Mecanismos Envolvidos na Cardioproteção Induzida pelo Exercício Físico: Uma Revisão Sistemática

Borges, Juliana Pereira; Lessa, Marcos Adriano

doi:10.5935/abc.20150024

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• Arq. Bras. Cardiol. 105 (1) • Jul 2015 • https://doi.org/10.5935/abc.20150024 linkcopiar

Mecanismos Envolvidos na Cardioproteção Induzida pelo Exercício Físico: Uma Revisão Sistemática

Autoria SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

Resumo

Fundamento: O infarto agudo do miocárdio é a principal causa de mortalidade e de morbidade na população mundial. Por outro lado, pesquisas já demonstraram que o exercício físico, além de reduzir os fatores de risco cardiovascular, também é capaz de promover cardioproteção contra lesões por isquemia e reperfusão, por meio de um efeito direto no miocárdio. No entanto, o mecanismo específico envolvido no pré-condicionamento cardíaco induzido pelo exercício ainda é alvo de discussão.

Objetivo: Realizar uma revisão sistemática acerca dos estudos que se debruçaram sobre os mecanismos pelos quais o exercício físico aeróbio promove cardioproteção direta contra lesões por isquemia e reperfusão.

Métodos: Foi realizada uma pesquisa nas seguintes bases de dados: MEDLINE, LILACS e SciELO. Os dados foram extraídos de forma padronizada, por dois investigadores independentes, responsáveis pela avaliação da qualidade metodológica dos manuscritos.

Resultados: A busca inicial resultou em 78 estudos, dos quais, após revisão dos resumos, 30 foram excluídos. Os 48 manuscritos restantes foram lidos na íntegra e, destes, 20 foram excluídos, restando 28 estudos incluídos nesta revisão sistemática.

Conclusão: Com base nos estudos selecionados, os seguintes mecanismos estão potencialmente envolvidos na resposta cardioprotetora do exercício: aumento na produção de proteínas de choque térmico; envolvimento da via do óxido nítrico; aumento na capacidade antioxidativa cardíaca; melhora na função dos canais de potássio dependentes de ATP; e ativação do sistema de opióides. Apesar de todo o investimento já realizado, ainda é necessário mais investimento em trabalhos futuros, para obtenção de conclusão mais consistente.

Infarto do Miocárdio; Exercício/fisiologia; Traumatismo por Reperfusão Miocárdica/etiologia; Isquemia Miocardica; Proteínas de Choque Térmico

