidadosamente calibradas, o exercício é outra forma de combater a inflamação, disseram os pesquisadores.
“Nossa pesquisa sugere que, com o exercício, temos uma maneira natural de aumentar as respostas imunológicas do corpo para reduzir a inflamação”, disse Mathis. “Observamos apenas o músculo, mas é possível que o exercício também esteja aumentando a atividade das Treg em outras partes do corpo.”
As células T reguladoras protegem as mitocôndrias musculares dos danos mediados pelo interferon-γ para promover os efeitos benéficos do exercício
O exercício melhora o desempenho físico e reduz o risco de muitos distúrbios, como doenças cardiovasculares, diabetes tipo 2, demência e câncer. O exercício caracteristicamente incita uma resposta inflamatória, principalmente nos músculos esqueléticos.
Embora alguns mecanismos efetores tenham sido identificados, os elementos regulatórios ativados em resposta ao exercício permanecem obscuros.
As células T reguladoras (Tregs) apoiam a reparação do músculo lesionado, mas ainda não está claro se elas participam na resposta do músculo saudável ao treino físico.
Neste estudo, abordou-se os papéis das células T reguladoras (Tregs) Foxp3+CD4+ nas atividades saudáveis do exercício por meio de análises imunológicas, transcriptômicas, histológicas, metabólicas e bioquímicas de modelos de exercício agudo e crônico em camundongos.
O exercício induziu rapidamente a expansão do compartimento Treg muscular, protegendo assim contra a produção excessiva de interferon-γ e consequentes perturbações metabólicas, particularmente aberrâncias mitocondriais.
Os efeitos do treinamento físico na melhoria do desempenho foram atenuados na ausência de Tregs.
Assim, o exercício é um estimulador natural de Treg com potencial terapêutico em contextos de doenças e envelhecimento.
Fontes:
Science Immunology, Vol. 8, Nº 89, em 03 de novembro de 2023.
Harvard Medical School, notícia publicada em 03 de novembro de 2023.
