Intake of whey hydrolysate by the exercinsing rat and its effects on stomach and heart parameters

Resumo: Estudos recentes sugerem que o consumo das proteínas do soro de leite, quando parcialmente hidrolisadas, resulta em efeitos fisiológicos diferentes daqueles produzidos pelas proteínas intactas. Desse modo, o objetivo do presente trabalho foi verificar as alterações metabólicas causadas nos tecidos do estômago e coração, e na resistência à exaustão, utilizando ratos Wistar alimentados com isolado do soro de leite, ou seu proteolisado enzimático, e submetidos a exercício físico. Foram investigadas possíveis alterações na atividade enzimática da pepsina, glicogênio sintase, glicogênio fosforilase, creatina quinase e glicogênio do miocárdio e a perfusão de peptídeos através do estômago. O ensaio biológico teve duração de 42 dias, com 120 ratos divididos em 12 grupos (n=10), sendo três fontes protéicas: caseína (C), proteína hidrolisada (H), proteína intacta do soro de leite (I) e quatro tipos de atividade física: treinado (T), treinado-exausto (TX), sedentário (S), sedentário-exausto (SX), em esteira rolante, por quatro semanas. Foram observados valores mais altos na atividade da enzima creatina quinase (sem diferença significativa) nos grupos T e TX, quando esses consumiram dieta H. Em relação ao treinamento, foram encontradas maiores quantidades de glicogênio miocárdico nos animais submetidos a menor atividade física. Em relação à dieta, as concentrações de glicogênio variaram aleatoriamente. Entretanto, os animais que consumiram a dieta H exibiram menor atividade da glicogênio sintase do que aqueles que receberam dieta I, e esses também menores que a dieta C. Na enzima glicogênio fosforilase, notou-se valores maiores de atividade enzimática nos grupos de animais do grupo T em relação aos outros grupos, sendo que a dieta H mostrou resultados menores em comparação com as outras dietas. Quanto à exaustão, foram comparados os grupos H e I, sendo que os grupos que foram submetidos a treinamento prévio (TX) mostraram-se mais resistentes à exaustão do que aqueles que foram mantidos sedentários (SX). Na atividade enzimática da pepsina, os resultados entre grupos foram semelhantes, notando-se aumento no grupo sedentário que consumiu o hidrolisado, mas desaparecendo com a exaustão. Estudo da possibilidade de perfusão de peptídeos através da parede estomacal encontrou evidências de que, ao menos, um peptídeo rico em valina é detectado no perfusado externo ao cabo de duas horas. Foi observada maior quantidade de picos eletroforéticos no conteúdo do estômago dos animais dos grupos SX e TX que receberam infusão do hidrolisado e teores de aminoácidos livres mais elevados no grupo S do que nos demais. Associando os valores encontrados para aminoácidos livres com os valores de aminoácidos totais, no interior e exterior do estômago, pode se afirmar que o conteúdo de peptídeos formados no estômago, no grupo que recebeu a infusão de hidrolisado, foi superior à que recebeu o isolado. Conclui-se que ambos o tipo de atividade física e a fonte protéica da dieta podem influenciar aspectos fisiológicos, tais como a atividade da pepsina, a facilidade com que peptídeos são gerados e acumulados no órgão, sendo que alguns peptídeos podem atravessar a parede estomacal. As implicações decorrentes destes fenômenos ainda aguardam maior investigaçãoAbstract: Recent studies suggest that the consumption of milk whey proteins, if partially hydrolyzed, result in different physiological effect from those produced by the ingestion of the unbroken proteins. Therefore, the objective of the present work was to verify eventual metabolic alterations caused in the stomach and heart tissues of exercising Wistar rats fed an enzymatic milk whey hydrolyzate, as compared to cohorts receiving the unhydrolyzed proteins. The enzymatic activity of pepsin and those of glycogen synthase, glycogen phosphorylase, creatine kinase, as well as glycogen stores of the myocardium were thus investigated. Additionally, the perfusion of peptides through the stomach wall using capillary electrophoresis and liquid chromatography was also verified. The biological assay was conducted with 120 rats, during 42 days. The animals were divided into 12 groups (n=10), as follows: three protein sources: casein (C), protein hydrolyzate (H) and the unbroken whey protein (I), in addition to four types of physical activity: trained (T), trained-exhausted (TX), sedentary (S), sedentary-exhausted (SX) for four weeks. For creatine kinase, higher activities were observed (without significant difference) in groups T and TX, when these consumed diet H. With regard to myocardial glycogen, higher stores were found in the animals with lesser physical activity, while glycogen concentrations varied randomly in response to the diet. However, the animals that consumed diet H exhibited lower glycogen synthase activity in comparison to those that received diet I, which in turn were lower than those that received diet C. As for glycogen phosphorylase, higher values were noticed in the groups subjected to training (T) in relation to the other groups. Similarly, the animals on diet H also responded with lower activities. With regard to exhaustion time, only those groups that underwent training (TX) appeared to be more resistant to exhaustion than those that remained sedentary (SX). The enzymatic activity of pepsin did not show significant differences among groups, except for the increase of the sedentary that consumed diet H. The increase, however, disappeared when the animals were brought to exhaustion. Study of the possibility of perfusion of whey protein peptides through the stomach wall suggested that at least one peptide rich in valine promptly perfused to the external fluid. A higher number of capillary electrophoretic peaks were also observed in the stomach contents of the animals of groups SX and TX that received the hydrolyzate infusion and, by liquid chromatography, it was possible to notice that the group S stomachs had greater levels of free amino acids than the other groups. Comparing the values found for free amino acids with the total amino acids, in both the inside and outside of the stomach, it could be stated that the content of peptides formed in the stomach was considerably greater in the group infused with the hydrolyzate than with the isolate. It is concluded that chronic consumption of the whey protein hydrolyzate as the only source of protein results in enzymatic changes consistent with a more efficient physiologic state, favorable to higher physical performance, such as higher myocardial creatine kinase and lower glycogen kinase and phosphorylase activities. No significant changes in pepsin activity in the rat stomach were observed, but the readiness with which the hydrolyzate peptides accumulate and traverse the organ wall was evident. Further data to provide a better understanding of the implications of consuming prehydrolyzed proteins await investigatio