Exercício físico melhora a via de sinalização da insulina através da proteína ROCK-2 no músculo esquelético em ratos de meia-idade

O envelhecimento está associado com mudanças na composição corporal e na função metabólica. Dentre as alterações pode-se destacar o aumento da adiposidade corporal e redução da massa muscular esquelética, que é acompanhada pelo declínio na taxa metabólica. Além disso, com o envelhecimento ocorre redução na taxa de secreção de insulina e/ou na sensibilidade periférica a este hormônio, com alterações na glicemia. Tal prejuízo na homeostase glicêmica pode estar relacionado a defeitos na via de sinalização da insulina, induzida por biomoléculas secretadas pelos adipócitos ou atrelados a diminuição no conteúdo de proteínas com papel chave na transmissão intracelular do sinal da insulina em organismos envelhecidos. Por outro lado, o exercício físico aumenta a captação de glicose com efeitos sobre as proteínas envolvidas na via de sinalização da insulina em organismos jovens e idosos. No entanto, os efeitos moleculares do exercício físico na transdução do sinal da insulina ainda não são totalmente compreendidos, especialmente quando se trata de idades mais avançadas. Recentemente, uma nova proteína foi classificada com o papel de mediar a sinalização da insulina, potencializando seus efeitos. Esta proteína foi denominada Rho-quinase (ROCK), de ação tanto em tecidos periféricos (músculo esquelético, fígado e tecido adiposo) como também no hipotálamo. Sabe-se que a ROCK contribui em até 50% na ação da insulina no meio intracelular. Isto foi observado a partir de estudos com animais que tiveram a deleção, ou inibição da proteína ROCK, os quais desenvolveram resistência à insulina. Deste modo, se faz necessário à realização de mais estudos sobre esta nova proteína, visando evidenciar um melhor entendimento da ação dela na sinalização da insulina em organismos no processo de senescência. Sendo assim, o objetivo deste estudo foi investigar o efeito do envelhecimento sobre o conteúdo proteico de ROCK e sobre a via molecular de sinalização da insulina no músculo esquelético de ratos de meia-idade sedentários ou submetidos ao protocolo de exercício agudo de natação. Foram utilizados ratos Wistar distribuídos nos seguintes grupos: Jovem Sedentário (JSed): ratos com 5 meses sedentários (n=7); Meia-Idade Sedentário (MISed): ratos com 17 meses sedentários (n=7) e Meia-Idade Exercitado (MIExe): ratos com 17 meses submetidos ao exercício agudo de natação (n=7). Os animais foram submetidos ao teste de tolerância à insulina e submetidos ao protocolo de exercício de natação para extração do tecido muscular para posterior análise proteica. O protocolo de exercício físico agudo consistiu em duas sessões de 3 horas de nado sem carga separadas por 45 minutos de descanso. Foram mensuradas as proteínas ROCK-1, ROCK-2 e pAKT através da técnica de immunoblot. Os resultados obtidos demonstraram a instalação da resistência à insulina em animais de meia-idade sedentários. Este achado pode ter sido em parte, devido a diminuição do conteúdo proteico de ROCK-2 no músculo esquelético e diminuição da fosforilação da AKT. Em contrapartida, o grupo exercitado demonstrou melhora na sensibilidade à insulina acompanhado ao aumento de ROCK-2 e fosforilação da AKT após o protocolo de exercício agudo. Com isso, o exercício físico contribui para a homeostase glicêmica através do metabolismo da proteína ROCK em animais de meia-idade. Ademais, esses achados revelam um novo mecanismo no qual o exercício físico colabora com a captação de glicose no músculo esquelético de animais na meia-idade, prevenindo o agravamento da resistência à insulina em idososAging is associated with changes in body composition and metabolic function. Among the changes it may be highlighted the increase in body mass and reduction in skeletal muscle mass, which is accompanied by the decline in the metabolic rate. Furthermore, it is considered that with the aging there is a reduction in insulin secretion rate and / or in peripheral sensitivity to this hormone with changes in blood glucose. Such impaired glucose homeostasis may be related to the defects in insulin signaling pathway, induced by bio-molecules secreted by adipocytes or linked to the decrease in protein content with a key role in the transmission of intracellular insulin signal in aged organisms. Moreover, the exercise increases the glucose uptake with effects on the proteins involved in insulin signaling pathway in young and elderly organisms. However, the molecular effects of exercise in insulin signal transduction are not yet fully understood, especially when dealing with older ages. Recently, a new protein has been classified to the role of mediating the insulin signaling, enhancing their effects. This new protein was named as Rho kinase (ROCK), with action on both in peripheral tissues (skeletal muscle, liver and adipose tissue) as well as the hypothalamus. It is known that ROCK contributes up to 50% in insulin action intracellularly. This has been observed from studies with animals that had the deletion or inhibition of ROCK protein, which have developed resistance to insulin. Thus, it is necessary to carry out more studies on this new protein, in order to highlight a better understanding of its action in insulin signaling in aged organisms. Thus being, the aim of this study was to investigate the effect of aging over the ROCK protein content and over the molecular pathway of insulin signaling in skeletal muscle of sedentary middle-aged rats and submitted to the acute swimming exercise protocol. Wistar rats divided into the following groups were used: Young Sedentary (JSed): sedentary rats 5 months old (n = 7); Middle-Aged Sedentary (MISed): sedentary rats 17 months old (n = 7) and Middle-Aged exercised (MIExe): rats 17 months old and submitted to the acute swimming exercise (n = 7). The acute physical exercise protocol consists of two swimming sessions of three hours without charge separated by 45 minutes of rest. The animals were submitted to the insulin tolerance test or submitted to swimming exercise protocol for extraction of muscle tissue for subsequent protein analysis. There were measured the ROCK-1, ROCK-2, and pAKT proteins through the immunoblot technic. The obtained results showed the installation of insulin resistance in sedentary middle-aged animals. This finding was, in part, due to the decreased ROCK-2 protein content in skeletal muscle and the decrease of AKT phosphorylation. On the other hand, the exercised group showed an improvement in insulin sensitivity accompanied with the increase of ROCK-2 and pAKT after the acute exercise protocol. Thereby, the exercise contributes to the glucose homeostasis through the metabolism of ROCK protein in middle-aged animals. In addition, these findings reveal a new mechanism where the exercise collaborates with the glucose uptake in skeletal muscle of middle-aged animals, preventing from worsening the insulin resistance in the elderl