A doença de Chagas é uma doença tropical negligenciada que gera, anualmente, 627,46 milhões de dólares em gastos com saúde,¹ e afeta de seis a oito milhões de pessoas em todo o mundo.² A doença é causada pelo protozoário Trypanosoma cruzi (T. cruzi), e a maioria dos indivíduos infectados permanecem assintomáticos ao longo de suas vidas (forma indeterminada). No entanto, cerca de 40% evoluem para as formas clínicas (cardíaca ou digestiva) 10 a 30 anos após a infecção aguda inicial.³ A Cardiomiopatia Chagásica Crônica (CCC) é a cardiomiopatia não-isquêmica mais grave e progressiva na América Latina.⁴ A CCC manifesta-se com distúrbios eletrocardiográficos, alterações na motilidade e perfusão da parede, eventos tromboembólicos, e insuficiência cardíaca, o que pode levar à morte súbita.⁵

Os principais mecanismos patogênicos da CCC estão relacionados à persistência do parasita com lesão miocárdica mediada pelo sistema imune, distúrbios microvasculares e disautonomia cardíaca.⁶ Na fase crônica, a elevada carga de parasitemia observada na fase aguda é reduzida pela resposta imune para uma infecção mais leve, mas persistente.⁷ Esse processo inflamatório de baixa intensidade, leva à miocardite multifocal com infiltrados mononucleares, lesões miocitolíticas, necrose, desarranjo microvascular, hipertrofia de cardiomiócitos, áreas aumentadas de fibrose intersticial e perivascular e remodelamento cardíaco.^1,8–10

Miocardite e fibrose reparativa são achados característicos da CCC.⁶ O infiltrado inflamatório no miocárdio é principalmente composto por células T e macrófagos.¹¹ Além disso, há uma expressão aumentada das citocinas inflamatórias – Interferon-gama (INF-γ), Fator de Necrose Tumoral-alfa (TNF-α), Interleucina-6 (IL-6),^12,13 e quimiocinas.^11,14 A persistência do T. cruzi, levando à produção contínua de INF-γ e TNF-α, estimula o estresse oxidativo e nitrosativo que causa danos às mitocôndrias de cardiomiócitos e disfunção mitocondrial, e compromete vias de produção de energia.^15,16 Além dessas alterações que estão associadas a um prognóstico ruim da doença, a disfunção microvascular coronariana e os distúrbios de perfusão miocárdica subsequentes podem ser os marcadores iniciais de progressão da doença.^17,18 Esses distúrbios também estão relacionados à necrose miocitolítica e ao desenvolvimento de lesões cicatriciais associados a áreas de fibrose transmural regional.¹⁹

Além do dano miocárdico, a infecção crônica por T. cruzi também pode afetar o músculo esquelético. As principais alterações incluem inflamação do músculo esquelético, exsudato mononuclear,²⁰ necrose das células fibrosas,²¹ desorganização e atrofia das fibras musculares,²⁰ vasculite e fibrose,²² danos capilares com espessamento e reduplicação da membrana basal, diminuição da Área de Secção Transversa (AST) do músculo esquelético,²³ e denervação muscular.²⁴ Indivíduos com CCC também podem apresentar obstrução nos capilares e uma atividade mais glicolítica e menos oxidativa no músculo esquelético.²⁵ Em conjunto, tais alterações podem afetar a extração de oxigênio, reduzir a oferta de oxigênio e causar prejuízo funcional.²⁵

Um dos principais fatores associados à morbidade e mortalidade na CCC é a progressão da doença²⁶ que afeta a Aptidão Cardiorrespiratória (ACR)²⁷ e a qualidade de vida.²⁸ Atualmente, o tratamento da CCC baseia-se principalmente no controle de sintomas da doença.^1,5,29 Contudo, apesar da escassez de ensaios controlados randomizados,³⁰ alguns estudos já observaram benefícios do treinamento físico nesses indivíduos, com melhoras importantes na ACR.^31–34 A Diretriz mais recente sobre CCC¹ afirma que a atividade física melhora muitos parâmetros clínicos, mas os benefícios para essa população ainda não foram completamente abordados. Assim, esta abordagem tem recomendação de grau "condicional" e um nível de evidência "B".¹

