Resumen
Antecedentes
El objetivo del estudio fue comparar los niveles de miARN extracelulares seleccionados (miR-16, miR-21, miR-93 y miR-222 con la respuesta al entrenamiento de fuerza explosiva de 8 semanas de duración (EXP), entrenamiento de fuerza hipertrófica (HYP) y entrenamiento de intervalos de alta intensidad (HIIT).
Métodos
30 atletas machos jóvenes de origen europeo blanco (edad media: 22.5 ± 4.06 años) reclutados en la Facultad de Estudios Deportivos de la Universidad Masaryk se inscribieron en este estudio. Los participantes del estudio fueron asignados aleatoriamente a tres posibles escenarios de capacitación: explicar, HYP o HITT y participaron en un programa de 8 semanas de duración en el brazo dado. Se recogieron muestras de plasma sanguíneo en el inicio y en la semana 5 y 8 y se midieron los parámetros de actividad antropométrica y física. Se compararon las características previas y posteriores a la intervención y los participantes se evaluaron adicionalmente como respondedores (RES) o no respondedores (NRES). El estado de res/nres se estableció para las siguientes características: extensión de la pierna derecha de 300 °/s (T300), extensión de la pierna derecha de 60 °/s (T60), extensión isométrica (es decir), salto vertical, extensión isométrica del porcentaje de grasa de pierna y cuerpo derecho (BFP).
Resultados
No se evidieron diferencias en los niveles de miRNA entre los grupos de intervención al inicio. No se observó un papel de predicción estadísticamente significativo utilizando el análisis del modelo de regresión paso a paso univariado crudo donde el estado de res/nres para los niveles de T300, T60, es decir, salto vertical y PFM se usó como una variable dependiente y los niveles de miR-21, miR-222, miR-16 y miR-93 al inicio del inicio se usaron como variables independientes. Los niveles basales de miR -93 expresaron un papel de predicción independiente para el estado de respondedor basado en la extensión isométrica de la pierna derecha (estimación beta 0.76, IC del 95%: -0.01; 1.53, p = 0.052).
Discusión
Los resultados del estudio indican que el entrenamiento de fuerza explosiva de 8 semanas de duración, el entrenamiento de fuerza hipertrófica y los regímenes de entrenamiento de intervalos de alta intensidad están asociados con cambios significativos en los niveles de miR-16, miR-21, miR-222 y miR-93 en comparación con una línea de base en hombres jóvenes atléticos.
Introducción
Se sabe que la actividad física regular influye en la salud y la calidad de vida general de manera beneficiosa, por ejemplo, al prevenir y reducir el riesgo de enfermedades, incluidas las enfermedades metabólicas y relacionadas con la edad, y incluso al afectar favorablemente el metabolismo mitocondrial, así como las funciones cognitivas, cardiovasculares e inmunitarias (((1,2). Además, se sabe que los protocolos de entrenamiento específicos afectan las distintas vías de señalización y, por lo tanto, influyen en diferentes rasgos asociados al ejercicio, incluida la angiogénesis, la inflamación, la recuperación muscular, la biogénesis mitocondrial, las adaptaciones metabólicas y muchas otras. Sin embargo, los mecanismos moleculares de estos cambios fisiológicos aún no están bien definidos y, para agregar a la complejidad, también son propensos a una variabilidad interindividual significativa. Sin embargo, la variabilidad en las adaptaciones inducidas por la actividad física puede explicarse parcialmente por factores epigenéticos como los ARN no codificantes.
Los microARN (miRNA) son un grupo de moléculas de ARN no codificantes cortas endógenas (aproximadamente 18–23 nucleótidos de largo) que regulan negativamente la expresión génica predominantemente en el nivel posterior a la transcripción (3). La expresión de miRNA frecuentemente cambia de manera específica en respuesta a diversas afecciones fisiológicas o patológicas como inflamación, cáncer, enfermedad cardiovascular, hipertrofia muscular y remodelación o ejercicio (4–8). Además, los miRNA se liberan en circulación y otros fluidos corporales en una forma altamente estable libre de células, lo que los convierte en excelentes biomarcadores de diagnóstico o predictivo potenciales asociados con la tasa de cambio de condiciones específicas (9,10). Por lo tanto, los investigadores han intentado caracterizar los patrones de expresión de los miRNA candidatos que reflejan adaptaciones de ejercicio físico a nivel molecular para predecir la capacidad de rendimiento físico, prevenir la lesión muscular y monitorear la recuperación. Si bien muchos estudios recientes, registrados y comparados en varias revisiones orientadas al ejercicio, han analizado los miRNA circulantes en respuesta al entrenamiento físico agudo o a largo plazo, sus resultados no son concluyentes y generalmente poco claros (6,11,12).
