Envelhecimento muscular esquelético e alterações mitocondriais com a idade : o papel do sedentarismo e dos estilos de vida activa ao longo da vida

Palavras-chave: Envelhecimento,Estilos de vida,Músculos esqueléticos

O processo de envelhecimento biológico caracteriza-se por uma progressiva deterioração fisiológica com redução na capacidade funcional e aumento na incidência e susceptibilidade a determinadas doenças. A sarcopenia associada ao envelhecimento, caracterizada por uma redução da massa e força muscular com a idade é considerada uma característica major ao nível do envelhecimento do tecido muscular esquelético, sendo responsável por uma diminuição dramática na capacidade funcional dos idosos com consequente perda de independência e mobilidade. Várias teorias têm sido descritas com o objectivo de tentar explicar o fenómeno de envelhecimento. Neste contexto, a teoria do envelhecimento mitocondrial tem sido uma das mais prevalentes, relacionando o envelhecimento com a disfunção mitocondrial e o stress oxidativo. O aumento no stress oxidativo e consequente lesão oxidativa das biomoléculas, associado ao envelhecimento, será o resultado de uma maior produção de ERO mitocondrial e/ou uma diminuição nas defesas antioxidantes que associados a uma maior susceptibilidade dos tecidos à lesão oxidativa poderão ter consequências ao nível da diminuição na funcionalidade celular. Neste sentido, evidências recentes sugerem que muitas das alterações biológicas associadas ao processo de envelhecimento podem ser atenuadas pela adopção de estilos de vida activa e saudáveis, nomeadamente ao nível da prática regular de exercício físico. Com este projeto pretendemos estudar as alterações estruturais do músculo esquelético associadas à idade. Adicionalmente é também nosso objectivo estudar mitocôndrias isoladas a partir do músculo esquelético, considerando as suas características morfológicas, bioquímicas e funcionais e verificar qual o papel que o sedentarismo e diferentes padrões de exercício físico realizado ao longo da vida poderão ter nas variáveis em estudo. Mais especificamente, pretendemos caracterizar o tecido muscular esquelético e as mitocôndrias isoladas a partir de 6 músculos esqueléticos de jovens, idosos sedentários e idosos activos. Com vista a atingir esses objectivos, usaremos 60 ratinhos machos C57BL/6J, com 3 meses de idade, posteriormente divididos em 4 grupos (grupo jovem- GJ; grupo velhos sedentários- GVS; grupo velhos activos- GVA; grupo velhos treinados- GVT). Os animais do GJ serão sacrificados logo após uma semana de quarentena no nosso laboratório, com 3 meses de idade. Os animais do GVS serão colocados individualmente em gaiolas pequenas; os animais do GVA serão colocados individualmente em gaiolas com livre acesso a uma roda de actividade durante todo o protocolo experimental e os animais do GVT serão submetidos a um protocolo de exercício de resistência em tapete rolante. A actividade física voluntária será monitorizada diariamente nos animais do GVA ao longo de todo o período experimental (20 meses). Todos os animais serão mantidos a temperatura constante (21-25ºC) num ciclo diário de 12 horas dia-noite, com comida e bebida ad libitum. Após este período, os animais dos grupos GVS, GVA e GVT serão sacrificados (com 23 meses de idade) por deslocamento cervical e os músculos dos membros posteriores (soleus, gastrocnemius, tibialis anterior, e quadriceps) serão extraídos para análise morfológica e para o isolamento mitocondrial. A avaliação morfológica do musculo esquelético será realizada de acordo com métodos previamente descritos [1]. O isolamento das mitocôndrias musculares esqueléticas será realizado de acordo com métodos já descritos por Tonkonogi e Sahlin [2]. Da suspensão final de mitocôndrias serão separadas aliquotas de modo a proceder às análises funcional, bioquímica e morfológica. Para a avaliação da funcionalidade mitocondrial iremos recorrer à utilização de um eléctrodo de oxigénio (Hansatech DW 1, Norfork,UK). Os ensaios da actividade respiratória mitocondrial consistirão na avaliação de determinados parâmetros respiratórios mitocondriais, nomeadamente, o estado 3, estado 4, RCR (um indicador de integridade mitocondrial) e o ADP/O (indicador de eficiência fosforilativa mitocondrial). Com vista a avaliar a permeabilidade da membrana interna e a taxa máxima de fosforilação 7 oxidativa em condições de desacoplamento, adicionaremos, durante o estado 3 da respiração mitocondrial, oligomicina e carbonil cianide m-clorofenilhidrazone (CCCP), respectivamente. Os dados da funcionalidade serão expressos em actividade respiratória/mg proteina mitocondrial e actividade respiratória/actividade CS. Considerando as análises bioquímicas, serão avaliados marcadores de stress oxidativo (GSH/GSSG, grupos-SH, aconitase), defesas antioxidantes (actividades da GSH, SOD e GPx), marcadores de lesão oxidativa (grupos carbonilo) e um marcador de actividade metabólica (actividade da citrato sintase). A avaliação morfológica e morfométrica das mitocôndrias será realizada por microscopia electrónica de transmissão usando métodos convencionais de modo a caracterizar quantitativamente e qualitativamente a suspensão mitocondrial. A análise estatística será efectuada com recurso à utilização de testes paramétricos ou não-paramétricos de acordo com o tipo de distribuição das variáveis dependentes. Para além da determinação de diferenças entre grupos serão realizadas igualmente correlações entre as variáveis dependentes e independentes.

Área científica: Ciências Médicas e da Saúde