Efecto de un programa de fortalecimiento muscular sobre la respuesta inflamatoria medida por TLR9, en ratas obesas y diabéticas

Abstract

La obesidad, condición caracterizada por la presencia de un estado inflamatorio crónico, está estrechamente relacionada al desarrollo de diabetes tipo 2 (DM2), patología de alta prevalencia en individuos sedentarios. Se sabe que la actividad física regular es una de las medidas más eficaces para evitar los efectos deletéreos asociados a la obesidad y DM2, ya que además de reducir la actividad proinflamatoria, induce un ambiente antiinflamatorio. Proponemos en nuestra investigación que el entrenamiento de fortalecimiento muscular generará una disminución de la respuesta inflamatoria en la que participa el receptor de respuesta inmune TLR9, en un modelo de ratas obesas y DM2. Para tales efectos 8 ratas Wistar, macho, adultas, obesas y diabéticas fueron sometidas a un programa de entrenamiento de fortalecimiento muscular por 12 semanas (grupo entrenado (GE)), mediante el agarre, en sentido vertical, a una rejilla, por un tiempo predeterminado y con una carga externa sujeta a sus colas. 7 ratas de iguales características, no sometidas al entrenamiento, sirvieron como grupo control (GC). Al término del programa, se evaluó la fuerza muscular (tiempo máximo de agarre (segundos) sin carga externa) en todas las ratas. Luego, estas fueron sometidas a eutanasia y se cuantificó en el bazo la expresión del mRNA de genes implicados en la cascada de señalización de TLR9 y en la inducción de citokinas pro y antiinflamatorias. En el suero sanguíneo, se valoró la actividad inflamatoria sistémica por medio de la cuantificación de citokinas pro y antiinflamatorias y además, se midió la presencia de cfDNA (DNA de doble cadena, libre), ligando endógeno de TLR9. Adicionalmente, se midió masa corporal y grasa, parámetros de control glicémico y lipídico. En relación al GC, el GE mostró mayor fuerza muscular (47[16-139] segundos v/s 18 [10-22] segundos; p=0,01). Del total de ratas del GE, aquella mitad con valores de fuerza por sobre la mediana del grupo, las denominamos "respondedoras" (GR) al entrenamiento, mientras que al resto, las denominamos "subrespondedoras"(GSR). El GR mostró mayor fuerza respecto del GC y del GSR, presentando también una disminución significativa de su masa corporal respecto a los otros grupos. Además, el GR presentó menores valores en la expresión del mRNA de las citokinas proinflamatorias, TNF-α e IL-6, y de la proteína TNF-α valorada en el suero sanguíneo. No observamos modificaciones en la expresión del mRNA y proteína de la citokina antiinflamatoria IL-10. Por otra parte, se encontró en el GR una disminución significativa de la expresión de mRNA de las moléculas implicadas en la vía de señalización del receptor TLR9, así como menores concentraciones de cfDNA. Asociado a estos hallazgos, se observó en este grupo, menores valores en los parámetros metabólicos de control glicémico y mejoras en su perfil lipídico. En resumen, ratas obesas y diabéticas tratadas con un programa de entrenamiento de fortalecimiento muscular y que logran un aumento significativo en su fuerza muscular, presentan cambios también significativos en su composición corporal, marcadores metabólicos y de inflamación sistémica, así como una regulación negativa de la vía de señalización del receptor TLR9. Esto sugiere la necesidad de considerar las diferencias individuales en la capacidad de respuesta al entrenamiento de fortalecimiento muscular, al momento de su prescripción en pacientes obesos y diabéticos.

Obesity, a condition characterized by the presence of a chronic inflammatory state, is closely related to the development of type 2 diabetes (T2D), a pathology of high prevalence in sedentary individuals. It is known that regular physical activity is one of the most effective measures to avoid the deleterious effects associated with obesity and T2D, since in addition to reducing proinflammatory activity, it induces an anti-inflammatory environment. We propose in our research that muscle strengthening training will generate a decrease in the inflammatory response in which the immune response receptor TLR9 participates, in a model of obese rats and T2D. For this purpose 8 Wistar rats, male, adult, obese and diabetic rats were subjected to a muscle strengthening training program for 12 weeks (trained group (GE)), by gripping vertically to a grid, for a predetermined time and with an external load attached to their tails. 7 rats with the same characteristics, not subjected to training, served as a control group (CG). At the end of the program, muscle strength (maximum holding time (seconds) without external load) was evaluated in all rats. Then, they were euthanized and quantified in spleen the mRNA expression of genes involved in the TLR9 signaling cascade and induction of pro and anti-inflammatory cytokines. In the blood serum, the systemic inflammatory activity was assessed by means of the quantification of pro and anti-inflammatory cytokines and, in addition, the presence of cfDNA (free double-stranded DNA), endogenous ligand of TLR9, was measured. Additionally, body mass and fat, glycemic and lipid control parameters were measured. In relation to GC, the GE showed greater muscle strength (47 [16-139] seconds v / s 18 [10-22] seconds, p = 0.006). Of all the GE rats, which half with force values above the group median, we call them “responders” (GR) to training, while the rest, we call them "subresponders" (GSR). The GR showed greater strength with respect to the GC and the GSR, also presenting a significant decrease in their body mass with respect to the other groups. In addition, the GR presented lower values in the mRNA expression of the proinflammatory cytokines, TNF-αand IL-6, and TNF-α protein valued in the blood serum. We did not observe modifications in the mRNA and protein expression of the anti-inflammatory cytokine IL-10. On the other hand, a significant decrease in the mRNA expression of the molecules involved in the TLR9 signaling pathway was found in the GR, as well as lower concentrations of cfDNA. Associated with these findings, we observed in this group, lower values in the metabolic parameters of glycemic control and improvements in their lipid profile. In summary, obese and diabetic rats treated with a muscular strengthening training program that achieve a significant increase in their muscular strength, present also significant changes in their body composition, metabolic markers and systemic inflammation, as well as a negative regulation of the signaling path of the TLR9 receiver. This suggests the need to consider individual differences in the capacity to respond to muscle strengthening training, at the time of prescription in obese and diabetic patients.