Efeitos da terapia de choque térmico na manutenção da Resposta de Choque Térmico (Heat Shock Response, HSR) de camundongos fêmeos adultos jovens e envelhecidos

Abstract

A menopausa é um evento decorrente do envelhecimento natural do organismo feminino, em que há a falência ovariana, que, por consequência leva ao hipoestrogenismo. Com a redução gradual das concentrações de estrogênio (E2), a mulher torna-se mais suscetível a desenvolver um quadro de inflamação crônica de baixo grau. Os baixos níveis de E2 reduzem a expressão de genes que afetam o balanço entre o gasto e consumo energético, além de afetar negativamente o metabolismo de carboidratos e lipídeos. Por outro lado, o E2 possui a capacidade de induzir a expressão da proteína HSP72, um dos membros da família de proteínas de choque térmico de 70 kDa, as quais são anti-inflamatórias e citoprotetoras. Possuem a expressão modulada por diferentes tipos de situações fisiologicamente estressoras, incluindo o estresse por calor. Portanto, durante a perimenopausa, várias funções homeostáticas baseadas na expressão de HSP70 dependente de E2 podem entrar em colapso. Neste estudo, investigamos os efeitos do envelhecimento em camundongos fêmeos, sob a ótica da Resposta de Choque Térmico (Heat Shock Response, HSR) via eixo óxido nítrico (NO)-proteínas de choque térmico de 72 kDa, mediada por E2. Utilizamos camundongos fêmeos (Mus musculus) da linhagem C57BL/6J: adultos jovens (4 meses) e envelhecidos (16 meses), sendo submetidos aos seguintes tratamentos: HS (choque térmico por 2 meses 1 x por semana = 8 sessões com anestesia) ou SHAM (animais controles anestesiados, a 37 °C ou mantidos em sala com ar condicionado desligado e luz de tungstênio para manter a temperatura). Observamos que, o conteúdo de HSP72 (HSPA1A) muscular do gastrocnêmio apresentou um aumento de 59 % no grupo HS quando comparado ao grupo SHAM nas fêmeas adultas e um aumento de 77 % no grupo HS comparado ao grupo SHAM (p=0,0341). Ainda com relação à HSP72, houve diferença (p=0,0047) entre as idades dos animais que receberam o HS, indicando um aumento mais acentuado nas concentrações musculares desta proteína nas fêmeas envelhecidas. Como efeito do HS também observamos um aumento nas concentrações de 17β-Estradiol comparado ao grupo SHAM (p=0,0467), sendo de 83 % no grupo HS (4 meses) e de 80 % do grupo HS (16 meses). Nossos resultados sugerem o potencial uso do HS como alternativa à terapia de reposição hormonal (TRH) especialmente no que tange sua segurança em longo prazo. Assim, percebemos possíveis efeitos protetores sendo restabelecidos pela via da HSR, até então suprimida em decorrência dos efeitos do envelhecimento/menopausa natural do metabolismo feminino. A redução da capacidade metabólica, dentre outros efeitos, está relacionada à manutenção do status hormonal necessário aos níveis citoprotetores conhecidos.

Menopause is an event resulting from the natural aging of the female organism, in which there is ovarian failure, which consequently leads to hypoestrogenism. With the gradual reduction of estrogen (E2) concentrations, the woman becomes more susceptible to developing low-grade chronic inflammation. Low levels of E2 reduce the expression of genes that affect the balance between energy expenditure and consumption, in addition to negatively affecting carbohydrate and lipid metabolism. On the other hand, E2 induces the expression of the HSP72 protein, one of the members of the 70 kDa heat shock protein family, which is anti-inflammatory and cytoprotective. Their expression is modulated by different types of physiologically stressful situations, including heat stress. Therefore, during perimenopause, various homeostatic functions based on the E2-dependent expression of HSP70 may collapse. In this study, we investigated the effects of aging in female mice, from the perspective of the Heat Shock Response (HSR) via the E2-mediated nitric oxide (NO)-72 kDa heat shock protein axis. We used female mice (Mus musculus) of the C57BL/6J strain: young adults (4 months) and aged (16 months), undergoing the following treatments: HS (heat shock for 2 months once a week = 8 sessions with anesthesia) or SHAM (control animals anesthetized, at 37 °C or kept in a room with air conditioning turned off and tungsten light to maintain temperature). We observed that the gastrocnemius muscle content of HSP72 (HSPA1A) showed a 59 % increase in the HS group when compared to the SHAM group in adult females and a 77 % increase in the HS group compared to the SHAM group (p=0.0341). Still, concerning HSP72, there was a difference (p=0.0047) between the ages of the animals that received the HS, indicating a more accentuated increase in the muscular concentrations of this protein in the aged females. As an effect of HS, we also observed an increase in 17β-Estradiol concentrations compared to the SHAM group (p=0.0467), being 83% in the HS group (4 months) and 80% in the HS group (16 months). Our results suggest the potential use of HS as an alternative to hormone replacement therapy (HRT), especially regarding its long-term safety. Thus, we believe in possible protective effects being re-established by the HSR pathway, hitherto suppressed as a result of the effects of natural aging/menopause on female metabolism. The reduction in metabolic capacity, among other effects, is related to the maintenance of the hormonal status necessary for known cytoprotective levels.