Alguns benefícios do exercício decorrem do sistema imunológico

Um estudo publicado na revista Science Immunology aponta que células¹ imunológicas mobilizadas nos músculos² durante o exercício evitam a inflamação³ e aumentam a resistência.

A ligação entre exercício e inflamação³ tem cativado a imaginação de pesquisadores desde que um estudo do início do século XX mostrou um aumento de glóbulos brancos no sangue⁴ de corredores da maratona de Boston após a corrida.

Agora, o novo estudo da Harvard Medical School pode oferecer uma explicação molecular por trás desta observação centenária.

O estudo, realizado em ratos, sugere que os efeitos benéficos do exercício podem ser impulsionados, pelo menos parcialmente, pelo sistema imunológico⁵. Ele mostra que a inflamação³ muscular causada pelo esforço mobiliza células¹ T que combatem a inflamação³, ou Tregs, que aumentam a capacidade dos músculos² de usar a energia como combustível e melhoram a resistência geral ao exercício.

Há muito conhecidas pelo seu papel no combate à inflamação³ aberrante ligada a doenças autoimunes⁶, as Tregs emergem agora também como intervenientes-chave nas respostas imunológicas do corpo durante o exercício, disse a equipe de pesquisa.

“O sistema imunológico⁵, e o braço das células¹ T em particular, tem um amplo impacto na saúde⁷ dos tecidos que vai além da proteção contra patógenos e do controle do câncer⁸. Nosso estudo demonstra que o sistema imunológico⁵ exerce efeitos poderosos dentro do músculo durante o exercício”, disse a pesquisadora sênior⁹ do estudo Diane Mathis, professora de imunologia no Instituto Blavatnik da HMS.

Leia sobre "Tipos de exercícios físicos", "O que é inflamação³" e "Conhecendo o sistema imunológico⁵".

Os ratos não são pessoas e as descobertas ainda precisam ser replicadas em estudos futuros, alertaram os pesquisadores. No entanto, o estudo é um passo importante para detalhar as alterações celulares e moleculares que ocorrem durante o exercício e conferem benefícios à saúde⁷.

Proteger contra doenças cardiovasculares¹⁰, reduzir o risco de diabetes¹¹, proteger contra a demência¹². Os efeitos salutares do exercício estão bem estabelecidos. Mas exatamente como o exercício nos torna saudáveis? A questão intriga os pesquisadores há muito tempo.

As novas descobertas surgem em meio a esforços intensificados para compreender os fundamentos moleculares dos exercícios. Desvendar o envolvimento do sistema imunológico⁵ neste processo é apenas um aspecto destes esforços de pesquisa.

“Sabemos há muito tempo que o esforço físico causa inflamação³, mas não compreendemos totalmente os processos imunológicos envolvidos”, disse o primeiro autor do estudo, Kent Langston, pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Mathis. “Nosso estudo mostra, em altíssima resolução, o que as células¹ T fazem no local onde ocorre o exercício, no músculo.”

A maioria das pesquisas anteriores sobre fisiologia¹³ do exercício concentrou-se no papel de vários hormônios liberados durante o exercício e seus efeitos em diferentes órgãos, como o coração¹⁴ e os pulmões¹⁵. O novo estudo desvenda a cascata imunológica que se desenrola dentro do local real do esforço – o músculo.

Sabe-se que o exercício causa danos temporários aos músculos², desencadeando uma cascata de respostas inflamatórias. Aumenta a expressão de genes que regulam a estrutura muscular, o metabolismo¹⁶ e a atividade das mitocôndrias¹⁷, as minúsculas potências que alimentam o funcionamento das células¹. As mitocôndrias¹⁷ desempenham um papel fundamental na adaptação ao exercício, ajudando as células¹ a atender à maior demanda energética do exercício.

No novo estudo, a equipe analisou o que acontece nas células¹ retiradas dos músculos² das patas traseiras de ratos que correram uma vez em uma esteira e de animais que correram regularmente. Em seguida, os pesquisadores compararam-nas com células musculares¹⁸ obtidas de camundongos sedentários.

As células musculares¹⁸ dos ratos que correram em esteiras, seja uma vez ou regularmente, mostraram sinais¹⁹ clássicos de inflamação³ – maior atividade em genes que regulam vários processos metabólicos e níveis mais elevados de substâncias químicas que promovem a inflamação³, incluindo o interferon.

Ambos os grupos apresentavam níveis elevados de células¹ Treg nos músculos². Análises adicionais mostraram que, em ambos os grupos, as Tregs reduziram a inflamação³ induzida pelo exercício. Nenhuma dessas alterações foi observada nas células musculares¹⁸ de camundongos sedentários.

