Impacto da Hipóxia e da Manipulação da Temperatura na Atividade Física Espontânea e nas Proteínas Relacionadas ao Metabolismo Energético

• Processo: 25/05646-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 28 de agosto de 2025
• Data de Término da vigência: 27 de dezembro de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Fisiologia
• Pesquisador responsável: Claudio Alexandre Gobatto
• Beneficiário: Juan Bordon Orsi
• Supervisor: Bruno Tesini Roseguini
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências Aplicadas (FCA). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Limeira , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Purdue University, Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 24/04688-1 - Efeitos do modelo de treinamento "viver alto - treinar baixo" sobre respostas hematimétricas, biomoleculares e bioquímicas associadas ao balanço energético, BP.DD
• Assunto(s): Hipóxia Metabolismo energético
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Análises biomoleculares | Camundongos C57BL | hipóxia | Metabolismo energético | Terapia de Calor | Terapia de Frio | 6J | Hipóxia

Resumo

A utilização de oxigênio pelas células e suas respostas à hipóxia são amplamente estudadas devido aos impactos na fisiologia e no metabolismo. Indivíduos nativos de altitudes elevadas, conhecidos como highlanders, apresentam adaptações, como maior concentração de hemoglobina e capacidade pulmonar. Tais fatores impulsionaram pesquisas sobre os mecanismos fisiológicos da hipóxia, levando ao desenvolvimento de tendas normobáricas permitindo a simulação do ambiente. Contudo, esses sistemas controlam apenas a fração de oxigênio disponível, sem reproduzir fielmente variações ambientais, como as de temperatura, que exercem forte influência sobre o metabolismo energético. Proteínas biomoleculares como HIF-1¿ (Hypoxia-inducible factor 1 alpha) e PGC-1¿ (Peroxisome proliferator-activated receptor-gamma coactivator-1 alpha) regulam os metabolismos anaeróbio e aeróbio, bem como sofrem influência tanto da hipóxia quanto da temperatura. A HIF-1¿ é ativada em condições de baixa disponibilidade de oxigênio, estimulando processos fisiológicos ligados ao metabolismo glicêmico. Em temperaturas elevadas, sua estabilização depende da HSP90 (Heat Shock Protein 90), enquanto em baixas temperaturas, sua ativação favorece a utilização de lipídios para sustentar a atividade muscular e a produção de calor. Já a PGC-1¿, além de estar associada ao metabolismo aeróbio, apresenta expressão aumentada na hipóxia e em baixas temperaturas, participando da termogênese. Em altas temperaturas, regula a expressão de HSPs, promovendo proteção celular contra a hipertermia. Além disso, a ingestão alimentar e a Atividade Física Espontânea (AFE) desempenham papel central no metabolismo energético. A AFE, que inclui postura, inquietação e deambulação, é reduzida na hipóxia e frequentemente associada à menor ingestão alimentar. No entanto, evidências sugerem que tal redução também está relacionada à diminuição da temperatura corporal periférica. Nesse contexto, as orexinas hipotalâmicas (A e B) são fundamentais, pois estimulam a AFE. Essas proteínas interagem com os receptores HCRT-R1 e HCRT-R2, cuja ativação influencia a ingestão alimentar, a termogênese e o metabolismo energético. Estudos indicam que neurônios orexinérgicos são altamente sensibilizados na hipóxia, e a inibição do HCRT-R1 reduz tanto a ingestão alimentar quanto a AFE. As orexinas também regulam o tecido adiposo marrom, a ingestão alimentar, o gasto energético e a temperatura corporal, além de influenciarem a captação de glicose pelo músculo esquelético. Diante disso, este projeto investigará os efeitos do frio e do calor em camundongos C57BL/6J expostos à hipóxia durante duas semanas, analisando a AFE, a composição corporal, a ingestão alimentar e hídrica, além dos conteúdos proteicos de PGC-1¿ e HIF-1¿ no hipotálamo e nos músculos sóleo (oxidativo) e gastrocnêmio (glicolítico), e dos receptores HCRT-R1 e HCRT-R2 no hipotálamo. Sessenta camundongos serão divididos em normóxia (N) ou hipóxia (H). Dentro de cada condição, os animais serão subdivididos em 3 grupos: controle (C), hipertérmico (E) e hipotérmico (O). Os animais do grupo H serão submetidos a uma fração inspirada de oxigênio de 14,5% (~3000m de altitude) com AFE monitorada por 22h diárias. Os grupos E serão expostos a calor (37,5°C) e os grupos O a frio (4°C), ambas as exposições com duração de 4h, 5 dias por semana, por 2 semanas. Ao final do experimento, os camundongos serão eutanasiados para coleta dos tecidos de interesse e posterior análise. Hipotetizamos que a hipóxia e a terapia de calor reduzirão a AFE, aumentando a expressão de HCRT-R1 no hipotálamo. No caso da terapia de frio, a AFE aumentará, estimulando HCRT-R1 e HCRT-R2, reduzindo a massa gorda, especialmente em hipóxia. Além disso, esperamos que a exposição ao calor e ao frio aumente PGC-1¿ no hipotálamo e músculo sóleo, com menor efeito no gastrocnêmio. A expressão de HIF-1¿ poderá ser elevada pela terapia térmica e potencializada em hipóxia, especialmente no músculo glicolítico. (AU)