Melhoras no VO₂ pico foram observadas após o treinamento físico em indivíduos com CCC.^30,31 Outros benefícios incluem melhora na fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FEVE), força muscular respiratória,³³ função microvascular cutânea,³⁵ e qualidade de vida.³⁰ Nos estudos experimentais, o treinamento físico antes e após infecção experimental por T. cruzi modulou a reação inflamatória e melhorou a resistência contra o T. cruzi,³⁶ induziu redução na atividade sérica da creatina quinase e da creatina quinase forma MB³⁷ e reduziu fibrose cardíaca.³⁸ Na CCC, somente um estudo demonstrou que o exercício aeróbico de baixa intensidade melhora parâmetros morfológicos e morfométricos dos ventrículos direito e esquerdo.³⁹

Nos estudos experimentais sobre CCC, vários modelos animais foram utilizados.^8,9,40–43 Entre eles, o modelo murino com hamster sírio é o modelo que desenvolve CCC que lembra infecção humana com a história natural típica, e alterações histológicas, estruturais e funcionais da doença com uma linha do tempo mais adequada para estudos científicos.^10,43,44 Apesar dessas evidências, nenhuma dessas investigações focaram nos efeitos do exercício aeróbico na perfusão miocárdica, nas alterações histopatológicas (inflamação e fibrose) e no músculo esquelético em hamsters sírios com CCC. Considerando as adaptações cardiovasculares,^45–47 acreditamos que o exercício aeróbico pode levar a melhorias nos principais mecanismos patogenéticos envolvidos na progressão da doença: Defeitos de Perfusão Miocárdica (DPM) e inflamação. Portanto, este estudo teve como objetivo avaliar o impacto do Treinamento Físico Aeróbico (TFA) nas alterações morfológicas, funcionais e de perfusão do miocárdio, correlacionando essas variáveis com inflamação e fibrose cardíacas em hamsters sírios com CCC usando exames de imagem de alta resolução in vivo. Além disso, nosso objetivo secundário foi analisar as AST do músculo esquelético deste modelo experimental.

Na fase aguda da infecção (até 35 dias após a infecção), observou-se uma taxa de mortalidade de 16% (n=7). Trinta e sete animais infectados e 16 controles foram submetidos a avaliações basais (sete meses após a infecção). Durante as avaliações basais, três animais infectados morreram devido a anestesia. Seis animais infectados (CCC-SED, n= 4 e CCC-TFA, n= 2) e dois controles morreram durante o período de intervenção. Nenhum animal morreu durante o TFA.

O presente estudo investigou os efeitos do TFA em um modelo experimental de CCC em hamsters sírios utilizando técnicas de imagens de alta resolução in vivo e TECP. Os principais achados deste estudo foram que o TFA atenuou a progressão dos DPM, remodelamento e deterioração sistólica do VE, além de melhorar a eficiência da ACR. Ademais, o TFA diminuiu a inflamação e fibrose do miocárdio e aumentou a AST do músculo esquelético.

Em nosso estudo, o grupo CCC-SED apresentou piora nos defeitos de perfusão ao longo do tempo. A piora progressiva nos DPM como um mecanismo fisiopatológico da doença foi observada previamente tanto em cenários experimentais^48,55 como clínicos.^56,57 Além disso, alguns estudos levantaram a hipótese de que anormalidades da perfusão miocárdica podem preceder a deterioração sistólica do VE.^19,58 Portanto, terapias visando melhorar a perfusão do miocárdio podem prevenir a progressão no dano cardíaco. Em nosso estudo, não observamos melhora nos DPM após a intervenção com exercício; contudo, os defeitos de perfusão não aumentaram significativamente após o exercício, diferentemente do que foi observado no grupo sedentário infectado.

Com base em nosso conhecimento atual, este é o primeiro estudo a utilizar esta estratégia para tratar DPM na CCC. Um recente estudo piloto investigou os efeitos do exercício aeróbico sobre os DPM em pacientes com angina microvascular, uma doença com um mecanismo similar aos distúrbios de perfusão miocárdica.⁵⁹ Os autores observaram uma redução significativa nos DPM associados com melhora no pico de VO₂ e na qualidade de vida. O exercício também promoveu benefícios na perfusão miocárdica na doença arterial coronariana^60,61 e insuficiência cardíaca.^62,63 Os mecanismos pelos quais o treinamento com exercício melhora a perfusão cardíaca são provavelmente multifatoriais e vários foram descritos incluindo melhora na função endotelial,^64–66 adaptações vasculares coronarianas,⁶⁷ e melhor colateralização.⁶⁸ Além disso, a redução da inflamação e melhorias no equilíbrio autonômico e neuro-hormonal podem contribuir para isso.

