Exercício Intervalado pode ser melhor que Contínuo para biogênese mitocondrial

A leitura de artigos científicos não é uma prática frequente fora do meio acadêmico. Eu, particularmente, até acho que jovens no ensino médio deveriam ter contato com este tipo de produto, pois uma parcela elevada deles vai seguir no ensino formal, estudando em diferentes cursos nas mais variadas faculdades e universidades.

Assim, para ilustrar o contexto de leitura e das partes de um texto acadêmico publicado em uma “boa” revista, vou descrever o conteúdo de um artigo chamado “Sprint-interval but not continuous exercise increases PGC-1α protein content and p53 phosphorylation in nuclear fractions of human skeletal muscle”, que pode ter o resumo gratuitamente acessado clicando aqui, ou o artigo todo clicando aqui.

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Ele foi publicado na “Scientific Reports” (www.nature.com/srep/about), com tradução abrasileirada de “Relatórios Científicos”, uma revista do grupo da Nature (uma das 2 revistas científicas mais famosas do mundo) e tem fator de impacto de  5.228, ou seja, não tem um elevado impacto científico na produção internacional do conhecimento, mas não é de se desprezar… Por exemplo, na área da Educação Física, o periódico brasileiro com maior fator de impacto é a “Revista Brasileira de Medicina do Esporte” e ele não chega a 0,5. Na verdade, é de exatamente 0,18 (http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_serial&pid=1517-8692&lng=en&nrm=iso).

Primeiro, vamos voltar para o título. Ele pode ser traduzido como “Sprints intervalados mas não exercício contínuo aumenta o conteúdo proteico de PGC-1α e a fosforilação da p53 e, frações nucleares do músculo esquelético humano”. Ok, é possível que muita gente já desista do artigo só pelo título, mas olhe por outro lado, ele já apresenta um resultado – provavelmente o resultado mais importante do estudo. Qual? Que o Treinamento Intervalado de Alta Intensidade (HIIT), mas não o exercício contínuo aumenta duas coisas diferentes, uma relacionada à PGC-1α e outra relacionada à p53! Para fazer as “devidas ligações”, resta saber o que são ambas. Resumidamente, a PGC-1α é uma proteína que, quando ativada, solicita biogênese (crescimento) de mitocôndrias. Ou seja, mais conteúdo desta proteína pode aumentar a chance da comunicação para elevação das mitocôndrias, ou seja, o conteúdo proteico per se não garante aumento de capacidade mitocondrial – ele apenas “solicita” que haja este aumento. Se vc quiser saber mais sobre o PGC, veja na Wikipedia (https://en.wikipedia.org/wiki/PPARGC1A) ou em um conteúdo mais… acadêmico (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17108241).

Além da PGC-1α, o treino com sprints também aumentou mais a fosforilação da p53. Em geral, quando uma proteína está fosforilada – fosforilação é a adição de um grupo fosfato (PO4) – ela fica “ativa”, e funciona (mais ou melhor). A p53 é famosa por ser uma supressora de tumores (https://en.wikipedia.org/wiki/TP53), no entanto, no contexto deste estudo, destaca-se sua função TAMBÉM no perfil das mitocôndrias…

Tudo o que você leu até aqui é para explicar… o significado do título do artigo.

Bom, fora o título, também vale a pena destacar que o artigo foi publicado por autores que estão vinculados a instituições na Austrália (Granata, Oliveira e Bishop), Alemanha (Renner) e Canadá (John Little). Se você clicar no link vinculado ao sobrenome dos autores, irão aparecer suas publicações que estão cadastradas no PUBMED – a maior base de dados científicos da área biomédica. Se tiver curiosidade, os artigos que colaborei, e estão no pubmed, podem ser localizados clicando aqui.

