Mecanismos biológicos para variação da dor após atividade física na osteoartrite

A osteoartrite (OA) no joelho é caracterizada por dor inflamatória crônica que não está necessariamente associada à quantidade de dano articular.1 As diretrizes de prática clínica recomendam atividade física (AF) para a dor da osteoartrite,2 mas a absorção de AF entre adultos com OA é muito baixo.3 Uma razão para isso é que, embora a AF possa reduzir a dor em adultos com OA de membros inferiores,4,5 ela o faz de forma diferenciada, diminuindo a sensibilidade à dor em cerca de metade dos adultos com OA, mas na verdade aumentando a sensibilidade à dor na outra metade.6 Além disso, uma meta-análise recente revelou que o envolvimento em um único tipo de AF (por exemplo, exercício aeróbico ou treinamento de resistência) reduz a dor no joelho com OA, mas houve grande heterogeneidade nos resultados que não puderam ser explicados por idade, sexo, IMC, alinhamento do joelho, gravidade da doença ou dor basal.5 Um dos objetivos do desenvolvimento de intervenções de AF individualizadas para adultos com OA é elucidar os mecanismos pelos quais a AF reduz a dor da OA e para quem a AF diminui a dor de maneira mais eficaz.

A atividade física aeróbica, como caminhar, aumenta a capacidade celular de geração de energia (produção de ATP) via fosforilação oxidativa em até 2 vezes, estimulando a biogênese mitocondrial.7,8 Esse fenômeno ocorre não apenas no músculo esquelético,7 mas também nas células do cérebro,9,10 células do fígado,9,11,12 tecido adiposo,13 células renais12 e leucócitos14, indicando que a AF provavelmente aumenta a demanda metabólica sistemicamente. Além disso, acredita-se que o PA crie mudanças adaptativas na atividade e/ou abundância de proteínas envolvidas em processos relacionados à função mitocondrial.8 Função mitocondrial, incluindo geração de energia por fosforilação oxidativa; inflamação; e a expressão de proteínas relacionadas à mitocôndria são características-chave na osteoartrite15,16 e na dor inflamatória crônica.17,18 Modelos animais de dor inflamatória demonstram uma mudança metabólica celular da fosforilação oxidativa para a glicólise em estados inflamatórios crônicos por meio do eixo piruvato desidrogenase quinase 2/4 (PKD2/4)-piruvato desidrogenase (PDH)-ácido lático.19 Isso resulta em um aumento na produção de ácido lático na área afetada. O microambiente ácido resultante amplifica a resposta nociceptiva por meio do recrutamento de citocinas pró-inflamatórias pró-algésicas adicionais que "ativam nociceptores e glia espinhal para causar sensibilizações periféricas e centrais, respectivamente".19 Assim, a melhora na capacidade de gerar ATP por meio da fosforilação oxidativa e a redução associada da glicólise podem reduzir a sensibilidade à dor. No entanto, enquanto um grande corpo de dados de animais e correlacionais suporta uma forte ligação entre o potencial oxidativo e os resultados da dor, a evidência experimental de causa e efeito permanece escassa, especialmente em humanos.8

Os pesquisadores estão levantando a hipótese de que as diferenças individuais na função bioenergética celular sistêmica, inflamação e expressão de proteínas influenciam o efeito da PA para reduzir a sensibilidade à dor em adultos com OA de joelho. O objetivo deste estudo piloto quase experimental é testar a bioenergética mitocondrial (fosforilação oxidativa, conteúdo mitocondrial) em plaquetas, inflamação (citocinas) e expressão de proteínas como mecanismos de variação na sensibilidade à dor imediatamente após 30 minutos de caminhada (i.e. "agudo") e depois de seis semanas de caminhada três vezes por semana durante 30 minutos (ou seja, "longo prazo") em adultos com osteoartrite de joelho. Os investigadores abordarão os seguintes objetivos e hipóteses específicos em uma amostra de 40 adultos com evidência radiológica de OA de quadril ou joelho e 20 controles saudáveis ​​pareados por idade/sexo:

Objetivo 1: Examinar os efeitos de um programa de caminhada de seis semanas (três dias/semana) nos limiares de dor em adultos com OA de joelho em comparação com controles saudáveis ​​H1.1: A sensibilidade à dor (Teste Sensorial Quantitativo) aumentará em aproximadamente 50% dos adultos com OA e diminuem em aproximadamente 50% dos adultos com OA após PA aguda e de longo prazo.

H1.2: A sensibilidade à dor diminuirá em controles saudáveis ​​após PA aguda e de longo prazo.

Objetivo2: Testar o papel da bioenergética mitocondrial (fosforilação oxidativa, conteúdo mitocondrial) como um mecanismo de variação na sensibilidade à dor após AF em idosos com OA de joelho.

H2.1: A sensibilidade à dor está negativamente associada à função mitocondrial (fosforilação oxidativa, conteúdo mitocondrial) em plaquetas no início, após PA aguda e PA de longo prazo H2.2: Controles saudáveis ​​terão maior capacidade de fosforilação oxidativa em plaquetas do que participantes com OA .

Objetivo3: Testar o papel da inflamação como um mecanismo de variação na sensibilidade à dor após atividade física em idosos com OA de joelho.

H3.1: A sensibilidade à dor está positivamente associada ao aumento de citocinas pró-inflamatórias circulantes (proteína c-reativa, interleucina (IL)-1, IL-1β, IL-6, IL-10, fator de necrose tumoral (TNF)-α, PGES) no início do estudo, após PA aguda e de longa duração.

Objetivo 4: Gerar hipóteses sobre o papel da proteômica na variação da sensibilidade à dor após atividade física (imediatamente após e após seis semanas de programa de caminhada). minutos para dias.8 Assim, é importante examinar as mudanças adaptativas na expressão de proteínas tanto a curto (minutos/dia pós-AF) quanto a longo prazo (dias/semanas entre as sessões de atividade física).