Quanto a outros tratamentos para perfusão miocárdica na CCC, Tanaka et al.⁵⁵ utilizaram dipiridamol, um agente vasodilatador da artéria coronária, para melhorar DPM em hamsters sírios fêmeas. Os autores observaram uma melhora significativa nos DPM nos grupos tratados em comparação aos grupos controles. No entanto, o tratamento não interrompeu a disfunção progressiva do VE. Segundo os autores, apesar da melhora na perfusão, a doença progrediu porque o tratamento não teve benefícios na inflamação do miocárdio, que permaneceu similar entre os dois grupos infectados. Recentemente, Tanaka et al.¹⁷ investigaram o mesmo modelo animal com CCC tratada com pentoxifilina. Os autores relataram que esse tratamento reduziu a inflamação e os DPM, mas não preveniu a progressão da disfunção sistólica do VE. Os autores sugeriram que talvez o período de intervenção (seis meses após a infecção) não tenha sido suficiente para melhorar a disfunção sistólica do VE, mas para reduzir inflamação e DPM, uma vez que esses ocorrem nos estágios iniciais da doença e precedem a disfunção sistólica do VE. Outro estudo, utilizando verapamil (bloqueador de canal de cálcio) e aspirina (anti-inflamatório não esteroidal), demonstrou melhora significativa nos DPM e na qualidade de vida de pacientes com CCC.⁶⁹ Infelizmente, os autores não avaliaram a função sistólica nem inflamação após a intervenção. Os efeitos benéficos do verapamil na CCC também foram demonstrados em camundongos infectados com T. cruzi.^9,70

A infecção crônica pelo T. cruzi em humanos geralmente leva a um dano cardiovascular mais agressivo, com maior quantidade de fibrose e remodelamento ventricular mais grave em homens que em mulheres.⁷¹ Em animais, o pico de parasitemia e a progressão da doença parecem mais homogêneos nas mulheres.^55,72 Uma vez que vários estudos^{10,17,21,43,48,55} apresentaram, com sucesso, o uso de hamsters sírios fêmeas na investigação da CCC, escolhemos esse modelo murino para estudar a doença. Nossos resultados estão de acordo com pesquisas prévias 10,43 em que hamsters sírios desenvolveram a doença semelhante a CCC em humanos. Disfunção ventricular esquerda, um marcador de gravidade da doença, foi observada na primeira avaliação sete meses após a infecção parasitária, quando a FEVE já estava reduzida. Achados similares foram descritos por Ribeiro et al.⁷³ em que a FEVE e o diâmetro sistólico final do VE estavam deteriorados aos seis meses do início da doença, com progressão em estágios mais tardios nesse mesmo modelo animal. No entanto, observamos que o exercício interrompeu a progressão da disfunção do VE. Poucos ensaios clínicos investigaram a função e a morfologia do VE após o exercício.^31,74 Nenhum desses estudos documentaram melhoras na função ou na morfologia cardíaca após o exercício. Entretanto, trataram-se de estudos pequenos, com diferentes perfis de pacientes e, portanto, mais estudos com um maior número de pacientes e períodos mais longos de acompanhamento são necessários para investigar se o treinamento físico pode melhorar ou interromper a deterioração cardíaca na CCC.

Além disso, na análise histopatológica, observamos que os animais infectados sedentários mostraram uma maior extensão de infiltrados inflamatórios com agrupamentos de células inflamatórias mononucleares e áreas de fibrose extensa em comparação a outros animais. O papel da inflamação e da fibrose promovendo anormalidades de perfusão já foi relatado por outros pesquisadores. Bilate et al.⁴³ encontraram uma correlação estatisticamente significativa entre miocardite e fibrose intersticial. Os autores sugeriram que, provavelmente, o infiltrado inflamatório cardíaco tenha sido responsável por essa lesão tecidual progressiva, e consequente remodelamento e fibrose extensa. Ademais, Oliveira et al.⁴⁸ relataram que esses distúrbios de perfusão possam estar localizados em regiões com miocárdio viável e perfusão diminuída secundária à inflamação. Assim, demonstramos que o TFA realizado em intensidade moderada, cinco vezes por semana, por oito semanas, foi capaz de reduzir inflamação e fibrose. A inflamação do miocárdio é a principal característica histopatológica da CCC, e terapias que objetivam melhorar essa condição demonstraram benefício promissores na função cardíaca.^1,75

A fibrose cardíaca é considerada um preditor independente de desfecho adverso nesta cardiomiopatia.⁷⁶ A fibrose também exerce um importante papel no déficit do desempenho cardíaco e dilatação cardíaca.⁷⁷ Ramirez et al.²¹ relataram dilatação cardíaca (principalmente no apex) e trombo mural em hamsters sírios com CCC. Em nosso estudo, observamos dilatação diastólica no grupo CCC-TFA ao longo do tempo. No entanto, nossa hipótese é a de que esse aumento tenha sido uma adaptação fisiológica ao exercício, uma vez que nenhuma diferença foi observada na FEVE ou na fibrose entre esse grupo e animais não infectados. O colágeno tipo I foi mais abundante no grupo CCC-SED, mas não identificamos nenhuma diferença estatisticamente significativa entre os grupos com doença de Chagas que se submeteram ao exercício.

