β2 adrenergic regulation of the phagocytic and microbicide capacity of macrophages from obese and lean mice: effects of exercise

Los macrófagos son cruciales en la inflamación asociada a la obesidad. El ejercicio es la principal estrategia no farmacológica contra la obesidad, no sólo por mejorar el deterioro metabólico, sino también por sus efectos antiinflamatorios, en particular los mediados por los receptores adrenérgicos β2 (β2-AR). Sin embargo, estos efectos antiinflamatorios podrían comprometer la respuesta innata frente al desafío patógeno. Así, el objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de la obesidad, y del ejercicio en esta condición, sobre la regulación β2 adrenérgica de la función innata de los macrófagos. Se utilizaron ratones C57BL/6J obesos inducidos por una dieta alta en grasas para evaluar los efectos del ejercicio agudo y regular sobre la capacidad fagocítica y microbicida de los macrófagos peritoneales. El agonista β2-AR selectivo terbutalina (1 µM) disminuyó las actividades fagocíticas y microbicidas de los macrófagos de animales sedentarios magros y obesos de control. Mientras que el ejercicio agudo no modificó la capacidad inhibitoria de la terbutalina, el ejercicio regular abolió este efecto inhibidor. Estos efectos no pueden explicarse únicamente por los cambios en la expresión superficial del β2-AR. En conclusión, (1) la obesidad no altera la disminución de la respuesta innata de los macrófagos mediada por el β2-AR y (2) el ejercicio regular puede revertir el efecto inhibidor de la terbutalina sobre la actividad fagocítica de los macrófagos, aunque la obesidad parece dificultar esta adaptación inmunofisiológica.Macrophages are crucial in the inflammation associated with obesity. Exercise is the main non-pharmacological strategy against obesity, not only for improving metabolic impairment, but also because of its anti-inflammatory effects, particularly those mediated by β2 adrenergic receptors (β2-AR). Nevertheless, these anti-inflammatory effects could immunocompromise the innate response against pathogen challenge. Thus, the objective of this work was to evaluate the effect of obesity, and of exercise in this condition, on the β2 adrenergic regulation of the innate function of macrophages. High fat diet-induced obese C57BL/6J mice were used to evaluate the effects of acute and regular exercise on the phagocytic and microbicide capacities of peritoneal macrophages. Selective β2-AR agonist terbutaline (1 µM) decreased the phagocytic and microbicide activities of macrophages from control lean and obese sedentary animals. While acute exercise did not modify the inhibitory capacity of terbutaline, regular exercise abolished this inhibitory effect. These effects cannot be explained only by changes in the surface expression of β2-AR. In conclusion, (1) obesity does not alter the β2-AR-mediated decrease of the innate response of macrophages and (2) regular exercise can revert the inhibitory effect of terbutaline on the phagocytic activity of macrophages, although obesity seems to hinder this immunophysiological adaptation.• Junta de Extremadura y Fondo Europeo de Desarrollo Regional. Ayudas GR18009 e IB18011 • Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades. Proyecto DEP2015-66093-RpeerReviewe

Obesity affects β2 adrenergic regulation of the inflammatory profile and phenotype of circulating monocytes from exercised animals

En la obesidad se producen respuestas inmunitarias/inflamatorias anómalas junto con alteraciones en las respuestas neuroendocrinas y desregulación en los mecanismos de retroalimentación inmunitaria/estrés. El ejercicio es una estrategia antiinflamatoria potencial en este contexto, pero la influencia del ejercicio en la regulación β2 adrenérgica de la respuesta inflamatoria mediada por monocitos en la obesidad sigue siendo completamente desconocida. El primer objetivo de este estudio fue analizar el efecto del ejercicio sobre el perfil inflamatorio y el fenotipo de los monocitos de animales obesos y delgados, y el segundo objetivo era determinar si la obesidad podía afectar a la respuesta inflamatoria de los monocitos a la activación β2 adrenérgica en animales ejercitados. Los ratones C57BL/6J fueron asignados a diferentes grupos magros u obesos: sedentarios, con ejercicio agudo o con ejercicio regular. El perfil inflamatorio y el fenotipo de sus monocitos circulantes se evaluaron por citometría de flujo en presencia o ausencia del agonista selectivo del receptor β2 adrenérgico terbutalina. El ejercicio causó un efecto antiinflamatorio en los individuos obesos y un efecto proinflamatorio en los individuos delgados. La estimulación del receptor adrenérgico β2 ejerció un efecto proinflamatorio global en monocitos de animales obesos ejercitados y un efecto antiinflamatorio en monocitos de animales delgados ejercitados. Así pues, la regulación β2 adrenérgica de la inflamación en monocitos de animales ejercitados parece depender del punto de ajuste inflamatorio basal.Anomalous immune/inflammatory responses in obesity take place along with alterations in the neuroendocrine responses and dysregulation in the immune/stress feedback mechanisms. Exercise is a potential anti-inflammatory strategy in this context, but the influence of exercise on the β2 adrenergic regulation of the monocyte-mediated inflammatory response in obesity remains completely unknown. The first objective of this study was to analyze the e_ect of exercise on the inflammatory profile and phenotype of monocytes from obese and lean animals, and the second aim was to determine whether obesity could a_ect monocytes’ inflammatory response to β2 adrenergic activation in exercised animals. C57BL/6J mice were allocated to di_erent lean or obese groups: sedentary, with acute exercise, or with regular exercise. The inflammatory profile and phenotype of their circulating monocytes were evaluated by flow cytometry in the presence or absence of the selective β2 adrenergic receptor agonist terbutaline. Exercise caused an anti-inflammatory e_ect in obese individuals and a pro-inflammatory e_ect in lean individuals. β2 adrenergic receptor stimulation exerted a global pro-inflammatory e_ect in monocytes from exercised obese animals and an anti-inflammatory e_ect in monocytes from exercised lean animals. Thus, β2 adrenergic regulation of inflammation in monocytes from exercised animals seems to depend on the inflammatory basal set-point.• Junta de Extremadura y Fondo Europeo de Desarrollo Regional. Ayudas GR18009 e IB18011 • Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades. Proyecto FPU15/02395peerReviewe