Effects of physical exercise and leucine association on metabolic activity of cardiac and skeletal muscles in Walker-256 tumour-bearing rats

Orientador: Maria Cristina Cintra Gomes MarcondesTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: A revisão da literatura mostra que a caquexia, síndrome comum em vários tipos de cânceres, é o fator mais importante que leva a morte prematura dos pacientes. Este quadro é caracterizado pela grande perda de peso involuntária e consequente diminuição da qualidade e do tempo de vida do paciente. Desse modo, o presente trabalho teve como principal interesse o estudo dos mecanismos envolvidos nas alterações do metabolismo proteico muscular e cardíaco do hospedeiro frente ao crescimento do carcinoma de Walker-256, em ratos adultos, modulados pela suplementação nutricional com leucina associada ao exercício físico. Esses animais foram submetidos ao exercício físico aeróbio de intensidade leve a moderada e submetidos à suplementação nutricional com leucina, e então avaliou-se as vias de sinalização da tradução de síntese proteica na musculatura esquelética, parâmetros eletrocardiográficos e biomarcadores relacionados à danos no tecido cardíaco. Sabe-se que a suplementação nutricional com aminoácidos de cadeia ramificada, mais especificamente com a leucina, pode preservar o conteúdo proteico e diminuir o catabolismo muscular esquelético de ratos portadores do carcinoma de Walker-256. Por outro lado, o exercício físico promove aumento do consumo de glicose, diminuindo assim os níveis de glicose e insulina circulantes, consequentemente, reduzindo a oferta desse substrato às células tumorais, melhorando ou normalizando a captação de nutrientes pelos tecidos periféricos do hospedeiro. O exercício físico proporcionou melhora do quadro caquético, além de promover diminuição do crescimento tumoral, estimulou a síntese proteica, modulando parâmetros teciduais cardíacos relacionados com a insuficiência cardíaca. A suplementação nutricional com leucina melhorou a espoliação corpórea, prevenindo possível alteração funcional tanto da musculatura esquelética, quanto da musculatura cardíaca. Assim, os resultados aqui apresentados mostraram que os efeitos individualizados da suplementação nutricional com leucina e o exercício físico tiveram efeitos positivos e modulatórios quanto à depleção proteica, preservando a proteína muscular esquelética e cardíaca, recuperando os principais tecidos alvos que são afetados pelo estado caquéticoAbstract: The literature shows that the cachexia syndrome is commonly found in many types of cancers, being the most important factor that leads to premature death of these patients. In this state occurs involuntary weight loss, which consequently reduces the life quality and survive of these patients. Thus, the present work aimed to study the biochemical and molecular mechanisms involved in Walker-256 tumour-induced changes in protein metabolism of muscle and heart tissue in adult rats subjected to nutritional leucine supplementation and exercise. The animals were submitted to swimming, an aerobic exercise with light to moderate intensity, and fed a leucine-rich diet, during 45days. After 21 days of tumour growth, the animals were accessed to ECG parameters and followed the sacrifice evaluated the cell signalling pathways for protein synthesis in skeletal muscle, and biomarkers related to tumour-induced damage in heart tissue. The nutritional supplementation with branched-chain amino acids, mainly leucine, can preserve the protein content, reducing the catabolism of skeletal muscle in tumour-bearing rats. On the other hand, exercise promotes an increase in glucose uptake by muscle cells, decreasing serum glucose and insulin levels and leading to decrease energy supply to the tumour cells. In this way, the exercise can improve or normalise the nutrient uptake by host peripheral tissues. The exercise provided an improvement of cachectic state, stimulating the muscle protein synthesis, and promoted the reduction of tumour growth. However, the changes in heart tissue parameters are related to heart failure we found that leucine-rich diet could improve some biomarkers likely suggesting the positive benefit of nutritional supplementation. Leucine supplementation provided some improvements minimising the body spoliation, as well as preventing possible functional alteration of both skeletal muscle and cardiac muscle. Thus, the results presented here shows that nutritional leucine supplementation or exercise have individual and some specifically modulatory effects. Additionally, this association can preserve the protein depletion, maintaining the skeletal and cardiac muscle protein, which can clearly conduct to recovering the main target tissues in tumour-induced cachectic ratsDoutoradoFisiologiaDoutora em Biologia Funcional e MolecularCAPE