No entanto, os benefícios metabólicos e de desempenho do exercício foram aparentes apenas nos praticantes regulares – os ratos que tiveram repetidas sessões de corrida. Nesse grupo, as Tregs não apenas subjugaram a inflamação³ e os danos musculares induzidos pelo esforço, mas também alteraram o metabolismo¹⁶ muscular e o desempenho muscular, mostraram os experimentos. Esta descoberta está alinhada com observações bem estabelecidas em humanos de que uma única sessão de exercício não leva a melhorias significativas no desempenho e que a atividade regular ao longo do tempo é necessária para produzir benefícios.

Análises adicionais confirmaram que as Tregs foram, de fato, responsáveis pelos benefícios mais amplos observados em praticantes regulares de exercício. Os animais que não tinham Tregs apresentavam inflamação³ muscular desenfreada, marcada pelo rápido acúmulo de células¹ promotoras de inflamação³ nos músculos² das patas traseiras. Suas células musculares¹⁸ também apresentavam mitocôndrias¹⁷ notavelmente inchadas, um sinal²⁰ de anormalidade metabólica.

Mais importante ainda, os animais sem Tregs não se adaptaram às crescentes exigências de exercício ao longo do tempo, como fizeram os ratos com Tregs intactas. Eles não obtiveram os mesmos benefícios para o corpo inteiro com o exercício e tiveram diminuição da aptidão aeróbica.

Os músculos² destes animais também tinham quantidades excessivas de interferon, um conhecido causador de inflamação³. Análises posteriores revelaram que o interferon atua diretamente nas fibras musculares²¹ para alterar a função mitocondrial e limitar a produção de energia. O bloqueio do interferon evitou anormalidades metabólicas e melhorou a aptidão aeróbica em camundongos sem Tregs.

“O vilão aqui é o interferon”, disse Langston. “Na ausência de Tregs guardiãs para combatê-lo, o interferon passou a causar danos descontrolados.”

O interferon é conhecido por promover a inflamação³ crônica, um processo subjacente a muitas doenças crônicas e condições relacionadas com a idade e que se tornou um alvo tentador para terapias destinadas a reduzir a inflamação³. Tregs também chamaram a atenção de cientistas e da indústria como tratamentos para uma série de condições imunológicas marcadas por inflamação³ anormal.

As descobertas do estudo fornecem um vislumbre do funcionamento celular interno por trás dos efeitos anti-inflamatórios do exercício e sublinham a sua importância no aproveitamento das defesas imunitárias do próprio corpo, disseram os pesquisadores.

Existem esforços em andamento para projetar intervenções direcionadas às Tregs no contexto de doenças imunomediadas específicas. E embora as condições imunológicas causadas por inflamação³ aberrante exijam terapias cuidadosamente calibradas, o exercício é outra forma de combater a inflamação³, disseram os pesquisadores.

“Nossa pesquisa sugere que, com o exercício, temos uma maneira natural de aumentar as respostas imunológicas do corpo para reduzir a inflamação”, disse Mathis. “Observamos apenas o músculo, mas é possível que o exercício também esteja aumentando a atividade das Treg em outras partes do corpo.”

Veja também sobre "Musculação para idosos", "Exercícios aeróbicos" e "Metabolismo¹⁶".

Confira a seguir o resumo do estudo.

As células¹ T reguladoras protegem as mitocôndrias¹⁷ musculares dos danos mediados pelo interferon-γ para promover os efeitos benéficos do exercício

O exercício melhora o desempenho físico e reduz o risco de muitos distúrbios, como doenças cardiovasculares¹⁰, diabetes tipo 2²², demência¹² e câncer⁸. O exercício caracteristicamente incita uma resposta inflamatória, principalmente nos músculos² esqueléticos.

Embora alguns mecanismos efetores tenham sido identificados, os elementos regulatórios ativados em resposta ao exercício permanecem obscuros.

As células¹ T reguladoras (Tregs) apoiam a reparação do músculo lesionado, mas ainda não está claro se elas participam na resposta do músculo saudável ao treino físico.

Neste estudo, abordou-se os papéis das células¹ T reguladoras (Tregs) Foxp3+CD4+ nas atividades saudáveis do exercício por meio de análises imunológicas, transcriptômicas, histológicas²³, metabólicas e bioquímicas de modelos de exercício agudo²⁴ e crônico²⁵ em camundongos.

O exercício induziu rapidamente a expansão do compartimento Treg muscular, protegendo assim contra a produção excessiva de interferon-γ e consequentes perturbações metabólicas, particularmente aberrâncias mitocondriais.

Os efeitos do treinamento físico na melhoria do desempenho foram atenuados na ausência de Tregs.

Assim, o exercício é um estimulador natural de Treg com potencial terapêutico em contextos de doenças e envelhecimento.

Fontes:
Science Immunology, Vol. 8, Nº 89, em 03 de novembro de 2023.
Harvard Medical School, notícia publicada em 03 de novembro de 2023.