Actualmente, no hay disponibles biomarcadores de aptitud física no invasiva confiable que evalúen eventos moleculares y celulares, lo que restringe cualquier evaluación de la respuesta corporal a una evaluación de aptitud física a una predicción muy o menos empírica de potencial para un mayor desarrollo en un escenario de intervención. Los biomarcadores capaces de clasificar la respuesta de entrenamiento también serían útiles para fines médicos, especialmente con respecto a la predicción de posibles desarrollos adversos en los sistemas cardiovasculares y musculares. Por lo tanto, este estudio se centra en localizar conjuntos adecuados de biomarcadores de miARN circulantes que reflejarían la calidad del proceso fisiológico de la respuesta de adaptación del ejercicio físico. Para lograr esto, investigamos si el cambio de los niveles de miARN extracelulares seleccionados es predictivo de una buena o mala respuesta a programas de entrenamiento específicos: fuerza explosiva (explosión), entrenamiento de fuerza hipertrófica (HYP) y entrenamiento de intervalos de alta intensidad (HIIT), y si se correlaciona con los parámetros de antropometría y la aptitud física en un grupo de 30 sujetos.
Materiales y métodos
Participantes del estudio
El grupo de estudio incluyó a 30 atletas masculinos jóvenes (edad media: 22.5 ± 4.06 años) reclutados en la Facultad de Estudios Deportivos de la Universidad Masaryk. Todos los participantes inscritos en este estudio fueron checos saludables no relacionados de origen europeo blanco. El consentimiento informado por escrito se obtuvo y archivó antes de participar en el programa de capacitación y la recolección de muestras biológicas. El estudio fue aprobado por el Comité de Ética de la Facultad de Estudios Deportivos de la Universidad Masaryk (Brno, República Checa). Los participantes del estudio fueron asignados aleatoriamente a tres sub-cohortes de intervención: entrenamiento de fuerza explosiva (explicación), entrenamiento de fuerza hipertrófica (HYP) y entrenamiento de intervalos de alta intensidad (HIIT) y sujeto a un programa de ejercicio de 8 semanas de duración. En puntos de tiempo específicos durante el programa de entrenamiento (Semana 0, Semana 5 y Semana 8), se recolectaron muestras de plasma sanguíneo y se midieron los parámetros de actividad antropométrica y física.
Al comienzo del estudio, los participantes se sometieron a una serie de pruebas previas y posteriormente siguieron uno de los escenarios de intervención. Después de la finalización del período de intervención, se realizó el mismo conjunto de pruebas. Las pruebas previas y las pruebas posteriores se realizaron después de más de 48 horas de actividad no intensiva. Entre dos pruebas de fuerza, es decir, salto vertical y prueba de extensor de rodilla isocinética, los participantes descansaron durante tres a cinco horas. Antes de las pruebas previas, los participantes asistieron a dos sesiones de inducción y un diagnóstico inicial para la determinación de la intensidad del ejercicio. Según estos preanálisis, se descubrió que todos los participantes eran capaces de realizar el ejercicio definido sin limitaciones. Las mediciones previas y posteriores a la prueba incluyeron la prueba de composición corporal, salto vertical y resistencia a la extensor de rodilla isométrica e isométrica.
