Modelo de sensibilidade não celíaca ao glúten (SNCG) : relação entre o glúten de trigo e o estresse oxidativo, inflamação e expressão dos fatores de regulação miogênica no músculo estriado esquelético de ratos Wistar

Abstract

Resumo: As gliadinas, presentes no gluten de trigo, sao as proteinas que casam a toxicidade do cereal e, portanto, podem acarretar no desenvolvimento da sensibilidade nao celiaca ao gluten (SNCG). A SNCG esta relacionada a quadros de estresse oxidativo (EO) que causam danos nas fibras musculares, podendo alterar os niveis de enzimas como creatina quinase (CK), mieloperoxidase (MPO) e N-Acetil-ƒÀ-D.glucosaminidase (NAG) e a expressao de genes que controlam a atividade das celulas satelites (CS), como os fatores de regulacao miogenica (MRFs) e a miocina interleucina-6 (IL-6). Assim, o objetivo desse trabalho foi avaliar se a ingestao de diferentes niveis de fonte de gluten de trigo promove inflamacao, estresse oxidativo e mudancas na expressao dos MRFs e IL-6 na musculatura esqueletica de ratos. Foram utilizados 50 ratos Wistar machos, com 21 dias de idade (n=10), distribuidos nos seguintes grupos: G0: dieta isenta de fonte de gluten de trigo; GC14: dieta controle com 14% de fonte de gluten de trigo; G42: dieta com alto teor de fonte de gluten de trigo; G70: dieta com excesso de fonte de gluten de trigo. Ao final de 100 dias de experimento, os animais foram eutanasiados e amostras sanguineas e dos musculos soleo (SOL) e gastrocnemio (GCN) foram coletadas. Foram realizados cortes histologicos para analise da morfologia e morfometria das fibras musculares, alem de tecnicas para determinacao do EO e analise da expressao genica. Os musculos SOL e GCN mostraram morfologia preservada, apresentando focos de inflamacao e mionecrose que foram mais evidentes no SOL do G0. Foi observado aumento no diametro das fibras do musculo SOL e GCN em G0, G42 e G70 em relacao ao GC14, indicando um mecanismo de defesa no G0 e contribuicao do alto teor de proteinas na racao em G42 e G70. Os niveis sericos de CK foram menores no G42 e G70, em comparacao ao G14, indicando que o SOL e GCN foram menos acometidos por focos de inflamacao em comparacao ao G14. Os maiores niveis de produtos de peroxidacao lipidica, observados no SOL do G42, em comparacao aos demais grupos, indica estresse oxidativo (EO). No GCN, observou-se reducao na atividade dos antioxidantes catalase (CAT) em G42 e G70, e da glutationa reduzida (GSH) no grupo G70 em relacao ao GC14. No SOL, a atividade de NAG apresentou-se aumentada no G70 em relacao ao GC14, indicando uma relacao entre a alta concentracao de fonte de gluten de trigo e a inflamacao mediada pela ativacao de macrofagos nas fibras. No GCN, a reducao na atividade de NAG em G42 e G70, em comparacao ao GC14, corrobora com os achados morfologicos de um menor comprometimento desse musculo com focos de inflamacao em comparacao ao SOL. A atividade da MPO, em ambos os musculos, reduziu em G42 e G70 em relacao ao GC14, resultado diferente do esperado, uma vez que a analise de EO mostrou um desequilibrio em agentes antioxidantes nesses musculos. Nao foram observadas diferencas entre os grupos na expressao do gene Pax7, marcador de CS quiescentes, em ambos os musculos. No musculo SOL, a maior expressao genica de MyoD em G42, em relacao ao GC14, indica uma maior ativacao de CS e proliferacao de mioblastos contribuindo com o maior diametro das fibras musculares. A expressao genica de MyoD e miogenina (MYOG), no musculo GCN, nao apresentou diferencas significativas entre os grupos. Assim, os niveis crescentes de fonte de gluten de trigo, bem como a dieta isenta de gluten, influenciaram na morfologia e morfometria das fibras, na inflamacao, estresse oxidativo e expressao de genes relacionados com a atividade de CS nos musculos SOL e GCN de ratos Wistar.

Abstract: Gliadins, present in wheat gluten, are the proteins responsible for cereal toxicity and, therefore, can lead to the development of non-celiac gluten sensitivity (NCGS). NCGS is related to oxidative stress (OS) that causes damage to muscle fibers, which can alter the levels of enzymes such as creatine kinase (CK), myeloperoxidase (MPO) and N-Acetyl-â-D-glucosaminidase (NAG) and the expression of genes that control the activity of satellite cells (SC), such as myogenic regulatory factors (MRFs) and the myokine interleukin-6 (IL-6). Thus, the objectives of this study were to evaluate whether the ingestion of a wheat gluten source promotes inflammation, oxidative stress and changes in the expression of MRFs and IL-6 in the skeletal muscles of rats. Fifty male Wistar rats, 21 days old (n=10), were used and distributed into the following groups: G0: diet free of wheat gluten; GC14: control diet with 14% wheat gluten; G42: diet with high wheat gluten content; G70: diet with excess wheat gluten. At the end of the 100 days of experiment, the animals were euthanized and blood samples and samples from the soleus (SOL) and gastrocnemius (GCN) muscles were collected. Histological sections were performed to analyze the morphology and morphometry of the muscle fibers, in addition to techniques for determining OS and analyzing gene expression. The SOL and GCN muscles showed preserved morphology, presenting foci of inflammation and myonecrosis that were more evident in the SOL muscle of G0. An increase in the diameter of the fibers of the SOL and GCN muscles was observed in G0, G42 and G70 in relation to GC14, indicating a defense mechanism in G0 and a contribution of the high protein content in the diet in G42 and G70. Serum CK levels were lower in G42 and G70, compared to G14, indicating that the SOL and GCN were less affected by foci of inflammation compared to G14. The higher levels of lipid peroxidation products observed in the SOL of G42, compared to the other groups, indicate oxidative stress (OS). In the GCN, a reduction in the activity of the antioxidant catalase (CAT) was observed in G42 and G70, and of glutathione reductase (GSH) in the G70 group in relation to GC14. In SOL, NAG activity was increased in G70 compared to GC14, indicating a relationship between the high concentration of wheat gluten source and inflammation mediated by macrophage activation in the fibers. In GCN, the reduction in NAG activity in G42 and G70, compared to GC14, corroborates the morphological findings of a lower involvement of this muscle with foci of inflammation compared to SOL. MPO activity, in both muscles, was reduced in G42 and G70 compared to GC14, a different result than expected, since the EO analysis showed an imbalance in antioxidant agents in these muscles. No differences were observed between the groups in the expression of the Pax7 gene, a marker of quiescent SC, in either muscle. In the SOL muscle, the higher gene expression of MyoD in G42, compared to GC14, indicates a greater activation of SC and proliferation of myoblasts contributing to the larger diameter of the muscle fibers. The gene expression of MyoD and myogenin (MYOG) in the GCN muscle did not show significant differences between the groups. Thus, the increasing levels of wheat gluten source, as well as the gluten-free diet, influenced the morphology and morphometry of the fibers, inflammation, oxidative stress and expression of genes related to the activity of SC in the SOL and GCN muscles of Wistar rats.