Também vale destacar o tempo entre submissão e publicação (item 4). O artigo chegou na revista em AGOSTO de 2016 e em MARÇO de 2017 estava publicado. Este tempo é MUITO BOM, se não for EXCELENTE! Normalmente revistas (BEM) pagas que demoram este tempo curto. Normalmente, coisa entre 12 e 18 meses é considerada “normal”. Assustador, mas normal… afinal, a ciência é muito rápida, e esperar 2-3 anos até um artigo ser publicado é preocupante. Por isto que algumas revistas tem uma seção chamada de Ahead-of-Print, ou seja, artigos aprovados, mas que não foram publicados ainda. Às vezes, a fila de publicação é grande e, portanto, demora bastante tempo para a publicação…

O resumo tem 205 palavras, e não vou entrar nos seus detalhes, por que o artigo completo traz as informações do resumo… Ao contrário do que acontece aqui, as pessoas normalmente leem apenas o resumo. Nosso caso vai ser diferente. Não vou falar do resumo, e vocês só lerão sobre o texto completo. Se quiser ler o resumo, pega o artigo 😉

Quanto ao texto completo, vale destacar uma informação legal. O artigo NÃO ESTÁ no formato IMRD, ou seja, Introdução, Métodos, Resultados e Discussão, embora este seja o modo (quase que universalmente) mais aceito…. O artigo é apresentado em outro formato – INTRODUÇÃO, RESULTADOS, DISCUSSÃO, MÉTODOS e, então, referências. Assim, diferentemente do que alguns intelectualóides pensam, até grandes revistas dão mais valor à apresentação de introdução e resultados, deixando métodos para aqueles mais aficionados e interessados em pormenores (o que se constitui por 5% dos leitores – sendo otimista).

Na introdução, especificamente, os autores recuperam informações relacionadas à capacidade do exercício físico proporcionar biogênese mitocondrial, e que isto pode ajudar no aumento da capacidade de oxidar substratos. Além disto, destacam que o exercício pode contribuir na prevenção de doenças crônicas e indicam a recomendação de 150 min por semana. Aí, já partem para falar que o povo não tem tempo (claro que não… Netflix), e que formas mais tempo-eficientes poderiam ser úteis. Terminam o 1º parágrafo falando o que é SIT – Sprint Interval Training e que existe limitada informação sobre seu impacto em eventos moleculares que regulam a biogênese mitocondrial, especialmente em comparação ao exercício aeróbio contínuo.

O segundo parágrafo explica as variáveis dependentes do estudo, a PGC-1α e a p53. Quanto à primeira, indicam que ela modula a transcrição genética no núcleo da célula para biogênese mitocondrial. Apontam que há controvérsias quanto ao “timing” e magnitude do conteúdo proteico da PGC-1α no músculo esquelético humano. Para isto, ilustram apontando que há efeito do SIT após 3h de recuperação, mas que com exercício contínuo os resultados são conflitantes entre positivo após 3h e ausência de modificação. E esta controvérsia, para os autores, poderia ser devida ao baixo “n” amostral dos estudos prévios – com 4 a 6 pessoas – e em decorrência das diferenças considerando o nível de aptidão física dos participantes. Neste parágrafo, os autores ainda apresentam outra limitação dos estudos, a coleta de poucos pontos temporais, não proporcionando a possibilidade da análise temporal dos efeitos do exercício nesta variável.

O terceiro parágrafo é sobre a p53, indicada como fator chave para a biogênese mitocondrial derivada do exercício. Levantam a lacuna de não haver estudos investigando a p53 NUCLEAR, apesar de investigações prévias investigarem os efeitos do exercício contínuo na p53. Ah! Registram que não existem estudos sobre os efeitos do HIIT na p53.

O quarto parágrafo apresenta outra variável dependente, a PHF20, uma reguladora da p53, que já foi investigada com HIIT e exercício contínuo, sendo que 4 semanas de HIIT All-Out tende a aumenta-la, o que não acontece com o exercício contínuo. No entanto, segundo os autores, não são conhecidos os efeitos AGUDOS do exercício no conteúdo NUCLEAR da PHF20, nem se exercícios diferentes geram resultados distintos!

O último parágrafo da introdução apresenta a proposta do estudo, que é comparar os efeitos de uma sessão única de exercício contínuo e de SIT em proteínas regulatórias associadas com biogênese mitocondrial no núcleo e no citoplasma de músculo estriado esquelético humano. Eles hipotetizaram que o exercício aumentaria estes marcadores, e que o SIT aumentaria em maior magnitude que o exercício contínuo, com menos tempo e menos trabalho realizados.

