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Introdução
Clinicamente, a síndrome metabólica, também conhecida como síndrome X ou síndrome de resistência à insulina, compreende um espectro de distúrbios, com a intolerância à glicose representando uma das mais importantes. Essas alterações incluem resistência à insulina, com ou sem diabetes mellitus tipo 2, hipertensão arterial, obesidade, dislipidemia, disfunção endotelial, entre outras (ZECCHIN et al., 2004). Estima-se que a prevalência da síndrome metabólica seja de 24% da população adulta e entre 50-60% na população acima de 60 anos nos Estados Unidos. Projeções estimam que somente neste país, no ano de 2010 existirão 50 a 75 milhões de pessoas com manifestação dessa síndrome (SAMAD et al., 1999). Na identificação da síndrome metabólica, existem controvérsias, pois não há um único critério internacional com a descrição definitiva. Reaven (1988) sugeriu a forte associação existente entre indivíduos com os mesmos fatores
de risco e designou de síndrome "X". Seu denominador comum era representado pela resistência à insulina. Na ocasião, propôs cinco conseqüências, todas com grande risco de doença cardiovascular: intolerância à glicose, hiperinsulinemia, aumento de triglicerídeos, diminuição do colesterol HDL e hipertensão arterial. A obesidade e a inatividade física aumentavam a resistência à insulina e, portanto, agravavam a síndrome. Entretanto, essa síndrome pode ser encontrada em indivíduos sadios, com peso e tolerância à glicose normais (ZAVARONI et al., 1989). De acordo com Duncan e Schimidt (2001), a síndrome metabólica caracteriza-se por um agrupamento, em populações, de fatores de risco para doenças cardiovasculares e diabetes, geralmente ligados à resistência à insulina e à obesidade central. Recentemente, a Associação Européia para o Estudo do Diabetes (EASD), em conjunto com a Associação Americana de Diabetes publicou posicionamentos a respeito da síndrome
Motriz, Rio Claro, v.12 n.2 p.185-193, mai./ago. 2006
Exercício e síndrome metabólica
Clécia Soares de Alencar Mota
Maria Alice Rostom de Mello
Departamento de Educação Física – IB UNESP Rio Claro SP
Resumo: A síndrome metabólica é uma desordem resultante do aumento da prevalência da obesidade. Existem controvérsias na identificação desta síndrome, pois não há um único critério internacional para sua caracterização definitiva. O aumento na incidência de diabetes tipo 2 e doenças cardiovasculares demanda atenção terapêutica como fatores de alto risco. A principal abordagem terapêutica é a redução de peso associado ao aumento da atividade física. Devido às limitações em pesquisas com seres humanos, faz-se necessário o desenvolvimento de modelos experimentais que ofereçam condições adequadas ao estudo dessa desordem. Nesta revisão, iremos descrever os possíveis sintomas da síndrome metabólica, assim como os benefícios da atividade física nos mecanismos de desenvolvimento e possíveis modelos experimentais para o estudo dessa questão. Palavras-chave: Síndrome metabólica. Exercício. Modelos experimentais.
Exercise and metabolic syndrome
Abstract: The metabolic syndrome is a disorder that results from the increasing prevalence of obesity. There are many controversial points in the metabolic syndrome characterization, since it does not exist an international agreement on the definitive metabolic syndrome concept. The increase of type 2 diabetes incidence and cardiovascular diseases are high risk conditions and demand therapeutic attention. The fundamental therapeutic approach is weight reduction associated to increase physical activity. Because of the limitations in the studies with human beings, it becomes necessary the development of experimental models which offer adequate conditions to study this syndrome. In this review, we will describe the main metabolic syndrome symptoms, the beneficial effects of physical activities on their onset as well as experimental models to study this question. Key Words: Metabolic syndrome. Exercise. Experimental models.
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metabólica. De acordo com essas associações, a síndrome metabólica, que é considerada como preditor de doenças cardiovasculares, é definida inadequadamente, usada de maneira inconsistente, sendo necessárias mais pesquisas para ajudar na compreensão da maneira pela qual deve ser tratada (KAHN et al., 2005; GALE, 2005).
Ainda referindo às associações citadas, a síndrome metabólica é geralmente definida pela presença de três ou mais das seguintes características: alta circunferência da cintura, concentrações sanguíneas elevadas de triglicerídesos, pressão alta, colesterol HDL circulante reduzido e altas concentrações de glicose sanguínea (KAHN et al., 2005 , GALE, 2005).
A Organização Mundial de Saúde (OMS) oferece uma definição levemente diferente, incluindo qualquer um que tenha diabetes ou resistência à insulina e duas das seguintes características: elevada razão cintura/quadril, concentrações elevadas de triglicerídeos ou baixa concentração de colesterol HDL, pressão alta e alta excreção urinária de albumina (WORLD HEATH ORGANIZATION, 1991).
