Avaliação de diferentes biomarcadores de cartilagem sérica na resposta aguda à caminhada e ciclismo em indivíduos saudáveis ​​do sexo masculino

Os biomarcadores podem ser usados ​​para monitorar o metabolismo da cartilagem e servir como marcadores prognósticos ou diagnósticos para detectar alterações na estrutura articular (8). A maioria desses biomarcadores são componentes essenciais da matriz extracelular da cartilagem (MEC). A medição dos biomarcadores da cartilagem baseia-se no princípio de que a carga osmótica e mecânica desencadeia o efluxo de fragmentos de MEC produzidos proteoliticamente para o líquido sinovial e depois para fora da cápsula articular. Assim, as concentrações de biomarcadores podem ser medidas por imunoensaios no líquido sinovial, sangue e urina. Da mesma forma, concentrações de biomarcadores têm sido utilizadas para investigar os efeitos agudos ou de longo prazo do exercício na saúde e no metabolismo da cartilagem articular.

O biomarcador sérico da cartilagem mais estudado é a proteína da matriz oligomérica da cartilagem (COMP). COMP, também conhecida como trombospondina-5, é uma glicoproteína pentamérica composta por cinco subunidades idênticas. A extremidade C-terminal de cada monômero interage com numerosas proteínas KDHM, como colágeno II, colágeno IX, matrilinas e proteoglicanos (9). Além disso, a COMP afeta a secreção de colágeno e a fibrilogênese, influenciando assim a taxa de formação, organização e diâmetro das fibrilas (10). Devido a essas interações com outras proteínas KDHM, a COMP tem um papel importante na montagem e estrutura da matriz cartilaginosa, determinando suas propriedades mecânicas.

Com base nessas propriedades, o COMP tem sido amplamente estudado em termos de carga aguda e demonstrou ser mecanossensível (11). Descobriu-se que os níveis séricos de COMP variam entre -16% e +39% após 30 minutos de intervenções de corrida moderada (12). No entanto, nenhum aumento na concentração sérica foi detectado em resposta a outros exercícios agudos, como flexão de joelho ou flexão/extensão lombar repetida (13). Isto sugere que a resposta sérica aguda da COMP depende das características de carga articular.

Outros biomarcadores de interesse são enzimas proteolíticas envolvidas na degradação dos componentes da cartilagem KDHM. As metaloproteinases de matriz (MMPs) são uma família de enzimas que variam na especificidade do substrato e na estrutura primária.

Alguns membros da família MMP desempenham um papel tanto na remodelação do KDHM quanto na degradação patológica. Por exemplo, a MMP-3 (estromelisina) degrada a maioria dos componentes do KDHM e ativa outras MMPs, como a MMP-9 (gelatinase B), que desempenha um papel importante no desenvolvimento da OA (14).

YKL-40 é outra proteína KDHM envolvida na patogênese da cartilagem. Embora a função do YKL-40 não tenha sido definida em detalhes, foi demonstrado que ele está envolvido na remodelação geral dos tecidos e em processos inflamatórios como uma glicosilase (15). Os níveis de YKL-40 aumentam durante a inflamação das articulações e os níveis de resistina também são elevados por estímulos inflamatórios. A resistina é uma adipocina que foi inicialmente associada à obesidade e à resistência à insulina em roedores.

A resposta das concentrações de MMPs, YKL-40 e resistina ao exercício foi investigada anteriormente. Foi demonstrado que a corrida de maratona aumenta as concentrações séricas de MMP-3 (+142%), YKL-40 (+56%) e resistina (+107%) imediatamente após a maratona em comparação com os valores basais (16).

O colágeno tipo II é um componente importante da cartilagem articular. A degradação do colágeno tipo II ocorre através da atividade das colagenases e da MMP-9. Coll2-1 é um epítopo peptídico específico localizado na hélice tripla das moléculas de colágeno tipo II e é um marcador de degeneração da cartilagem.

A forma nitrada de Coll2-1 é chamada Coll2-1 NO2 e reflete a degradação da matriz da cartilagem relacionada à oxidação. Foi demonstrado que as concentrações séricas de Coll2-1 (-13%) e Coll2-1 NO2 (-19%) diminuem após uma maratona (17).

Nagaoka et al. (18) avaliaram o metabolismo do colágeno da cartilagem de atletas expostos a intensa carga articular. Eles mediram a síntese de colágeno tipo II e biomarcadores de degradação na urina. Os resultados mostraram que a degradação do colágeno tipo II aumentou em resposta a exercícios de resistência que incluíram intensa carga articular, especialmente em atletas que realizaram movimentos de salto frequentes, como vôlei, basquete e handebol.

O objetivo do nosso estudo foi examinar o efeito agudo de duas intervenções de exercício comumente utilizadas (caminhada e ciclismo) na correlação de biomarcadores séricos que refletem o metabolismo da matriz extracelular da cartilagem, COMP, YKL-40 e MMP3.