*Preste atenção na estrutura da introdução: Os autores começam falando dos benefícios do exercício, dos problemas relacionados à falta de exercício, e das barreiras à prática – neste caso, uma barreira falaciosa, mas usual. Aí indicam o SIT como possibilidade de prática, e que há lacuna na literatura sobre eventos moleculares relacionados a ele. Os parágrafos seguintes estão a serviço da realização de uma mini-revisão da literatura considerando as variáveis dependentes, e suas relações com os tipos de exercícios propostos no estudo, sempre explicitando a lacuna científica e as limitações dos estudos prévios.

Aí, como eu disse antes, os autores vão para os RESULTADOS. Mas, didaticamente, eu vou apresentar primeiro os MATERIAIS e MÉTODOS, que eles chamam apenas de “MÉTODOS”, e que nunca devemos usar o termo “Metodologia” em um artigo original…

Foram recrutados 20 homens saudáveis de 18 a 35 anos não fumantes, livres de medicamentos e moderadamente treinados, sem estarem engajados em esportes cíclicos. Os autores falam dos aspectos éticos, mas não trazem dados sobre cálculo do tamanho amostral, procedimento muito frequente no cotidiano acadêmico. Ou seja, porque recrutaram 20, e não 10 ou 30 participantes? “- Porque eles quiseram” não é uma resposta adequada.

Foram realizados dois tipos de “testes”: um teste aeróbio incremental e um outro exercício (contínuo ou sprint intervalado) com biópsias musculares. Se você nunca viu uma biopsia muscular, clique aqui e veja. Os autores também descrevem os cuidados pré-testes, como 72h sem exercícios extenuantes e álcool, bem como nada de exercícios nas 24h prévias. Nas 3h antes dos testes, nada de cafeína ou comida.

Após as medidas iniciais, os participantes foram randomizados em dois grupos, a partir de ordenamento contrabalanceado reverso. Ou seja, dos dois melhores sujeitos quanto ao LIMIAR ANAERÓBIO, um ia para cada grupo, os sujeitos 3 e 4 iriam, em ordem inversa ao sorteado anteriormente, e assim sucessivamente. Eles foram alocados em dois grupos – CONTÍNUO (CE) e Sprint Intervalado (SIE). Estes indivíduos, depois, iriam participar de um outro estudo, que durou 4 semanas… Os dados dos sujeitos são apresentados na tabela abaixo.

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O teste aeróbio foi feito numa bicicleta Lode para determinar FC pico, Consumo de oxigênio pico, potência pico e limiar anaeróbio com método DMAX (que explicarei um dia). No entanto, os autores falam sobre duração dos estágios (4min), mas não da carga incrementada a cada estágio, reportando para artigo previamente publicado. Suponho que foram aumentos de 30W, considerando incrementos de 7,5W para minutos completados em um estágio incompleto. Além do consumo de O2, também mediram a concentração de lactato.

Para as biópsias musculares, coletas foram realizadas de manhã, e aos participantes foi oferecida alimentação padronizada com vistas a diminuir o efeito da ingesta alimentar na expressão gênica. Foram realizadas duas biópsias, uma antes, outra após a sessão de treino (CE ou SIE) e a última 3h após a sessão.

Quanto aos treinos CE e SIE – O exercício contínuo (CE) foi feito por 24 min de modo contínuo em uma bicicleta com intensidade equivalente a 90% do limiar anaeróbio. Considerando aquecimento, a sessão toda durou 32 mim, e estava dentro do que as diretrizes do ACSM indicam para um estímulo “aeróbio”. O SIE – exercício com sprints intermitentes foi feito após o mesmo aquecimento de 6 min, sendo cumpridos 4 sprints de 30s contra resistência de 7,5% da massa corporal do indivíduo o mais rápido que ele podia, e 4 min de recuperação (não dita se ativa ou passiva). A sessão toda durou 22 min, incluído aquecimento.

Foram realizadas diversas análises da musculatura estriada esquelética que foi retirada na biopsia feita. Analisaram-se frações do núcleo e do citosol da célula muscular, mas amostras de só 9 participantes de cada grupo foram suficientes para as análises. Com estas amostras, foram feitas as análises de proteínas (que, além da PGC-1α e a p53, explicarei as funções nos resultados). Além das proteínas, concentração e expressão de RNA também foram analisadas.

