Teste de estudo de exercício Energética aprimorada de mitocôndrias Vídeo Entrega integrada de treinamento de atividade em CKD (ESTEEM-VIDA)

A sarcopenia é uma complicação comum da doença renal crônica. A sarcopenia é definida pela diminuição da massa ou função muscular e é central para o fenótipo de fragilidade que está associado à incapacidade, hospitalização e morte. A sarcopenia é uma complicação comum e devastadora da doença renal crônica (DRC). Os pesquisadores e outros demonstraram uma alta prevalência de fragilidade física entre os pacientes com DRC não tratados com diálise. Além disso, os investigadores demonstraram comprometimento superior a 30% nas medidas de desempenho físico dos membros inferiores em pessoas com DRC em comparação com os valores previstos. O envelhecimento demográfico entre os pacientes com DRC resultará em uma carga substancial de saúde pública nos EUA atribuível à sarcopenia. No ano 2000, os custos diretos de saúde atribuíveis à sarcopenia nos Estados Unidos foram de 18,5 bilhões.

A sarcopenia está associada a resultados adversos relacionados à saúde. A sarcopenia em adultos mais velhos está consistentemente ligada à diminuição do funcionamento físico, incapacidade, quedas, hospitalização e mortalidade. O desempenho físico prejudicado das extremidades inferiores, conforme medido por testes objetivos, está associado à mortalidade por todas as causas em pacientes com DRC não tratados com diálise e que essas associações são mais fortes em magnitude do que aquelas para fatores de risco tradicionais. O músculo esquelético é o principal local de utilização periférica de glicose, melhorando o estresse oxidativo e a lesão endotelial associada à hiperglicemia pós-prandial aguda. Através desses mecanismos, a sarcopenia pode contribuir para distúrbios metabólicos de resistência à insulina, estresse oxidativo e disfunção endotelial levando a doenças cardiovasculares.

A disfunção mitocondrial é central para a disfunção do músculo esquelético. As mitocôndrias do músculo esquelético são necessárias para a geração eficiente de energia (ATP) a partir do oxigênio e do metabolismo lipídico normal. Em condições normais, o músculo utiliza eficientemente a maior parte do oxigênio fornecido, de modo que apenas 0,2% do oxigênio mitocondrial é transportado para espécies reativas oxidativas (ROS). Em situações patológicas, há desacoplamento do consumo de oxigênio e geração de ATP, resultando em aumento do consumo de oxigênio e diminuição da produção de ATP em um processo que leva ao aumento de ERO e estresse oxidativo. O desacoplamento da geração de oxigênio e ATP afeta diretamente a função do músculo esquelético. A diminuição da eficiência da geração de ATP tem sido associada à diminuição da força muscular e, mais recentemente, associada à diminuição da velocidade da marcha em adultos mais velhos.

A espectroscopia de ressonância magnética e a espectroscopia óptica (MRS/OS) fornecem informações novas, não invasivas e em tempo real sobre a função mitocondrial do músculo esquelético humano. MRS/OS é uma nova técnica que mede a produção máxima de ATP mitocondrial in vivo após crises agudas de isquemia induzida por exercício usando fósforo MRS (31P MRS). A taxa de recuperação de fosfocreatinina após a cessação do exercício é usada para caracterizar a taxa de ressíntese de ATP mitocondrial aeróbico acima da produção de ATP glicolítico anaeróbico basal. Ao combinar esta técnica com a espectroscopia óptica pós-exercício, medindo o transporte de oxigênio da hemoglobina para a mioglobina dentro do músculo, os investigadores são capazes de determinar com precisão a relação de eficiência de acoplamento entre a geração de ATP por unidade de consumo de oxigênio. A disfunção mitocondrial do músculo esquelético medida pela capacidade de geração de ATP e eficiência de acoplamento tem sido associada a processos de envelhecimento e resistência à insulina. Além disso, estudos em indivíduos saudáveis ​​mostraram que o desempenho muscular e a fadiga estão ligados à capacidade de ressintetizar o ATP em vez da concentração de lactato.

Achados preliminares de MRS/OS sugerem função mitocondrial profundamente alterada em pacientes com DRC. Estudos experimentais anteriores sugerem que a uremia em pacientes em diálise afeta a estrutura do músculo esquelético e a função mitocondrial. O dano oxidativo é altamente prevalente na DRC, evidenciado pelo aumento de biomarcadores de estresse oxidativo e alterações na glutationa, um importante antioxidante. Pequenos estudos anteriores em pacientes com DRC não diabéticos sugerem comprometimento da função mitocondrial ex-vivo por reduções na atividade enzimática mitocondrial. Com base nessas descobertas, os investigadores usaram um novo ensaio funcional não invasivo de MRS/OS para caracterizar a função mitocondrial in vivo. Achados preliminares em pacientes com DRC não diabéticos indicam proporção acentuadamente reduzida de ATP para oxigênio em comparação com os controles. Este achado sugere energia mitocondrial alterada como um mecanismo central candidato que liga distúrbios metabólicos e função física prejudicada na DRC, e motiva a hipótese de que a disfunção mitocondrial está associada ao estresse oxidativo, resistência à insulina e funcionamento físico prejudicado na DRC.

O exercício pode melhorar a disfunção mitocondrial, a resistência à insulina e o funcionamento físico na DRC. Estudos de exercícios em pacientes não crônicos com diabetes e resistência à insulina demonstraram melhorias induzidas pelo exercício na biogênese mitocondrial associadas à melhora da sensibilidade à insulina, bem como à diminuição do estresse oxidativo mitocondrial. Estudos em animais sugerem que o exercício estimula a autofagia, resultando na remoção de mitocondriais defeituosos e ineficientes, levando a uma rede mitocondrial saudável e melhor sensibilidade à insulina. Dados os dados preliminares do investigador demonstrando forte associação de sarcopenia e mortalidade na DRC, intervenções eficazes que podem impactar a função física são urgentemente necessárias para melhorar os resultados de saúde do paciente.