Interações do sistema circadiano com a atividade física e a temperatura ambiente

• Autor(a) principal: Frederico Sander Mansur Machado
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/56074
• topic: Relógio biológico; Atividade física regular; Ciclos de temperatura; Sistema circadiano; Ajustes fisiológicos; Fisiologia; Ritmos circadianos; Exercícios físicos; Temperatura

Background: O relógio biológico interno pode ser sincronizado por diferentes agentes ou zeitgebers. A atividade física regular e os ciclos de temperatura constituiriam estímulos secundários para a sincronização do sistema circadiano de controle temporal aos ciclos diários de claro/escuro. Portanto, o presente trabalho investigou tanto o efeito do exercício físico no sistema circadiano, quanto a influência do horário do dia nos ajustes fisiológicos induzidos pela exposição ao frio em ratos Wistar. Materiais e métodos: No primeiro experimento, investigou-se o efeito de uma única sessão de exercício físico (40%, 70% e teste de exercício progressivo até a fadiga) em diferentes componentes do sistema circadiano, tais como: a expressão de genes de relógio em músculo esquelético e adrenais (rtPCR); a secreção de corticosterona (ELISA); as oscilações de temperatura interna e atividade locomotora espontânea (telemetria). No segundo experimento, avaliou-se o efeito do treinamento físico em diversos níveis do sistema circadiano de controle temporal em condições de repouso, tais como: a expressão de genes do relógio no músculo esquelético (rtPCR); a secreção de corticosterona (ELISA), as oscilações de temperatura interna e atividade locomotora espontânea (telemetria); a atividade serotonérgica e dopaminérgica no sistema nervoso central (HPLC). Após 8 semanas de treinamento, os animais foram eutanasiados em diferentes horários do dia para colheita de cérebro, músculo esquelético e sangue. No terceiro experimento, estudou-se o efeito do horário do dia nos ajustes fisiológicos e no relógio periférico (rtPCR) em resposta à exposição aguda ao frio. Os animais foram submetidos a condições de temperatura ambiente constante (23 °C) ou ambiente frio (4 °C) em seis horários diferentes do dia por 3 horas. Imediatamente após os animais foram eutanasiados para colheita de tecido adiposo marrom e músculo esquelético. Resultados: O exercício físico durante a fase clara do ciclo claro/escuro, alterou transitoriamente o balanço térmico circadiano ao elevar a temperatura interna de maneira independente dos aumentos sustentados de atividade locomotora. Esse desequilíbrio no balanço entre temperatura interna e atividade locomotora espontânea foi acompanhado por uma elevação nos níveis de corticosterona dependente da carga de trabalho. A exposição dos animais à esteira sem a realização de exercício induziu uma elevação na transcrição de PER1 no músculo gastrocnêmio que foi atenuada de forma inversamente proporcional pela carga de trabalho realizada durante o exercício. O exercício físico realizado regularmente durante a fase clara por 8 semanas promoveu ajustes no balanço térmico diário aumentando a atividade locomotora espontânea durante a fase escura, sobretudo nas últimas horas dessa fase do dia. Centralmente, tais ajustes foram acompanhados por alterações na atividade serotonérgica e dopaminérgica na área pré-óptica e serotonérgica no núcleo paraventricular do hipotálamo. Perifericamente, o treinamento induziu um aumento na transcrição de PER1 no músculo gastrocnemio durante a transição da fase escura para a clara, indicando uma adaptação em pelo menos um dos componentes moleculares do relógio biológico periférico. Durante a exposição ao frio durante a fase de repouso observou-se uma atenuação da mudança de substrato energético preponderante. Tal alteração foi acompanhada de uma leve hipertermia associada ao aumento da taxa metabólica. Adicionalmente, o horário do dia influenciou a intensidade da resposta ao frio de diversos componentes moleculares do relógio periférico, tais como CLOCK, PER1, CRY1, CRY2 e REV-ERBα de maneira tecido-específica no músculo sóleo e no tecido adiposo marrom, sugerindo a participação do sistema circadiano periférico na modulação da resposta ao frio. Conclusão: O presente trabalho demonstrou que o exercício físico pode influenciar o sistema circadiano de controle temporal modulando perifericamente a atividade de genes do relógio e promovendo ajustes na variação diária de atividade monoaminérgica basal em áreas diretamente envolvidas no controle da temperatura interna e no balanço térmico. Além disso, ficou caracterizada não apenas a importância do horário do dia como fator determinante da intensidade dos ajustes metabólicos ao ambiente frio, mas também a provável participação do relógio periférico na modulação dessas respostas.