Efectes immunomoduladors de l’exercici físic intens i extenuant i de l’hesperidina en rates

Abstract

En els darrers anys, la influència de l’exercici físic intens i extenuant ha guanyat molt d’interès, per una banda, pels efectes perjudicials que pot causar tant al sistema immunitari innat com a l’adaptatiu, i per altra banda per l’increment de les persones que participen en competicions esportives d’alt nivell. Tanmateix, s’ha demostrat que una dieta que conté components bioactius, com els polifenols, poden tenir un paper clau en la prevenció o en el retard d’aparició d’aquests efectes negatius. En aquest sentit, l’objectiu principal de la tesi va ser determinar la influència de l’exercici físic intens i extenuant i del polifenol hesperidina sobre el sistema immunitari de la rata. Per tal d’assolir el primer propòsit, es van utilitzar rates Wistar de quatre setmanes d’edat. Els animals van realitzar un entrenament curt (de dues setmanes, que va incloure dues sessions d’entrenament al dia i una prova d’extenuació final) o un entrenament llarg (de cinc setmanes, que va incloure dues proves d’extenuació a la setmana i tres entrenaments regulars la resta de setmana, i a més a més, una prova d’extenuació final). Es va determinar diferents variables del sistema immunitari innat i adaptatiu abans, immediatament després i a les 24 h de la prova d’extenuació final. Pel que fa als resultats, els monòcits sanguinis obtinguts després de l’entrenament de cinc setmanes van mostrar una menor capacitat fagocítica i va disminuir la secreció de citocines proinflamatòries per part dels macròfags peritoneals. Aquests canvis van desaparèixer després de l’extenuació final. A més a més, l’entrenament llarg va reduir la proporció de cèl·lules NK esplèniques, però en va incrementar la seva activitat citotòxica. Pel que fa al sistema immunitari adaptatiu, l’entrenament de cinc setmanes va induir la disminució de la capacitat proliferativa dels limfòcits T i la secreció de l’interferó . Tanmateix, l’entrenament llarg, però no l’extenuació final, va incrementar la capacitat de síntesi de la immunoglobulina G esplènica. Per tal d’aconseguir la segona part de l’objectiu, rates Lewis de tres setmanes d’edat van rebre hesperidina per via oral a dues dosis diferents (100 o 200 mg/kg) tres vegades a la setmana durant quatre setmanes. Els resultats van mostrar que l’administració de 200 mg/kg d’hesperidina incrementava el nombre total de bactèries cecals, principalment per l’increment del grup Lactobacillus. A més, l’hesperidina també va incrementar el nombre de bacteris units a IgA en el contingut cecal i el contingut d’IgA intestinal. Finalment, es va avaluar l’impacte de l’hesperidina sobre l’estrès oxidatiu derivat de l’entrenament llarg. En aquest cas, els animals entrenats van rebre hesperidina per via oral a una dosi de 200 mg/kg tres dies a la setmana durant cinc setmanes. L’hesperidina va millorar el rendiment esportiu dels animals i va evitar l’increment de les espècies reactives d’oxigen produïdes per la prova d’extenuació final. A més, va evitar la disminució de l’activitat dels enzims superòxid dismutasa i catalasa en el timus i en la melsa derivades de la prova d’extenuació final. En resum, l’entrenament de cinc setmanes aplicat en rates va induir alteracions en el sistema immunitari innat i adaptatiu. A més, l’hesperidina va ser capaç d’evitar l’estrès oxidatiu induït per l’exercici, alhora que va millorar el rendiment esportiu dels animals.

The influence of intensive and exhausting exercise on the innate and adaptive immune system is gaining attention due to the described harmful effects on the functionality of the immune system and the high number of people participating in intense sport competitions. Nevertheless, diet containing bioactive compounds such as polyphenols can play a key role in preventing these effects. Based on these factors, the aim of this thesis was to study in depth the influence of both the intensive and exhausting exercise and the polyphenol hesperidin on the rat immune system. For this, rats were intensively trained in a short (two weeks, which included two daily trainings plus a final exhaustion test) or a longer (five weeks, which included two exhaustion tests and three regular trainings per week plus a final exhaustion test) exercise training. Results show that blood monocytes collected after the longer training exhibited a lower phagocytic activity and the ability of peritoneal macrophages to secrete pro-inflammatory cytokines decreased. In addition, the longer training reduced the spleen NK cell proportion but increased their cytotoxic activity. Moreover, the longer training decreased T-cell proliferation and interferon  secretion, although it was an increase in immunoglobulin G synthesis. On the other hand, rats orally administrated with 200 mg/kg hesperidin three times/week for four weeks showed an increased caecal total bacteria number, mainly due to an increase in the Lactobacillus group. Hesperidin also enhanced the number of caecal IgA-coated bacteria and the amount of intestinal IgA. Finally, rats trained for five weeks were similarly treated with 200 mg/kg of hesperidin. The flavanone improved exercise performance, prevented the increase in reactive oxygen species induced by the final exhaustion test and inhibited the decrease in superoxide dismutase and catalase activities in the thymus and spleen derived from the final exhaustion test. In conclusion, the applied longer exercise training in rats induced alterations in the innate and acquired immune system. Moreover, hesperidin was able to prevent oxidative stress, while improving exercise performance.