Crosslinks between iron homeostasis, oxidative stress, and inflammation: from a molecular model to the periodized and non-periodized strength training

O ferro é o metal essencial mais abundante nos organismos vivos e possui papel fundamental na fisiologia e metabolismo de animais e humanos. Por outro lado, o ferro pode representar um risco quando a homeostase for rompida, frente a sua atuação como catalisador da formação de espécies reativas de oxigênio/nitrogênio (ERO/ERN). O objetivo do estudo foi investigar a relação entre a homeostase de ferro, marcadores fisiológicos e os marcadores inflamatórios decorrentes da prática do treinamento de força (TF). O estudo abordou também aspectos moleculares, ao mimetizar in vitro a condição plasmática (ou intersticial) de repouso e exaustão de humanos após o TF e avaliar a participação de heme-proteínas, hemoglobina e mioglobina, no estresse oxidativo. Vinte e seis homens com idade entre 20 a 45 anos foram divididos em 3 grupos de TF: treinamento periodizado linear (PL), treinamento periodizado não linear (PNL) e treinamento não periodizado (NP), durante 10 semanas consecutivas. Os resultados in vitro sugerem que concentrações crescentes de peróxidos lipídicos induzem aumento proporcional das atividades peroxidásicas de mioglobina mesmo em condições de repouso, o que pode culminar em aumentos no estresse oxidativo. Em humanos, apesar de observarmos aumento nas concentrações de Fe após os testes a 80% de uma repetição máxima, estes foram menos expressivos no decorrer das semanas 3, 12 e 13, respectivamente (NP= 92,32%, 87,10% e 71,88%; PL =65,01%, 38,31% e 23,86%; PNL= 86,35%, 79,21% e 76%). A capacidade ligadora de ferro de PL foi significativamente maior no pós teste da semana 12. As concentrações de TNF-α apresentaram aumento significativo no pós teste em NP (semana 3). Podemos sugerir que os protocolos de TF utilizados neste estudo promoveram reequilíbrios na homeostase de ferro com proporcionais indicativos nas respostas de citocinas pró-inflamatórias no modelo NP frente aos testes de força realizados durante o estudo. Iron is the most abundant essential metal in living organisms and it has a fundamental physiological and metabolic roles in animals and humans. On the other hand, iron might be harmful when its homeostasis is disturbed, as iron ions are main catalysts for the formation of Reactive Oxygen and Nitrogen Species (RONS). The aim of this study was to investigate the relationship between iron homeostasis, physiological markers, and inflammatory cytokines in strength training subjects (ST). The study also addressed molecular in vitro aspects, by simulating resting or exhaustion conditions in plasma (or interstitial) after ST practice, focusing on the catalysis of heme proteins, hemoglobin and myoglobin, in the oxidative insult. Twenty-six male subjects, between 20 to 45 years-old, were divided in 3 training groups: linear periodized training (PL), non-linear periodization (PNL) and non-periodized (NP), for 10 consecutive weeks. Results in vitro suggest that increasing concentrations of lipidic peroxides induce proportional increases of peroxidase activities of myoglobin even at rest conditions, which may culminate in increases of oxidative stress. In humans, although observed increases in iron concentrations after the tests at 80% of a maximal repetition, they were less expressive during weeks 3, 12 and 13, respectively (NP= 92,32%, 87,10% e 71,88%; PL =65,01%, 38,31% e 23,86%; PNL= 86,35%, 79,21% e 76%). The iron-binding capacity of PL subjects was significantly increased in the post test of week 12. The concentrations of TNF-α showed significant increases in post tests for NP (week 3) We can suggest that the ST protocols applied here promoted iron homeostasis rebalances with proportional pro-inflammatory cytokine responses at model NP upon strength test performed along the study.