Introdução: A prática regular de exercício tem sido grandemente associada a efeitos benéficos em doenças pulmonares crônicas como asma e doença pulmonar obstrutiva crônica. Poucos estudos têm avaliado os benefícios do exercício aeróbico na lesão pulmonar aguda (LPA). Objetivo: Neste estudo nós investigamos os mecanismos envolvidos no papel do exercício físico em diminuir os danos pulmonares causados pela LPA induzida por lipopolissacarídeo (LPS). Métodos: Camundongos Balb/c foram divididos em quatro grupos: Controle (CTR), Exercício (Exe), LPS e Exercício+LPS (Exe+LPS). Os animais dos grupos Exe e Exe+LPS foram treinados em baixa intensidade por 60 minutos/dia, 3x/semana, durante 5 semanas. A instilação intratraqueal de LPS (200 /animal) foi realizada 48 horas após o último teste físico nos grupos LPS e Exe+LPS. Vinte e quatro horas após a instilação de LPS nós analisamos os níveis de óxido nítrico exalado (NO), a mecânica respiratória e a densidade de neutrófilos no tecido pulmonar. Nós analisamos também os níveis de extravasamento de proteína, contagem de células totais e diferenciais e os níveis de IL-1, IL-6, KC, IL-10 and TNF- no lavado bronco-alveolar (LBA). Os níveis de IL-6 e IL-10 também foram avaliados no plasma e tecido pulmonar. A expressão de receptores de glicocorticóide (Gre) e da enzima superóxido dismutase (SOD) foi analisada no tecido pulmonar. As atividades enzimáticas de glutationa peroxidade (GPX), catalase (CAT), glutationa redutase (GR), e SOD foram determinadas no homogenato de pulmão por espectrofotometria. O nível de malonaldeído (MDA) foi quantificado no homogenato de pulmão. Resultados: A instilação de LPS resultou em aumento nos níveis de NO exalado (p<0,01), aumento do número de células e neutrófilos no LBA (p<0,001), aumento do número de neutrófilos no parênquima pulmonar (p<0,001), aumento dos valores de resistência e elastância pulmonar (p=0,01), aumento dos níveis de extravasamento de proteína (p0,02), aumento dos níveis de IL-6 e IL-10 no plasma (p<0,02) e aumento dos níveis de IL-1, IL-6 e KC no LBA (p0,005), comparado ao grupo CTR. O exercício aeróbico (grupo Exe+LPS) diminuiu significativamente os níveis de NO exalado (p=0,006), a densidade de neutrófilos no parênquima pulmonar (p=0,004), os valores de resistência e elastância pulmonar (p = 0,003), aumentou a expressão de IL-6, IL-10 e Gre no tecido pulmonar (p0,04) e aumentou o nível de IL- 1 no LBA (p=0,04) comparado ao grupo LPS. Conclusão: Nossos resultados mostram que o exercício desenvolve um importante papel em proteger o pulmão dos efeitos inflamatórios da LPA induzida por LPS. Os efeitos do exercício são principalmente mediados pelo aumento da expressão de citocinas antiinflamatórias, sugerindo que o exercício aeróbico pode modular o balanço inflamatório, antiinflamatório na fase inicial na SARA. / Background: The regular practice of exercise has been increasingly associated to benefic effects on chronic pulmonary conditions such as asthma and chronic obstructive pulmonary disease. Few studies have also reported the effects of aerobic exercise on acute lung injury (ALI). Objective: In this study we investigated the mechanisms involved in the role of exercise in attenuating the pulmonary changes in a model of lipopolysaccharide (LPS)-induced ALI. Methods: BALB/c mice were divided into four groups: Control (CTR), Exercise (Exe), LPS, and Exercise + LPS (Exe+LPS). Mice from Exe and Exe+LPS groups were trained at low intensity exercise for 60 minutes/day, 3 days/week, during 5 weeks. Intratracheal instillation of LPS (200/mouse) was performed 48 hours after the last physical test in the LPS and Exe+LPS groups. Twenty-four hours after LPS instillation we measured exhaled nitric oxide (NO), respiratory mechanics, and the density of neutrophils in lung tissue. We further analyzed protein leakage, total and differential cell counts and the levels of IL-1, IL-6, KC, IL-10 and TNF- in bronchoalveolar lavage fluid (BALF). IL-6 and IL-10 levels were also evaluated in serum and lung tissue. The expression of glucocorticoid receptors (Gre) and superoxide dismutase (SOD) was analyzed in lung tissue. Enzymatic activity of glutathione peroxidase (GPX), catalase (CAT), glutathione reductase (GR) and SOD was determined in lung homogenates by spectrophotometry. The level of malondialdehyde (MDA) was quantified in lung homogenates. Results: LPS instillation resulted in increased levels of exhaled NO (p<0.01), higher number of total cells and neutrophils in the BALF (p<0.001), higher number of neutrophils in the lung parenchyma (p<0.001), higher values of pulmonary resistance and elastance (p=0.01), increase of protein leakage (p0.02), increase of IL-6 and IL-10 level in serum (p<0.02) and increase in IL-1, IL-6 and KC levels in BALF (p0.005), compared to the CTR group. Aerobic exercise (Exe+LPS group) resulted in significantly lower exhaled NO levels (p=0.006), lower density of neutrophils in the lung parenchyma (p=0.004), lower pulmonary resistance and elastance values (p = 0.003), increased expression of IL-6, IL-10 and Gre in lung tissue (p0.04) and increased IL-1 level in BALF (p=0.04) compared to the LPS group. Conclusion: Our results show that exercise plays an important role in protecting the lung from the inflammatory effects of LPS-induced ALI. The effects of exercise are mainly mediated by the increased expression of anti-inflammatory cytokines, suggesting that aerobic preconditioning can modulate the inflammatory-anti-inflammatory balance in the early phase of ARDS.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-18022013-111359 |
| Date | 13 June 2012 |
| Creators | Cintia Tokio Reis Gonçalves |
| Contributors | Marisa Dolhnikoff, Hugo Caire de Castro Faria Neto, Elnara Márcia Negri, Luiz Fernando Ferraz da Silva |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Patologia, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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