Os pacientes com CCC também podem apresentar anormalidades no músculo esquelético.²⁰ Em nosso estudo, nós analisamos amostras do músculo gastrocnêmio. O grupo CCC-SED apresentou atrofia, e no grupo CCC-TFA a atrofia muscular foi normalizada após o exercício. Embora alguns estudos prévios^{20–25,78–81} tenham avaliado anormalidades do músculo esquelético após a infecção por T. cruzi, somente alguns deles analisaram a fase crônica, e nenhum avaliou AST do músculo após o TFA. Em relação aos estudos experimentais, Silva et al.⁸⁰ observaram miosite com exsudato mononuclear e fibrose nos músculos do diafragma, intercostal e psoas de coelhos seis meses após a infecção.⁸⁰ Weaver et al.²² avaliaram o músculo quadríceps de camundongos no início (2-4 meses) e no final (9-10 meses) da fase crônica. Os autores relataram poucos parasitas T. cruzi no músculo, inflamação, vasculite necrotizante, fibrose vascular, fibrose do endomísio, e anormalidades na marcha (incluindo evitar colocar o peso sobre um dos membros, arrastar o pé, e até mesmo paresia).²² Ramírez et al.²¹ avaliaram o músculo esquelético (músculo não especificado) de hamsters sírios e relataram miosite focal e necrose. Souza et al.⁷⁸ identificaram uma expressão aumentada de quimiocinas, e que o número de células inflamatórias mantiveram-se elevadas no músculo esquelético (músculo não especificado) de camundongos em todos os tempos avaliados entre a fase aguda e crônica. Estudos sobre CCC com análises de biópsias humanas relataram dano capilar e menor AST do músculo esquelético (músculo vasto lateral);²³ inflamação, desorganização e atrofia das fibras musculares (músculo bíceps);²⁰ fibras musculares atróficas desnervadas (músculo gastrocnêmio);²⁴ oclusão capilar, maior percentual de fibras musculares com menor capacidade oxidativa e maior percentual de fibras com maior capacidade glicolítica (músculo vasto lateral).²⁵

Independentemente dos benefícios bem estabelecidos do exercício aeróbico em pacientes cardiopatas,^45,82 poucos estudos clínicos investigaram o TFA no tratamento de cardiomiopatia chagásica.³⁰ Lima et al.³² observaram melhoras na aptidão cardiorrespiratória (aumento no pico de VO₂, no tempo de exercício e da distância de caminhada no Teste de Caminhada de Seis Minutos) e nenhum efeito adverso do exercício nos pacientes tratados. Artigos do estudo PEACH^29,31,35,83 abordaram os efeitos do treinamento com exercício em pacientes com cardiomiopatia chagásica. Os estudos observaram maiores benefícios na ACR em pacientes com disfunção ventricular esquerda e insuficiência cardíaca. Adicionalmente, os efeitos benéficos contínuos do exercício ainda eram notados aos três48 e seis31 meses de acompanhamento. O exercício realizado por seis meses também melhorou a resposta vascular cutânea à hiperemia reativa.³⁵

