Acute supplementation with leucine lowers marker of muscle damage in untrained rats after a single acute bout of exercise to exhaustion

Estudos recentes têm associado à prática de exercício físico de alta intensidade e de forma inabitual a alterações musculares que incluem lesões estruturais das miofibras. Nessa perspectiva, a suplementação de aminoácidos de cadeia ramificada (BCAA) destaca-se como uma estratégia eficaz no controle do dano celular e na promoção da recuperação muscular. Uma vez que, dentre os BCAA, a leucina é o que apresenta maior influência sobre a regulação de mecanismos anabólicos que incluem o estímulo ao aumento da taxa de tradução de RNAm mediado pela proteína quinase mTOR, se especula quais os possíveis efeitos da sua suplementação isolada em um modelo de exercício físico extenuante e inabitual. Buscamos então, com o presente estudo, avaliar o efeito da suplementação com leucina sobre as concentrações séricas de creatina quinase - marcadores de lesão muscular - e sobre a expressão e fosforilação das proteínas mTOR, 4E-BP1, S6K1, IKK, IkB-α, NF-κB - componentes de vias envolvidas na síntese de proteínas e da inflamação - no músculo esquelético de ratos adultos não treinados, submetidos a uma sessão de exercício até a exaustão. Para tanto, 48 ratos machos adultos da linhagem Sprague-Dawley foram distribuídos em 10 grupos, sendo que T3L, T48L E T72L receberam suplementação com leucina [leucina (135 mg/100 g) e T3A, T48A e T72A receberam uma mistura de aminoácidos não essenciais (135 mg/100 g)] ao final de uma sessão de exercício físico agudo até a exaustão; T3E, T48E e T72E - não receberam suplementação e foram submetidos ao protocolo de exercício; o grupo controle não recebeu suplementação e não foi submetido ao protocolo de exercício. Em seguida os animais foram eutanasiados 3, 48 e 72 horas após o termino do exercício para análise dos marcadores investigados. Entre os parâmetros avaliados houve diferença significativa na atividade da creatina quinase entre os grupos TL3 e TL4. No entanto os marcadores biomoleculares não apontaram diferenças entre os grupos. No entanto a fosforilação do NF- Kb da fração nuclear demonstrou uma tendência a ser menor nos grupos suplementados com leucina e o mesmo acontece com a MCP-1 (proteína quimioatraente de monócitos). Visto isso, podemos concluir que, em nossas condições experimentais, as vias de sinalização estudadas estavam envolvidas na diminuição da atividade da creatina quinase, porém, nossos resultados apontam que a suplementação com leucina pode estar envolvida em mecanismos que atenuem o dano celular após o exercício agudo em ratos não treinados.Recent studies have associated infrequent exercise of high intensity to muscle changes that include structural lesions in myofibres. The supplementation of branched chain aminoacids (BCAA) stands out as an effective strategy in controlling the cell damage and promoting muscle recovery. As leucine is the BCAA exerting more influence on the regulation of anabolic mechanisms that include stimulating the increase of mRNA translation rate mediated by the protein kinase mTOR, it is speculated the potencial effects of leucine supplementation alone in a model of strenuous and infrequent exercise. In the present study, we evaluate the effect of leucine supplementation on serum levels of creatine kinase - marker of muscle damage - and on the expression and phosphorylation of proteins mTOR, 4E-BP1, S6K1, IKK, IkB-α, NF-κB - components of pathways involved in protein synthesis and inflammation - in the skeletal muscle of untrained adult rats, after a single acute bout of exercise to exhaustion. Forty eight adult male Sprague-Dawley rats were divided into 10 groups: T3L, T48L and T72L groups were given leucine supplementation [leucine (135 mg/100 g), and T3A, T48A and T72A groups were given a mix of non-essential aminoacids (135 mg/100 g)] at the end of the acute bout of exercise to exhaustion; T3E, T48E and T72E groups did not receive supplementation and underwent the exercise protocol; control group was not given supplementation nor exercise protocol. The animals were killed 3, 48 and 72 hours after the end of exercise to analyze the markers under study. Among the parameters assessed, there was a significant difference in the activity of creatine kinase between groups TL3 and TL4. However, no differences were seen in the biomolecular markers between groups. Nevertheless, the nuclear fraction of NF- Kb phosphorylation tended to be lower in the groups supplemented with leucine and the same was seen with MCP-1 (monocyte chemoattractant protein). Taken together, we conclude that the signalling pathways studied, in our experimental condition, do not seem to be involved in the reduced activity of creatine kinase; conversely, our results indicate that leucine supplementation may be involved in mechanisms attenuating cellular damage after a single acute bout of exercise in untrained rats