Tomadas individualmente, cada uma das condições citadas é considerada como fator de risco para doença cardiovascular e deveria ser tratada como tal, afirmam os autores (KAHN et al., 2005; GALE, 2005). As definições sequer são concordantes sobre quanto baixas as concentrações de HDL devem ser para serem consideradas “baixas” ou quanto alta a pressão arterial deve ser para ser considerada “alta”, notam os mesmos autores. O conjunto dessas observações denota a urgência na ampliação dos estudos referentes a esta síndrome.
No tratamento da síndrome metabólica, o exercício físico tem sido considerado de grande importância (CIOLAC; GUIMARÃES, 2004). Tal intervenção, comprovadamente, melhora à tolerância à glicose e reduz a resistência à insulina. Uma vez que existem limitações nas pesquisas com seres humanos, modelos animais oferecem condições mais adequadas ao estudo dessa questão.
Resistência à Insulina
A resistência à ação da insulina prejudica a captação de glicose no músculo e no tecido adiposo e aumenta a produção hepática de glicose. Ambas as deficiências contribuem para a hiperglicemia e evidências indicam que a resistência à insulina é a anormalidade mais precocemente detectada num quadro diabético, precedendo o início da hiperglicemia (MELLO; LUCIANO, 2003).
A sinalização intracelular da insulina começa com sua ligação a um receptor de membrana, uma proteína heterotetramérica com atividade quinase, composta por duas subunidades beta (cada uma de 95 Kd), que são transmembrana e atuam na sinalização intracelular e, duas subunidades alfa (cada uma com 135 Kd), que parecem ser inteiramente extracelulares e contêm sítios de ligação para a insulina. Essa proteína atua como uma enzima alostérica na qual a subunidade alfa inibe a atividade tirosina quinase da subunidade beta. A ligação da insulina à subunidade alfa permite que a subunidade beta adquira atividade quinase, levando à alteração conformacional e a autofosforilação do receptor nas subunidades beta em múltiplos resíduos de tirosina, o que aumenta ainda mais sua atividade quinase (EBINA et al., 1985; PATTI et al., 1998, KIDO et al., 2001). O resultado final da ação da insulina sobre o metabolismo culmina em processos anabólicos, que vão desde a síntese de glicogênio, ácidos graxos, glicerol e proteínas, até ações anti- catabólicas, inibindo a glicogenólise, a cetogênese, a lipólise, a proteólise e a saída de aminoácidos da célula (MAKINO et al., 1994). Sabe-se ainda que a insulina exerce função importante nos mecanismos de captação e transporte de muitos substratos, entre estes, a glicose. O receptor de insulina, além de ser fosforilado em tirosina, também pode ser fosforilado em serina, o que atenua a transmissão do sinal pela diminuição da capacidade do receptor em se fosforilar em tirosina após o estímulo com insulina (HOTAMISLIGIL et al., 1996). Essas fosforilações inibitórias causam “ feedback ” negativo na sinalização insulínica e podem provocar resistência à insulina (CARVALHEIRA et al., 2003). O principal regulador do receptor de insulina (afinidade, número, distribuição subcelular) e sensibilidade da célula-alvo ao hormônio a níveis pós receptor é a própria insulina (ROTH et al., 1975). Diferentes estudos têm demonstrado relação direta entre grau de atividade física e sensibilidade à insulina (RENNIE et al., 1992; LAKKA et al., 2003). Evidenciou-se menor concentração circulante de insulina e maior sensibilidade ao hormônio em atletas, quando comparados a indivíduos sedentários (EBELING et al., 1993; NUUTILA et al., 1994). Atletas másteres apresentam maior proteção contra o comprometimento da tolerância à glicose associada ao envelhecimento (ROGERS et al., 1990). Demonstrou-se que uma única sessão de exercício físico aumenta a utilização de glicose mediada pela insulina em sujeitos normais, indivíduos com resistência à insulina com histórico familiar de diabetes tipo 2, obesos com resistência à insulina, bem como em portadores de diabetes tipo 2. O
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cintura-quadril (RCQ) e circunferência da cintura (GUSTAT et al., 2002; LAKKA et al., 2003). Tais estudos demonstram que os benefícios da atividade física para a perda de peso podem ser alcançados com intensidades baixa, moderada ou alta, indicando que a manutenção de um estilo de vida ativa, independente da atividade praticada, pode combater o desenvolvimento dessa doença.
Para o tratamento da obesidade, é necessário que o gasto energético supere o consumo diário, o que pode sugerir que a simples redução na ingesta calórica, através de dieta alimentar, seja suficiente. No entanto, o problema é mais complexo. Tem sido relatado que alteração no estilo de vida, através de aumento na quantidade de atividade física praticada e reeducação da ingestão alimentar, consiste no melhor tratamento (AMERICAN COLLEGE OF SPORTS MEDICNE, 2001).