Autor/ano	Exercicio	Grupos	Principais desfechos	Conclusão
Nicholson e cols. ¹⁹/2013	Roda de corrida 4 semanas	Exe: exercício NO₂: nitrito suplementado Exe + NO₂ Sed: sedentário	Área de infarto e troponina-1: Sed > Exe = Exe + NO₂ > NO₂ Fração de ejeção: Sed < Exe = Exe + NO₂ < NO₂ Mioglobina e NFAT: Sed = NO₂ > Exe = Exe + NO₂	Exercício reduz níveis cardíacos de mioglobina por inibição da via calcineurina/NFAT Modesta cardioproteção do exercício devido à reduzida habilidade de diminuir nitrito a óxido nítrico
Akita e cols. ²⁰/2007	7 dias consecutivos 60 minutos/sessão 60 70% VO_2máx	Exe: exercício Wild: controle Phenol: ablação simpática Antioxidante suplementado eNOS ^(-/-): knockout para eNOS 1400W: bloqueio da iNOS iNOS ^(-/-): knockout para iNOS	Área de infarto: Exe < demais grupos Atividade da eNOS e iNOS: Exe > demais grupos Estresse oxidativo: > em Exe e eNOS (-/-)	Exercício estimula inervação simpática cardíaca, provocando ativação da eNOS com consequente elevação da iNOS, que atua como mediadora da cardioproteção tardia
Hajnal e cols. ¹¹/2005	1 sessão 21 minutos Restante não informado	CT: controle L-NAME CT: bloqueio da eNOS AEST CT: bloqueio da iNOS Exe: exercício Exe + L-NAME Exe + AEST	Arritmias: menos frequentes em Exe somente Área de infarto: igual entre todos os grupos	Óxido nítrico funciona como desencadeador e mediador da proteção tardia induzida pelo exercício contra IR
Babai e cols. ¹²/2012	1 sessão 21 minutos	CT: controle sem exercício CT + Phe: fenilefrina CT + AG: bloqueio da iNOS Exe 24h: 24 horas após exercício Exe 48h: 48 horas após exercício Exe 24h + AG: bloqueio da iNOS	Sensibilidade barorreflexa: Exe 24h e 48h > demais grupos Sobrevivência: Exe 24h: 70% e CT: 9%	Cardioproteção induzida pelo exercício é mediada por óxido nítrico, uma vez que esse efeito foi abolido por aminoguanidina e que a atividade da iNOS estava aumentada 24 horas após exercício
Farah e cols. ²¹/2013	5 semanas 5 dias/semana 45 minutos/sessão 70% VO_2máx 25 m/minutos	CT: controle Exe: exercício Exe + L-NAME: bloqueio da eNOS Exe + L-NIO: bloqueio da eNOS de forma mais específica Exe + BH₄: doador de NO	Nível de nitrito e GMPc: igual entre gruposFunção eNOS: Exe e BH₄ > demais gruposÁrea de infarto: Exe < demais grupos Estresse oxidativo: Exe > demais grupos	Exercício resultou em maior capacidade antioxidante, que preveniu uma síntese excessiva de óxido nítrico, limitando sua ligação a O₂, e consequente formação de peroxinitrito (altamente citotóxico)
Frasier e cols. ²²/2013	10 dias consecutivos 60 minutos/sessão 15’ a 15 m/minutos, 30’ a 30 m/minuto e 15’ a 15 m/minuto	Sed: sedentário Exe: exercício BCNU + Exe: glutationa redutase inibida Vas2870 + Exe: NADPH oxidase inibida	Área de Infarto e arritmias: Exe < demais grupos Atividade antioxidante: Exe > demais grupos	Sinalização adaptativa da cardioproteção por exercício foi desencadeada pelas EROS que levaram à melhor atividade da glutationa redutase
Lee e cols. ²³/2012	5 dias consecutivos 60 minutos/sessão 70% VO_2máx30 m/minutos	CP: sedentário sem IR CIR: sedentário com IR EP: exercício sem IR EIR: exercício com IR	Proteínas pró-apoptóticas e EROS: CIR > demais grupos Parâmetros funcionais: CP = EP > EIR > CIR Função respiratória: EIR = CP = EP	Cardioproteção é mediada, em parte, por adaptações benéficas no fenótipo mitocondrial, tornando-as mais resistentes aos danos oxidativos da IR
Kavazis e cols. ²⁴/2008	5 dias consecutivos 60 minutos/sessão 30 m/minutos	Sed: sedentário ExTr:: treinado	Enzimas antioxidantes e função mitocondrial: ExTr > Expressão de proteínas pro-apoptóticas: Sed >	Exercício induz a adaptações mitocondriais, que contribuem para a cardioproteção
French e cols. ¹³/2008	3 dias consecutivos 60 minutos/sessão 30 m/minuto	C: sedentário T: treinado T-AS: treinado com tratamento anti-MnSODT-M: treinado com tratamento sham anti-MnSOD	MnSOD: T e T-M > T-AS = C Catalase e GPX: grupos iguais Área de infarto e apoptose: C > T-AS > T = T-M	Exercício incrementa a atividade de enzimas antioxidantes (SOD) que promovem cardioproteção por atenuação da necrose/apoptose
