Immunoregulation induced by physical exercise in chronic allergic pulmonary inflammation

Os benefícios do exercício físico moderado na asma alérgica são bem conhecidos, indicando que o exercício físico tem efeito anti-inflamatório reduzindo as respostas de Th2 e remodelamento pulmonar, porém os mecanismos dessa imunorregulação ainda não são bem descritos. Esse estudo é proposto com o objetivo de investigar os mecanismos de imunorregulação induzidos pelo exercício físico moderado sobre a inflamação da asma experimental. Camundongos Balb/c foram sensibilizados com ovalbumina (OVA) e alúmen nos dias 0, 14, 21, 28 e 42 e desafiados com aerossol de OVA três vezes por semana, desde o dia 21 até o dia 51 (grupos OVA e OVA + exercício (OEX). Um teste de capacidade máxima foi realizado nos dias 21 e 51. Os grupos EX (exercício) e OEX praticaram exercício moderado nos dias 21 até 51. Vinte e quatro horas após o último desafio, os animais (n=8/grupo) foram anestesiados, traqueostomizados e ventilados mecanicamente, para avaliação da responsividade pulmonar. Foi realizada a coleta de sangue dos animais através da veia cava inferior para análise de imunoglobulinas e os animais foram posteriormente eutanasiados. Os pulmões foram então, removidos para quantificação de citocinas no homogenato e processamento histológico. Em outros grupos de animais (n=8/grupo), avaliamos as células inflamatórias no pulmão e nos linfonodos mediastinais por citometria de fluxo. A avaliação da capacidade física comprovou maior condicionamento físico nos animais submetidos ao protocolo de treinamento. Animais sensibilizados a ovalbumina apresentam hiperresponsividade e a presença da atividade física reduziu essa elevação. A prática de exercício físico reduz a hiperplasia/hipertrofia epitelial e produção de mucosubstânicas intraepiteliais gerada pela exposição a OVA. A exposição antigênica eleva os níveis de IgG2a, IgG1 e IgE e o exercício físico não modificou essa condição. A sensibilização eleva os níveis de IL-4, IL-6, o exercício físico apresenta capacidade de diminuir a quantidade dessas citocinas, já com as citocinas IL-10 e TGF-beta há o aumento dos níveis nos grupos treinados. Na análise do perfil celular, foi observado que o exercício físico protege o pulmão da intensa eosinofilia induzida pela sensibilização a OVA com intenso influxo pulmonar de Treg nos animais OEX, com maior produção de IL-10 e TGF-beta. O exercício em animais sensibilizados também elevou o influxo de macrófagos pulmonares, M1 e M2 bem como influxo e ativação de linfócitos TCD4+ e TCD8+. Nos linfonodos drenantes, foi observado também que o exercício físico por si só eleva a ativação dos linfócitos TCD4+, independentemente da presença de OVA, enquanto que nos animais sensibilizados há redução da migração de macrófagos M2. Na análise de células dendríticas, foi observado em linfonodos dos grupos submetidos ao protocolo de treinamento e sensibilizados há redução da expressão de moléculas CD80, CD86 e ICOSL em cDCs, e aumento de ICOSL pDCs, sendo que nestas mesmas células há redução de CD80. O exercício físico, ao induzir maior influxo local de células regulatórias modula a inflamação pulmonar reduzindo o influxo eosinofílico pulmonar, a responsividade pulmonar, bem como o remodelamento epitelial e produção de muco induzido pelo antígeno ovalbuminaThe benefits of moderate physical exercise in allergic asthma are well known, indicating that physical exercise has an anti-inflammatory effect reducing Th2 responses and pulmonary remodeling, but the mechanisms of this immunoregulation are not yet well described. This study aims to investigate the mechanisms of immunoregulation induced by moderate physical exercise on the inflammation of experimental asthma. Balb/c mice were sensitized with ovalbumin (OVA) and alum on days 0, 14, 21, 28 and 42 and challenged with OVA aerosol three times a week from day 21 to day 51 (OVA and OVA + exercise groups (OEX) A maximal capacity test was performed on days 21 and 51. EX (exercise) and OEX groups performed moderate exercise on days 21 to 51. Twenty-four hours after the last challenge, animals (n=8/group) were anesthetized, tracheostomized and mechanically ventilated, to evaluate pulmonary responsiveness, blood was collected from the animals through the inferior vena cava for immunoglobulin analysis, and the animals were later euthanized, and the lungs were then removed for quantification of cytokines (n=8/group), we evaluated the inflammatory cells in the lung and in the mediastinal lymph nodes by flow cytometry. Analysis of the physical capacity demonstrated greater physical fitness in the animals submitted to the training protocol. Animals sensitized to ovalbumin presented hyperresponsiveness and the presence of physical activity reduced this elevation. The practice of physical exercise reduces epithelial hyperplasia/hypertrophy and intraepithelial mucosubstance production generated by OVA exposure. Antigenic exposure increases IgG2a, IgG1 and IgE levels and physical exercise did not modify this condition. Sensitization increases the levels of IL-4, IL-6, physical exercise has the capacity to decrease the amount of these cytokines and IL-10 and TGF-beta cytokines had an increase in levels in the trained groups. In the analysis of the cellular profile, it was observed that physical exercise protects the lung from intense eosinophilia induced by OVA sensitization with intense pulmonary influx of Treg in OEX animals, with higher production of IL-10 and TGF-beta Exercise in sensitized animals also increased the influx of pulmonary macrophages, M1 and M2 as well as influx and activation of TCD4+ and TCD8+ lymphocytes. In the draining lymph nodes, it was also observed that physical exercise alone increases the activation of CD4+ T lymphocytes, independently of the presence of OVA, whereas in the sensitized animals there was a reduction in M2 macrophages migration. In the analysis of dendritic cells, it was observed in lymph nodes of the groups submitted to the training protocol and sensitized there was a reduced expression of CD80, CD86 and ICOSL molecules in cDCs, and an increase of ICOSL pDCs, and in these same cells there is reduction of CD80. Physical exercise, by inducing greater local influx of regulatory cells, modulates pulmonary inflammation by reducing pulmonary eosinophil influx, pulmonary responsiveness, as well as epithelial remodeling and mucus production induced by the ovalbumin antige