Na análise estatística, os dados, a princípio, são apresentados como média e desvio padrão. As comparações das variáveis de interesse, segundo protocolos, foram feitas com um teste t não-pareado. Também foi realizada análise de variância (ANOVA) de medidas repetidas quando as variáveis foram medidas ANTES e DEPOIS do exercício. Além do p-valor, também apresentam o tamanho do efeito, segundo o “d” de Cohen.

Agora vamos para os resultados! Parte deles é apresentada lá na tabela 1 mesmo… A sessão CE demandou maior produção de trabalho, embora maior produção de potência tenha sido observada na sessão de SIE, ambos os treinos aumentaram a concentração de lactato, mas o SIE aumentou 3x mais que o CE! No treino contínuo os caras ficaram perto de 80% da FC e no SIE a FC chegou a mais de 90% do máximo.

Nas análises musculares, a proteína p53 (lembra dela? Se não lembra volte à introdução) aumentou em relação ao repouso. E isto vale para a p53 do núcleo e do citosol.

A figura abaixo mostra os valores da p53 “sozinha” e em unidades arbitrárias, ou seja, a partir dos dados do western blot

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Mas existem dados da p53 com controles adicionais, e aí a informação é um pouco mais impactante, pois os seus valores são estatisticamente diferentes entre SIE e CE no momento imediatamente após o treino:

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Os autores também apresentam os valores da PH20, proteína que regula a p53, e ela aumenta nos dois modelos de exercício no momento pós-treino:

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Uma outra informação interessante é que a p38 MAPK também aumentou mais após o SIE que o contínuo:

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A p38 é uma proteína responsiva a estímulos estressantes e, quando fosforilada (ativada), está relacionada à apoptose celular. Ao mesmo tempo, favorece para aumento de fatores transcricionais que contribuem para a miogênese, ou seja, para o desenvolvimento das células musculares.

Os dois tipos de exercício aumentaram a quantidade de acetil-Coa carboxilase, sem diferenças entre eles.

Quanto à expressão gênica, não houve efeito na p53, mas sim na PGC-1α, sem diferenças entre tipos de treino. No entanto, para conteúdo proteico de PGC-1α, houve aumento superior no SIE em comparação ao CE tanto no núcleo (já imediatamente após), quanto no citosol (3h após o treino):

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Nesta parte de resultados tem mais algumas informações que valem a pena ser apreendidas, especialmente para pessoas mais ligadas à parte da bioquímica aplicada ao exercício. Como mensagem geral DOS RESULTADOS, indica-se que o SIT gerou maior estresse metabólico, e isto fez com que o RNA e proteínas relacionadas à biogênese das mitocôndrias “girassem mais”!

Após os resultados é apresentada a DISCUSSÃO dos dados.

São 12 parágrafos de discussão tentando explicar os achados do estudo, e suas principais implicações. Em geral, um jovem estudante está cansado da leitura quando chega a este ponto (Discussão). No entanto, vale a dica: A discussão é (ou deveria ser) a parte mais legal do artigo!

Antes dela iniciar, é importante salientar que, NESTE ESTUDO, os efeitos relatados acima são decorrentes de UMA ÚNICA sessão de treino. Ou seja, são agudos. No entanto, também é importante destacar que os autores TAMBÉM publicaram os dados de 4 semanas de treino, com efeitos crônicos, que podem ser acessados nesse artigo: “Training intensity modulates changes in PGC-1α and p53 protein content and mitochondrial respiration, but not markers of mitochondrial content in human skeletal muscle”.

 

Vamos para a discussão?

Seu início é mais ou menos assim: “Pela primeira vez um estudo relata que somente SIE, e não CE, foi associado com aumento na p53 fosforilada após o exercício em fração nuclear de musculo esquelético humano”. Os autores relativizam este achado reforçando a ideia que o tempo e curso do acumulo da p53 e da PGC-1α nuclear pode ser diferente no SIE e no CE.

Mas também indicam que o SIE pode ser um estímulo mais potente para induzir alguns eventos moleculares associados com a biogênese mitocondrial.

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