Lennon e cols. ¹⁶/2004	3 dias consecutivos 60 minutos/sessão 30 m/minuto	S-C: sedentário controle E-C: treinado sem tratamento E-AS: treinado com tratamento anti-MnSODE-MM: treinado com tratamento sham anti-MnSOD	MnSOD: E-C = E-MM > E-AS = S-C Atividade antioxidante: catalase > nos grupos E Duplo produto: S-C <	Prevenção da elevação induzida pelo exercício de uma enzima antioxidante (MnSOD) não aboliu a cardioproteção
Hamilton e cols. ¹⁴/2003	5 dias consecutivos 60 minutos/sessão 30 m/minuto	Controle destreinado (1) Destreinado e dieta antioxidante (2) Treinado e dieta antioxidantes (3) Treinado e dieta antioxidante (4)	Área de infarto: 1 > 2 = 3 = 4 Atividade antioxidante: 1 = 3 < 2 = 4 HSP72/73: 3 > 1 = 2 = 4 Pressão intraventricular: 4 > 3 >2 > 1	Exercício e uso de antioxidantes podem independentemente um do outro promover cardioproteção, e a combinação dessas duas estratégias não interfere na resposta
Hamilton e cols. ²⁵/2001	3 a 5 dias 60 minutos/sessão 70% VO_2máx 30 m/minuto	C: controle E-cold: exercitado a 4ºC E-warm: exercitado a 25ºC	Pressão intraventricular e MnSOD: E-cold = E-warm > C HSPs: E-warm > E-cold = C GPx: E-cold > E-warm = C	A proteção não é dependente do aumento de HSP miocárdica, mas sim devido ao incremento na defesa antioxidante do miocárdio
Yamashita e cols. ¹⁵/1999	1 sessão 25 a 30 minutos 27 a 30 m/minutos	C: controle Ex: exercitado (0,5h, 3h, 24h, 36h, 48h, 60h e 72h após exercício)	Área de infarto: C = 3h = 24h = 72h > 0,5h = 36h = 48h = 60h Atividade da MnSOD: 0,5h = 48h > demais grupos Expressão da MnSOD: 48h > demais grupos	A produção de EROS, TNF-a e IL-ip, induzida pelo exercício, leva a ativação de MnSOD, que desempenha importante papel na cardioproteção bifásica contra IR
Esposito e cols. ²⁶/2011	10 semanas 3 dias/semana 60 minutos/sessão 60 ou 80% VO_2máx	UNT: destreinado Low: treino a baixa intensidade High: treino em alta intensidade High-det: destreinado após alta intensidade	Área de infarto: High < Low = High-det < UNT HSP70 e MnSOD: High > Low > High-det > UNT	Benefícios cardioprotetores do treinamento são proporcionais à intensidade, e ocorrem via HSPs e defesa antioxidante
Lennon e cols. ²⁷/2004	3 dias consecutivos 60 minutos/sessão 55 ou 75% VO_2máx	C: controle sedentário Mod: treino a 55% do VO_2máx High: treino a 75% do VO_2máx	Função cardíaca: High = Mod > C MnSOD: High > Mod = C HSP72: High > Mod > C	Intensidades moderada e alta promoveram proteção equivalente contra lesões por IR
Murlasits e cols. ²⁸/2007	5 dias consecutivos 60 minutos/sessão 70% VO_2máx	C: controle sedentário Treinado	Área de infarto: C > Treinado HSP72: Treinado > C Grp78, Grp94, Calreticulina, ATF3, CHOP, Caspase 12, Noxa, Puma: Treinado = C	O efeito cardioprotetor do exercício de curta duração não está associado a adaptações em proteínas de estresse, tais como HSPs
Quindry e cols. ²⁹/2007	3 dias consecutivos 60 minutos/sessão 30 m/minuto	Sed: sedentário W Ex: exercitado a 22ºC C Ex: exercitado a 8ºC	Área de infarto e Tunel: Sed > W Ex = C Ex HSP72: W Ex > C Ex = Sed	Elevação induzida pelo exercício na HSP72 não é essencial para proteção contra infarto e apoptose
Starnes e cols. ³⁰/2005	16 semanas 5 dias/semana 40 minutos/sessão 55-60% VO_2máx	Sed: sedentário RUN: exercitado	Função cardíaca: Sed = RUN HSP70: RUN > Sed	Exercício a 55-60% do VO_2máx induz ao aumento de HSP70, mas está abaixo do limiar para induzir à cardioproteção
Morán e cols. ³¹/2005	24 semanas 5 dias/semana45 minutos/sessão 25 m/minuto	Sed: sedentário Tr: treinado	HSP72: Tr > Sed Estresse oxidativo e adenosina: Tr = Sed MnSOD e GR: Tr < Sed	A cardioproteção induzida pelo treinamento ocorre via elevação na HSP72 e não ao incremento de antioxidantes ou adenosina
Lennon e cols. ³²/2004	3 dias consecutivos 60 minutos/sessão 70% VO_2máx	CT: controle 1, 3, 9 e 18 dias após exercício	Catalase e HSP72: 1 dia = 3 dias > demais grupos Função cardíaca: 1 dia = 3 dias = 9 dias > 18 dias = CT	A cardioproteção, abolida após 18 dias do término exercício, não está relacionada a HSP72 e catalase