O gasto energético diário é decorrente de três grandes componentes: taxa metabólica de repouso (TMR), efeito térmico da atividade física e efeito térmico do alimento (ETA). A TMR, que consiste no custo energético para manter o funcionamento dos sistemas em repouso, é o maior componente do gasto energético diário (60 a 80% do total). O tratamento da obesidade através de restrição calórica isoladamente, conduz à redução da TMR, devido à diminuição da massa muscular e do ETA. Isto leva à lentificação ou à estagnação do ritmo de perda de peso, reduzindo a eficácia desse procedimento a longo prazo (ERIKSSON et al., 1997). No entanto, a combinação de restrição calórica com exercício físico preserva a TMR, melhorando os resultados de programas de redução de peso de longa duração. Isso ocorre porque o exercício físico eleva a TMR após a sua realização, pelo aumento da oxidação de substratos, da atividade das catecolaminas e da síntese protéica (SJODIN et al., 1996; HUNTER et al., 1998). Esse efeito do exercício na TMR pode durar de três horas a três dias, dependendo do tipo, intensidade e duração do exercício (TREMBLAY et al., 1988; HUNTER et al., 1998).
Embora a maioria dos estudos focalize os efeitos do exercício aeróbio sobre a perda de peso, o exercício anaeróbio (de força) pode também ser útil para esta finalidade. O exercício de força é um potente estímulo para aumento da massa, da força e da potência musculares. Isso exerce efeito positivo na preservação da musculatura, que tende a diminuir devido a dietas de restrição calórica (GELIEBTER et al., 1997; KRAEMER et al., 1999).
Hiperlipidemia
As hiperlipidemias são caracterizadas pelo aumento na concentração de lipídeos plasmáticos, resultante do acúmulo de uma ou mais classes de lipoproteínas. Este acúmulo é conseqüência de alterações no metabolismo: menor remoção do plasma, maior produção ou associação de ambas, podendo manifestar-se clinicamente como hipercolesterolemia e/ou hipertrigliceridemia (QUINTÃO; NAKANDAKARE, 1996). Essas anormalidades podem ser primárias ou secundárias a outras doenças, hábitos alimentares ou uso de medicamentos, não estando, necessariamente, vinculadas à obesidade. Mudanças nos hábitos alimentares de populações, como as que vêm ocorrendo ao longo das últimas décadas, podem estar relacionadas a modificações no perfil lipídico circulante. Stamler (1979) constatou que japoneses imigrados para os Estados Unidos, em adaptação a esta nova sociedade, apresentavam aumento da ingestão de gorduras saturadas de origem animal e colesterol, com conseqüente aumento na concentração de colesterol circulante e na ocorrência de cardiopatias, bem como maior incidência de infarto do miocárdio e coronariopatias, quando comparados aos seus compatriotas residentes no Japão. Diferenças significativas nas concentrações circulantes de lipídios entre indivíduos alimentados com dietas ricas em gorduras saturadas (de origem animal) e outros, que ingeriam dietas com gorduras predominantemente insaturadas (de origem vegetal) foram relatadas (MATTSON; GRUNDY, 1985; McNAMARA, 1987) Os efeitos da atividade física sobre o perfil de lipídios e lipoproteínas são bem conhecidos. Indivíduos ativos fisicamente geralmente apresentam maiores concentrações circulantes de HDL colesterol e menores de triglicérides, LDL e VLDL colesterol, comparados a indivíduos sedentários (DUVILLARD, 1997; DURSTINE; HASKELL, 1994). A atividade física tem-se mostrado eficiente em diminuir o nível de VLDL colesterol no diabetes tipo 2. Entretanto, com algumas exceções, a maioria dos estudos não revela significante melhora nos níveis de HDL e LDL colesterol (SHIEKEN, 1991; AMERICAN DIABETES ASSOCIATION, 2003).
