Efeito da suplementação com L-glutamina na forma livre e como dipeptídeo, L-alanil-L-glutamina em ratos submetidos a protocolo experimental de imobilização de membros : implicações sobre a degradação do conteúdo proteico muscular mediada pela ativação das vias de sinalização celular NF-kB, p38 MAPK, FOXO3a e papel citoprotetor da proteina HSP70 - Petry, Eder Ricardo (2019)
Períodos de inatividade ou desuso da musculatura esquelética, em decorrência de situações, incluindo, imobilização de membros, têm sido associados a redução da tensão sobre os músculos, menor resistência à fadiga, redução no conteúdo proteico, diâmetro da fibra e da produção de força muscular. Adicionalmente, indivíduos submetidos a períodos de desuso da musculatura esquelética, podem ser acometidos por uma série de fisiopatologias secundárias, dentre elas, uma maior incidência de infecções, fato que, além de retardar a sua recuperação, contribui para a elevação da morbidade e, até mesmo, para um maior grau de mortalidade, entre esta população. Perfazendo cerca de 20% do pool total de aminoácidos livres no plasma e entre 50% a 60% no músculo esquelético, a glutamina é o aminoácido livre mais abundante no organismo, sendo a musculatura esquelética, o seu principal sítio de síntese, estoque e liberação endógena. Entretanto, sob condições de estresse fisiológico, incluindo câncer, sepse e exercícios físicos intensos, prolongados ou exaustivos, entre outras, ocorre considerável redução na disponibilidade de glutamina corporal, fato que decorre de um desequilíbrio entre a síntese e o consumo deste aminoácido, pelo organismo. Tal fato tem se correlacionado, de forma direta, ao desencadeamento de ações desagregadoras a homeostasia celular, incluindo a ativação de vias de sinalização celular com potencial proteolítico e pró-apoptótico, como as do fator nuclear Kappa B (NF-kB), da proteína quinase ativada por mitógenos (MAPK), subunidade p38 (p38 MAPK) e do fator transcricional Forkhead box O, subunidade 3a (FOXO3a) em decorrência de um desequilíbrio no estado redox celular, advindo da elevada síntese de espécies reativas de oxigênio (ERO), em relação a sua neutralização pelo sistema antioxidante celular, situação conhecida como estresse oxidativo. Por estas razões, a suplementação com L-glutamina, tanto na forma livre, conjugada com L-alanina (solução GLN+ALA), bem como na forma de dipeptídeos contendo este aminoácido, como o L-alanil L-glutamina (DIP) tem sido investigada, por representar uma maneira eficiente de fornecimento de glutamina, por via oral, ao organismo. Logo, no presente estudo, ratos Wistar machos adultos, foram submetidos a um período de 14 dias de imobilização bilateral dos membros posteriores, por meio de um novo modelo experimental de imobilização de membros e suplementados, concomitantemente, de maneira oral, com DIP (1,49 g/Kg-1/d, grupo DIP-IMOB) e com a solução contendo os aminoácidos L-glutamina (1 g/Kg-1/d) e Lalanina (0,61 g/Kg-1/d) na forma livre (grupo GLN+ALA-IMOB) ou água (grupo IMOB). Parâmetros basais foram obtidos de animais não imobilizados e suplementados com DIP (grupo DIP), GLN+ALA (grupo GLN+ALA) e água (grupo CONTR), na mesma posologia dos grupos submetidos a imobilização. Os animais foram sacrificados 10 horas após a última sessão de gavagem, onde o plasma e os músculos sóleo e gastrocnêmio foram coletados para análise. No plasma, foram mensuradas as concentrações de glutamina, glutamato, amônia, fator de necrose tumoral-α (TNF-α), cortisol, substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) e a concentração de glutationa (GSH) e dissulfeto de GSH (GSSG), nos eritrócitos. Nos músculos sóleo e gastrocnêmio foram analisadas as concentrações de glutamina, glutamato, GSH, GSSG, razão GSSG/GSH, TBARS, proteínas carbonilas, TNF-α, caspase 3 e o imunoconteúdo de NF-kB, heterodimero p65, IKKα/β, p38 MAPK e FOXO3a, nas suas isoformas total e fosforilada, bem como o imunoconteúdo total, de HSP70. Ainda nos músculos sóleo e gastrocnêmio, foram analisados o conteúdo proteico e área de secção transversa miofibrilar, bem como parâmetros morfológicos, incluindo: peso corporal total, % de ganho de peso durante o período experimental, peso muscular total, relação peso muscular/peso corporal total e o grau de atrofia e/ou % de alteração do peso muscular, de ambos os membros submetidos a imobilização. Quartoze dias de imobilização de membros promoveram significativa redução da concentração de glutamina no plasma e nos músculos sóleo e gastrocnêmio de animais IMOB, quando comparados aos grupos basais do estudo. Tal situação foi atenuada e reestabelecida nos grupos DIP-IMOB e GLN+ALA-IMOB (p<0,05), fato que atenuou a redução de GSH e seu estado redox (razão GSSG/GSH) em eritrócitos circulantes e nos respectivos músculos esqueléticos (p<0,05). A concentração plasmática e muscular de TNF-α, bem como as concentrações de cortisol no plasma, TBARS no plasma e músculos, proteínas carbonilas e caspase 3, nos músculos sóleo e gastrocnêmio foram significativamente elevadas durante o período de imobilização, em animais IMOB, fato que foi atenuado pelo emprego de ambas as formas de suplementação com GLN, administradas no presente estudo (p<0,05). Igualmente, 14 dias de imobilização dos membros posteriores, induziram significativo aumento no imunoconteúdo de NF-kB, heterodimero p65, IKKα/β, p38 MAPK e FOXO3a, nas suas isoformas total e fosforilada, ao mesmo tempo em que se observou significativa redução no imunoconteúdo, total, de HSP70, nos músculos sóleo e gastrocnêmio, de animais IMOB. Por outro lado, ao mesmo tempo em que promoveu significativo aumento no imunoconteúdo de HSP70, ambas as suplementações com DIP e/ou com a solução GLN+ALA atenuaram a expressão proteica de NF-kB p65, IKKα/β, p38 MAPK e FOXO3a, isoformas total e fosforilada, em ambos os músculos analisados, em animais GLN+ALA-IMOB e DIP-IMOB. Em conlusão, os resultados do presente estudo demonstram que a suplementação por via oral com L-glutamina, tanto na forma de DIP, quanto na forma de solução GLN+ALA, configura-se em alternativa nutricionalmente eficaz, no intuito de se atenuar a redução dos estoques de glutamina corporal, em ratos submetidos a 14 dias de desuso ou inatividade da musculatura esquelética, por meio de imobilização de membros. Tal efeito demonstra estar associado, ao aumento da capacidade de defesa antioxidante, mediada pelo eixo glutamina-glutationa, menor processo inflamatório e danos a proteínas teciduais, bem como a redução da expressão proteica de constituintes chaves, de vias de sinalização celular com potencial proteolítico e próapoptótico, em detrimento de significativo aumento na expressão proteica da proteina citoprotetora HSP70.