Harris e cols. ³³/2001	3, 6 e 9 semanas 5 dias/semana 60 minutos/sessão 23ºC ou 8ºC	Sed: sedentário 3WK, 6WK e 9WK: exercitados por 3/6/9 semanas a 23 ºC 3WKC, 6WKC e 9WKC: exercitados por 3/6/9 semanas a 8 ºC	HSP70: 3WK = 6WK = 9WK > CT = 3WKC = 6WKC = 9WKC Função cardíaca: 9WK > SED = 9WKC SOD: 9WK = 9WKC	A cardioproteção resultante do treinamento físico parece ser devida ao aumento na HSP70
Taylor e cols. ¹⁰/1999	1 ou 3 dias, 100 minutos/dia com 20m/ minuto a 23ºC 1 dia, 100 minutos/dia, com 20m/minuto a 8ºC	CTRL: controle sedentário HS: sedentário aquecido a 42 ºC 1DR e 3DR: exercitados por 1/3 dias a 23 ºC1CR: exercitado por 1 dia a 8 ºC	Função cardíaca: CTRL < demais gruposHSP72: 1DR = 3DR = HS > 1CR = CTRL	O exercício físico agudo pode produzir resposta cardioprotetora sem elevação na HSP72
Quindry e cols. ³⁴/2012	3 dias 60 minutos/sessão 70% VO_2máx 30 m/minuto	Sed: controle sedentário Exe: exercitado Ex5HD: exercitado com bloqueio dos canais K_ATP mitocondriais ExHMR: exercitado com bloqueio dos K_ATP sarcolemais	Área de infarto: Ex = Ex5HD < ExHMR = Sed MnSOD: Sed < demais grupos	Ressaltou maior importância dos canais K_ATPsarcolemais em detrimento dos mitocondriais para prevenção de morte tecidual após exercício
Quindry e cols. ³⁵/2010	3 dias consecutivos 60 minutos/sessão 30 m/minuto	Sed: controle sedentário Exe: exercitado Ex5HD: exercitado com bloqueio dos canais K_ATP mitocondriais ExHMR1098: exercitado com bloqueio dos K_ATP sarcolemais	Arritmias: Ex = ExHMR1098 < Ex5HD = Sed MnSOD: Sed < demais grupos	Canais K_ATP mitocondriais promovem proteção antiarrítmica como parte da cardioproteção induzida pelo exercício
Brown e cols. ³⁶/2005	12 semanas Restante não informado	Sed: sedentário Tr: treinado 5HD: exercitado com bloqueio dos canais K_ATP mitocondriais HMR1098: exercitado com bloqueio dos Katp sarcolemais	Área de infarto: HMR1098 > demais Conteúdo de cálcio: 5HD > demais gruposPressão: 5HD < demais grupos	Exercício aumentou a expressão dos canais K_ATPsarcolemais, que, quando eram bloqueados, anulavam os benefícios cardioprotetores do exercício
Michelsen e cols. ³⁷/2012	Bicicleta 1 sessão 25 minutos 4x 2’ 400W + 3’ 250W	ExPC: pré-condicionamento por exercícioExPC + N: pré-condicionamento por exercício + bloqueio dos opióides rIPC: pre-condicionamento isquêmico remotor IPC + N: pre-condicionamento isquêmico remoto	Área de infarto: rIPC < rIPC + N /ExPC < ExPC + N Pressão:rIPC > rIPC + N /ExPC > ExPC + N	O exercício pré-condiciona remotamente o coração por meio de efetor humoral dependente da ativação de receptores opióides
Galvão e cols. ³⁸/2011	12 semanas 5 dias/semana 60 minutos/sessão 60% VO_2máx	C: controle ET: treinamento físico M: morfina IR: isquemia reperfusão M + N: bloqueio dos opióides ET + M ET + N	Área de infarto: C, M + N, e ET + N > demais grupos Pressão intraventricular e densidade capilar: igual entre os grupos	O efeito crônico do exercício em reduzir a área de infarto ocorre devido à ativação dos receptores opióides e não devido ao aumento na perfusão miocárdica
Dickson e cols. ⁹/2008	1 sessão 25 minutos 25 m/minuto	Exe: exercício Exe + N: exercício com bloqueio dos opióides	Pressão intraventricular: igual entre os grupos Área de infarto: Exe < Exe + N	Cardioproteção é mediada por um mecanismo dependente de receptor opióides

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[1] NFAT: fator nuclear de células T ativadas; VO_2máx: consumo de oxigênio máximo; eNOS: óxido nítrico-sintase endotelial; iNOS: óxido nítrico-sintase induzida; IR: isquemia e reperfusão; NO: óxido nítrico; GMPc: monofosfato cíclico de guanosina; O2: oxigênio; NADPH: nicotinamida adenina dinucleótido fosfato; EROS: espécies reativas de oxigênio; MnSOD: superóxido dismutase com cofator manganês; GPx: glutationa peroxidase; SOD: superóxido dismutase; HSP: proteínas de choque térmico; GPx: glutationa peroxidase; TNF-α: fator de necrose tumoral alfa; IL: interleucina; Grp, ATF, CHOP: proteínas de estresse; GR: glutationa redutase; Katp: canais de potássio dependentes de ATP.