Hipertensão Arterial
A hipertensão arterial é uma doença de etiologia multifatorial, que provoca lesões em vários órgãos como: coração, cérebro, vasos sanguíneos, rins e retina. É
Exercício e síndrome metabólica
considerada um dos mais importantes fatores de risco para o desenvolvimento das doenças cardiovasculares. Por exemplo, 40% do total das mortes por acidentes vasculares cefálicos e 25% das doenças coronarianas são associadas à hipertensão arterial (PAGE et al., 1999; ROCHA et al., 1999)
A hipertensão arterial é, basicamente, uma doença assintomática, porém pode apresentar alguns sintomas: cefaléia, geralmente matutina e de localização occipital; tontura, tinido e desconforto pré-cordial. Estima-se que aproximadamente 50% dos portadores de apnéia do sono sejam hipertensos (DAVIES et al., 1994; ROCHA et al., 1999). Cerca de 90% dos casos de hipertensão são considerados hipertensão primária, ou seja, de origem desconhecida. São características da hipertensão primária grave: pressão arterial média 40 a 60% a cima dos valores considerados normais, fluxo sanguíneo renal reduzido para aproximadamente metade do normal, débito cardíaco inalterado e resistência vascular periférica total aumentada cerca de 40 a 60% (GUYTON; HALL, 1996). A hipertensão secundária contribui com cerca de 10% dos casos e provém de causas identificáveis, como problemas renais, hiperaldosteronismo, Síndrome de Cushing, entre outros (PAGE et al., 1999)
Existem várias linhas de evidências dos efeitos benéficos da prática de atividade física sobre a pressão arterial em indivíduos de todas as idades. Alto nível de atividade física diária está associado a menores valores de pressão arterial em repouso (WAREMAN et al., 2000). A prática regular de exercício físico parece prevenir o aumento da pressão arterial associado à idade (GORDON et al., 1990, KASCH et al., 1990), mesmo em indivíduos com risco aumentado de desenvolvê-la (PAFFENBARGER et al., 1991).
Programas de atividade física podem reduzir a pressão arterial sistólica e diastólica, tanto de indivíduos hipertensos como de normotensos (GUIMARÃES et al., 2003, CIOLAC et al., 2003). Tais benefícios da atividade física sobre a pressão arterial fazem dela uma importante ferramenta na prevenção e no tratamento da hipertensão arterial (WHELTON et al., 2002). O exercício aeróbio mostrou-se eficaz em reduzir, em média, 3,8 mmHg e 2,6 mmHg a pressão sistólica e diastólica, respectivamente (WHELTON et al., 2002). Reduções de apenas 2mmHg na pressão diastólica podem diminuir significativamente o risco de doenças e mortes associadas à hipertensão (COOK et al., 1995).
Foi proposto que o efeito do exercício aeróbio sobre a pressão arterial seja devido ao efeito agudo da última sessão de exercício, e não às adaptações cardiovasculares ao
treinamento (ERIKSSON et al., 1997). Contudo, demonstrou- se que indivíduos hipertensos tiveram reduções na monitoração ambulatorial da pressão arterial durante 24 horas (MAPA 24h) quando realizada logo após a última sessão de exercício, as quais não foram observadas quando realizadas 72 horas após a última sessão (CIOLAC; GUIMARÃES, 2004).
Modelos Experimentais
Portha et al. (1989) descreveram um modelo experimental de resistência à insulina em ratos wistar pela aplicação de estreptozotocina no dia do nascimento. Esse modelo apresenta hiperglicemia transitória. Os valores glicêmicos retornam ao normal na primeira semana de vida, com recuperação da produção de insulina e da massa de células ß no pâncreas. Isso caracteriza um modelo de resistência à insulina em ratos e os animais apresentam boa sobrevida (PORTHA et al., 1989). Posteriormente, Kodama et al. (1993) desenvolveram outro modelo, através da substituição da estreptozotocina pela aloxana. Nesse estudo, a aloxana foi administrada aos 2, 4 ou 6 dias de vida. Quando analisados, aos 60 dias de idade, os ratos que receberam aloxana no segundo dia de vida apresentaram, no estado alimentado, glicemia ligeiramente superior à dos ratos controle, enquanto que aqueles que receberam a droga nos 4º e 6º dias mostraram glicemia significativamente maior que a dos controles. Mais recentemente, Oliveira et al. (2005) analisaram a glicemia de jejum assim como a tolerância à glicose e sensibilidade à insulina em ratos de ambos os sexo, aos 30, 60 e 90 dias de idade, que foram tratados com aloxana aos 2 ou aos 4 dias de vida. A glicemia de jejum não foi diferente daquela de ratos controles em nenhum momento. Os ratos tratados com aloxana mostraram-se intolerantes à glicose aos 30 e 60 dias. O quadro regrediu espontaneamente aos 90 dias. Em outro tipo de experimento, Naderali et al. (2003) constataram que ratos adultos, alimentados por 8 semanas com dieta hipercalórica altamente palatável, tipo cafeteria, apresentavam elevado peso corporal e conteúdo de gordura na carcaça, associados a altas concentrações plasmáticas de jejum, de insulina, leptina e triglicerídeos. Em nossos laboratórios buscamos desenvolver um modelo experimental para o estudo do papel do exercício na prevenção da síndrome metabólica. Objetivamos induzir experimentalmente as principais características presentes na síndrome metabólica, tais como: dislipidemia, obesidade,
Exercício e síndrome metabólica
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