Efeitos da Fotobiomodulação e do Exercício Aeróbico na Sobrevivência Celular e nos Mecanismos de Isquemia e Reperfusão: estudos na Insuficiência Cardíaca Associada ao Diabetes Experimental e em Cardiomiócitos Isolados

Abstract

Introdução: As doenças cardiovasculares, como a insuficiência cardíaca (IC) e a doença arterial coronariana (DAC), estão entre as principais causas de morbidade e mortalidade global. A IC, tem um processo fisiopatológico resultante de estressores celulares como hipóxia e interrupção da síntese proteica, afeta cerca de 2% da população nos países ocidentais e é exacerbada pelo diabetes mellitus tipo 2 (DM2) através do aumento do estresse oxidativo e disfunção mitocondrial. Essas condições induzem alterações celulares adversas, como atrofia de miócitos e autofagia deficiente. A fotobiomodulação (FBM) com luz não térmica de lasers ou LEDs minimiza a inflamação e melhora a defesa antioxidante, crucial para o reparo celular. As intervenções de revascularização para DAC, embora necessárias, carregam riscos significativos de lesão por reperfusão, marcada por dano celular agudo. A FBM tem potencial para mitigar esses efeitos, melhorando a função mitocondrial e a produção de ATP. Paralelamente, o exercício aeróbico (EA) melhora as funções cardíacas e músculo esqueléticas, modulando vias como Akt/mTOR, cruciais para a síntese proteica e hipertrofia muscular, além de promover a renovação celular. A combinação de FBM e EA promete melhorar os resultados das intervenções na reabilitação cardiopulmonar, com pesquisas contínuas sendo vitais para desenvolver tratamentos inovadores e não invasivos que maximizem esses benefícios. Objetivos: Investigar os efeitos terapêuticos isolados e combinados da fotobiomodulação e do exercício aeróbico sobre os mecanismos de estresse oxidativo, autofagia e apoptose em miócitos e cardiomiócitos, bem como suas implicações na melhora da função cardíaca e muscular em modelos de isquemia cardíaca, insuficiência cardíaca associada com diabetes mellitus tipo 2. Metodologia do Artigo 1: Foram utilizados dezoito ratos machos distribuídos em quatro grupos: Controle (CT), IC+DM (modelo de doença), Exercício+IC+DM (EX+IC+DM), e EX+IC+DM+FBM. DM2 foi induzido por dieta hiperlipídica (todo o experimento) e por estreptozotocina (0,25 ml/kg, i.p.), e a IC por ligadura coronária. Uma semana após a indução, iniciou-se um protocolo de oito semanas de FBM e EA. Avaliamos por western blot a expressão de proteínas relacionadas à apoptose (BAX, CASPASE-3, CASPASE-9, Anexina-V, P-ASK) e proteínas relacionadas à autofagia (mTOR, BECLIN-1, P62, LC3-I, LC3- II, Nrf2, PAKT). Resultados do Artigo 1: Não houve diferença significativa na expressão de apoptose e na maioria das proteínas de autofagia entre os grupos. No entanto, o grupo EX+IC+DM+PBM apresentou um aumento no Nrf2 (p=0,04), p-AKT (p=0,03) e LC3-I (p=0,005) em comparação ao grupo IC+DM, indicando melhora na sinalização de sobrevivência celular. Metodologia do Artigo 2: Cardiomiócitos H9C2 foram induzidos à hipóxia por 24h com 300 μM de CoCl2, seguida de 16h de reoxigenação em meio normóxico. As células foram tratadas com Laser GaAIAs (850nm, 1J/cm²) pós-hipóxia. Os grupos incluíram células em condições normóxicas (C), hipóxia e reperfusão sem tratamento (HR), e hipóxia e reperfusão com FBM (HR+FBM). A viabilidade celular e a expressão proteica foram avaliadas via MTT e Western blot, respectivamente. Resultados do Artigo 2: A FBM atenuou as alterações induzidas pela hipóxia/reoxigenação, aumentando significativamente a expressão de proteínas Nrf2, HSP70, mTOR, LC3II, LC3II/I, Caspase-9 e reduzindo a expressão de PGC-1α, SOD2, xantina oxidase, Beclin-1, LC3I e Bax, indicando uma redução no estresse oxidativo e modulação na autofagia e apoptose. Conclusão: Os estudos confirmam que tanto a FBM quanto a combinação de EA com FBM atuam como intervenções terapêuticas eficazes para melhorar a sobrevivência e funcionalidade celular em condições de doenças cardíacas e diabetes. As sinergias observadas entre estas modalidades sugerem a possibilidade de uma nova direção para tratamentos não farmacológicos, contribuindo para o manejo de doenças cardiovasculares como IC, DAC e diabetes