Nosso estudo também detectou efeitos positivos do TFA na CCC, com aumento na capacidade de exercício nos grupos submetidos ao TFA após oito semanas de treinamento (intensidade moderada, cinco dias/semana, 50 minutos). Quanto aos estudos experimentais prévios, somente seis^{36–38,84–86} investigaram os efeitos do TFA em outras fases da doença de Chagas, e somente um³⁹ abordou o papel do exercício aeróbico na CCC já estabelecida. Schebeleski-Soares et al.⁸⁶ conduziram um treinamento físico na esteira durante oito semanas (intensidade moderada, cinco dias/semana, velocidade e duração progressivas) antes da infecção por T. cruzi em camundongos. Soares et al.³⁷ realizaram um treino na esteira por oito semanas (intensidade moderada, cinco dias/semana, aumento progressivo de velocidade e duração) antes da infecção por T. cruzi em camundongos. Novaes et a.⁸⁵ aplicaram um protocolo de esteira de nove semanas (intensidade moderada, cinco dias/semana, aumento progressivo de velocidade e duração) em ratos Wistar antes da infecção por T. cruzi. Novaes et al.⁸⁴ também usaram o mesmo protocolo em outra investigação com ratos Wistar (nove semanas de exercício na esteira, intensidade moderada, cinco dias/semana, aumento progressivo de velocidade e duração) antes da infecção por T. cruzi. Lucchetti et al.³⁶ conduziram um protocolo na esteira durante nove semanas (intensidade definida pelo máximo estado estável de lactato, cinco dias/semana, 60 minutos)⁸⁷ antes da infecção por T. cruzi em camundongos. Pedra-Rezende et al.³⁸ estudaram a forma indeterminada crônica da doença de Chagas e usaram um protocolo de quatro semanas na esteira 140 dias após infecção (intensidade moderada, cinco dias/semana, aumento progressivo de velocidade e 60 minutos de duração). Finalmente, Preto et al.³⁹ usaram um protocolo de natação por oito semanas (baixa intensidade de exercício aeróbico, cinco dias por semana, 30 minutos por dia) para tratar camundongos com CCC.

Embora todos esses estudos tenham usado o exercício aeróbico para tratar os animais, atualmente, somente Preto et al.³⁹ observaram os efeitos do TFA na CCC e mostraram que o exercício melhorou parâmetros morfológicos e morfométricos dos ventrículos esquerdo e direito. Já nos animais não tratados, os autores observaram déficit na função contrátil do cardiomiócitos, mais inflamação e quantidades maiores de colágeno, hipertrofia do VE, diminuição na área periférica dos cardiomiócitos, alterações microvasculares e piora da tolerância ao exercício.³⁹ Considerando esse cenário, nossos resultados contribuem com novos conhecimentos sobre os efeitos do exercício aeróbico na perfusão miocárdica e alterações histopatológicas no coração, e mostram que o TFA foi capaz de preservar a AST do músculo esquelético. Nós destacamos que este foi o primeiro estudo experimental em hamsters sírios que usou o exercício aeróbico no tratamento da CCC com o objetivo de mitigar os DPM, a inflamação e a fibrose no tecido cardíaco. Este também foi o primeiro estudo a avaliar a integridade da área periférica do músculo esquelético de animais com CCC após oito semanas de exercício aeróbico.

Como uma limitação, nós estudamos somente defeitos de perfusão no repouso, e é esperado que defeitos isquêmicos de perfusão ajudariam na interpretação. No entanto, seria necessário usar agentes inotrópicos positivos em animais anestesiados, o que pode interferir nos resultados. Adicionalmente, nosso grupo mostrou anteriormente a correlação entre DPM e inflamação em miocárdio viável.^48,55 Apesar dos resultados positivos sobre os efeitos do TFA, talvez um período mais longo de acompanhamento e de treinamento com exercício revelaria resultados mais significativos sobre DPM. Além disso, nós não incluímos neste artigo dados quantitativos da inflamação no músculo esquelético. Estudos futuros usando treinamento com exercício no manejo de CCC são necessários para contribuir ao conhecimento disponível.

Por fim, este estudo corrobora a hipótese de que tanto DPM como inflamação contribuem para a deterioração na função sistólica na CCC, e o exercício é uma importante estratégia para minimizá-los. O treino com exercício tornou-se uma forte recomendação para a maioria das doenças cardíacas. Contudo, diretrizes atuais não recomendam explicitamente reabilitação cardíaca para pacientes com CCC.^1,88 Nossos resultados fornecem a base para estudos futuros que visem investigar os benefícios da intervenção com exercício na CCC.

Nosso estudo apresenta evidências de que o TFA minimiza a disfunção cardíaca e os DPM em um modelo de hamster sírio com CCC. Ademais, além de melhorar o desempenho na corrida, o APT reduziu a infiltração de células inflamatórias e a fibrose no miocárdio, indicando seu potencial como estratégia terapêutica para a CCC. Esses achados destacam a importância do treinamento com exercício em mitigar a progressão da CCC e melhorar a função cardíaca. Além dos achados significativos relacionados às alterações cardíacas, vale destacar que nosso estudo também observou atrofia musculoesquelética em hamsters com CCC e melhora na AST do músculo após treinamento físico. Embora essas alterações não tenham sido o foco de nosso estudo, elas forneceram outros insights sobre complicações sistêmicas associadas a essa doença. Portanto, um entendimento mais abrangente dos efeitos do TFA sobre várias dimensões fisiopatológicas da CCC continua sendo um aspecto importante para estudos futuros.