Treinamento de Exercício Personalizado em Adolescentes com Diabetes Tipo 2 para a Prevenção Precoce da Disfunção das Células Beta (PT4DEEP)

O Diabetes Mellitus (DM) é uma doença metabólica caracterizada por hiperglicemia devido à secreção de insulina ou insuficiência na função da insulina. No diabetes tipo 2 (T2DM), o tipo mais comum de DM, alto índice de massa corporal, dieta pouco saudável, atividade física reduzida, ambiente intrauterino desfavorável e predisposição genética adversa estão entre os fatores de risco. Nos últimos 20 anos, a prevalência de DM2 entre adolescentes aumentou várias vezes no mundo.

Em comparação com adultos com DM2 que desenvolvem complicações secundárias mais tarde, apesar de serem resistentes à insulina por anos, os adolescentes desenvolvem DM2 clínico e complicações mais rápida e agressivamente. Adolescentes com DM2 têm resultados de tratamento muito ruins e um rápido declínio em seu controle glicêmico com os protocolos de tratamento atuais. O início precoce do DM2 e a exposição prolongada a essas anormalidades metabólicas amplificam as complicações micro e macrovasculares dessas crianças em longo prazo. Além disso, de acordo com o atlas de DM2 da Federação Internacional de Diabetes, o DM2 atingirá um nível epidêmico na projeção de 2045 em adolescentes e jovens. Portanto, prevenir o desenvolvimento do DM2, retardar a progressão da doença, sua interrupção e tratamento ganham grande importância.

Os principais fatores metabólicos no desenvolvimento de DM2 em adolescentes incluem RI no fígado, músculo, tecido adiposo e eventual falência das células β. No entanto, os mecanismos moleculares detalhados relacionados ao processo patológico ainda não estão claros. O estresse oxidativo, que se expressa como perturbação do equilíbrio oxidativo, ataca as células saudáveis ​​do corpo e causa deterioração em suas funções e estruturas. Tem sido relatado que o estresse oxidativo desempenha um papel importante tanto na patogênese do DM2 quanto no desenvolvimento de complicações relacionadas à doença. Também outro fator importante para o desenvolvimento do DM2 é a RI. A RI é mais pronunciada pela obesidade e pelo sedentarismo. Ao contrário dos adultos, as crianças tendem a produzir insulina em excesso de forma desproporcional em resposta à RI. Estudos demonstraram que a RI periférica desempenha um papel significativo no início do DM tipo 2. Considerando o papel do estresse oxidativo e da RI na patogênese do DM2 e seu efeito no desenvolvimento de complicações relacionadas à doença, acredita-se que o treinamento físico possa ser benéfico na prevenção e/ou tratamento do DM2. Portanto, é muito importante definir os mecanismos de adaptação que explicam o potencial preventivo e terapêutico do estresse oxidativo do treinamento físico.

Processos epigenéticos têm sido associados à predisposição e progressão para DM2 em resposta a vários fatores de estilo de vida ou exposições ambientais, incluindo desnutrição, obesidade, sedentarismo, estresse e toxinas. Evidências crescentes indicam que mudanças dinâmicas no epigenoma podem ocorrer durante a vida de um indivíduo e que essas mudanças podem afetar a saúde metabólica. Os mecanismos moleculares que regem os efeitos protetores do exercício no DM2 ainda não são totalmente compreendidos. Vários estudos recentes mostraram que há modificações epigenéticas com o exercício. Embora existam estudos in vitro investigando os efeitos protetores de diferentes protocolos de exercícios em nível molecular, nenhum estudo em humanos mostra suas modificações epigenéticas.

O treinamento físico é um componente chave na prevenção e tratamento de várias doenças crônicas, como o DM2. As adaptações e os efeitos que ocorrem com o treinamento físico diferem de acordo com os protocolos de exercícios. A maioria das intervenções de exercícios no DM2 baseia seus resultados na HbA1c. Uma vez que os efeitos moleculares e epigenéticos do treinamento físico na função das células β não foram totalmente revelados, a importância e o efeito do treinamento físico não foram totalmente compreendidos.

Considerando o papel do estresse oxidativo e da inflamação, alterações epigenéticas na patogênese do DM2 e o desenvolvimento de complicações relacionadas à doença, o treinamento físico será eficaz na prevenção e/ou tratamento do DM2 em jovens. Por esse motivo, com este projeto, será determinado o protocolo de exercício ideal para melhorar a disfunção das células β, o que garantirá a formação e proteção do equilíbrio oxidativo e reduzirá a RI.

A medicina personalizada visa prever a resposta terapêutica de acordo com um perfil pessoal que inclui dados clínicos, fisiológicos e genéticos. Assim, com este projeto, o desenvolvimento de painéis de marcadores epigenéticos que irão prever a resposta de um indivíduo a um determinado protocolo de treinamento de exercícios contribuirá para revelar a memória epigenética personalizada. Um melhor conhecimento dessas conexões permitirá o desenvolvimento de regimes de treinamento de exercícios personalizados que permitirão a uma pessoa atingir seus objetivos de treinamento com a máxima eficiência. Também este projeto visa estabelecer uma plataforma de inteligência artificial que reúna dados de pesquisas clínicas sobre os efeitos de diferentes protocolos de treinamento físico com o objetivo de identificar preditores. Todos os resultados serão combinados em uma única plataforma de dados para desenvolver modelos preditivos para a resposta ao tratamento. Esta plataforma de dados ajuda a desenvolver um sistema de apoio à decisão para treinamento personalizado de exercícios em adolescentes com DM2.

Os pacientes incluídos no estudo serão divididos em seis grupos; o grupo controle (20 adolescentes), o grupo de treinamento aeróbico contínuo moderado (20 adolescentes), o grupo de treinamento intervalado de alta intensidade (20 adolescentes), o grupo de treinamento resistido (20 adolescentes), combinação de treinamento aeróbico contínuo moderado com grupo de treinamento de exercícios resistidos (20) e combinação de treinamento intervalado de alta intensidade com treinamento de exercícios resistidos (20 adolescentes). No início do estudo, serão registradas as características demográficas e físicas dos pacientes, além de avaliações antropométricas e laboratoriais, prova de função pulmonar, medida da força e resistência muscular respiratória, medida da força muscular periférica, avaliação da capacidade funcional e aeróbica, medida dos níveis de atividade física e consumo de energia, avaliação da qualidade de vida, análise epigenética, avaliação da função das células β e estrutura bioquímica da insulina.

Todos os pacientes receberão treinamento físico 3 dias por semana durante 16 semanas. Todas as medições e avaliações serão feitas antes de iniciar o treinamento físico e após 16 semanas de treinamento físico.

Como resultado dos dados obtidos, tentar-se-á apresentar de forma objetiva que tipo de intervenção de exercício, em que doses e frequências, será mais eficaz para os doentes com DM2, com o seu efeito nos fatores epigenéticos. Além disso, determinar um método ótimo de tratamento não farmacológico para uma doença definida como epidemia na projeção de 2045 contribuirá para a prevenção da mortalidade e morbidade e para a redução dos gastos com saúde.