Las características antropométricas evaluadas en este estudio se midieron con ropa interior ligera y sin zapatos utilizando Inbody720 (Biospace, Corea), la altura se midió usando un estadiómetro calibrado. Inmediatamente después de que los sujetos de medición de la composición del cuerpo se sometieron a una prueba de fuerza explosiva de piernas mediante salto de contramedición (CMJ). CMJ se midió como altura de salto usando Pro2 (Myotest SA, Sion, Suiza). Cada prueba de fuerza se realizó como tres CMJ posteriores con un intervalo de recuperación de 120 s entre saltos individuales utilizando el mejor resultado como resultado final. La fuerza de la pierna se analizó utilizando un dinamómetro isocinético HUMAC Norm CSMI (Stoughton MA, EE. UU.) Con un enfoque específico en la prueba bilateral de los extensores de rodilla. La prueba se realizó usando modo concéntrico con un rango de movimiento de rodilla de 90 ° y velocidades angulares de 60 °/sy 300 °/s. Se realizaron seis intentos sub maximales con una expresión gradual que aumenta la expresión destinada al calentamiento muscular antes de la prueba real. Se realizaron cinco intentos máximos después de un intervalo de descanso de 30 s. Los participantes permanecieron en reposo durante 180 s entre varias mediciones de velocidad angular. Posteriormente, se realizaron pruebas isométricas que se centran en identificar la resistencia de los extensores de la rodilla en un ángulo de 90 °, es decir, los participantes realizaron un intento de calentamiento submáximo seguido de cinco intentos máximos con una duración de contracción de 5 s con 5 s intervalos de descanso entre las mediciones individuales.
Después de 8 semanas de ejercicio, se compararon las características previas y posteriores a la intervención y los participantes se separaron más en respondedores (RES) y no respondedores (NRES). Res y NRES fueron individuos cuyo progreso en características seleccionadas fue mayor o inferior al 5%, respectivamente. El estado de res/nres se estableció para las siguientes características: extensión de la pierna derecha de 300 °/s (T300), 60 °/s extensión de la pierna derecha (T60), salto vertical, extensión isométrica de la pierna derecha (es decir) y porcentaje de grasa corporal (BFP). Todos los parámetros evaluados se enumeran en Tabla 1.
Intervenciones de entrenamiento
Las intervenciones se realizaron tres veces por semana durante un total de 8 semanas con un intervalo de 48 h entre unidades de entrenamiento individuales. La intervención real se realizó después de 5 minutos de calentamiento a baja intensidad, seguido de 5 minutos de estiramiento dinámico estándar entre las 8 y las 10 a.m.
El escenario de explicación incluyó cuatro conjuntos de sentadillas de salto de barra con ocho repeticiones en cada set. La curva de la rodilla se realizó al 90% en la articulación de la rodilla, con intensidad de ejercicio establecida al 90% de la potencia máxima (PMAX). Los intervalos de descanso entre los conjuntos fueron de 3 minutos cada uno. El escenario HyP consistía en sentadillas de barra y prensas de piernas. Ambos ejercicios se realizaron en el rango de movimiento completo en tres conjuntos, es decir, un total de 6 conjuntos en una unidad de entrenamiento, con 60 s de intervalos de descanso entre los conjuntos y ejercicios individuales. La intensidad del ejercicio se estableció en 75%. El escenario HIIT abarcó el total de 30 segmentos de carrera que duraron 15 s cada uno con 15 s de intervalos de descanso. El resto era pasivo, es decir, de pie. La intensidad de la carga se estableció como velocidad de carrera al 90% de la frecuencia cardíaca máxima.
análisis de miRNA
Aislamiento de ARN en plasma.
Las muestras de sangre se procesaron para plasma dentro de una hora posterior a la recolección por centrifugación a 2,000xg a 4 ° C durante 20 min. El plasma se almacenó a -70 ° C, el tiempo medio de almacenamiento desde la recolección hasta el análisis de punto final fue de 12 meses. El ARN total enriquecido para los miARN se aisló de 200 μl de muestras de plasma sanguíneo utilizando el kit de suero/plasma de miRNeasy (Qiagen, Hilden, Alemania) de acuerdo con las instrucciones alteradas del fabricante, 1.25 μl de ARN de MS2 (0.8 μg/μl) se agregó a Qiazol (Qiagen, Hilden, Alemania). La pureza y la concentración de ARN aisladas se evaluaron midiendo su densidad óptica (A260/A280> 2.0; A260/A230> 1.8) utilizando el espectrofotómetro NanoDrop 1000 (Thermo Fisher Scientific, MA, EE. UU.). Las muestras de ARN aisladas se almacenaron a -70 ° C o se procesaron más.
Cuantificación de expresión de microARN de plasma por qRT-PCR.
En el presente estudio, medimos cuatro niveles de miARN circulantes (c-miRNA) cuya selección se basó en su asociación previa con la actividad física, es decir, miR-16-5p, miR-21-5p, miR-93-5p y miR-222-3p (13,14). Los niveles de miRNA individuales se determinaron por QRT-PCR que consta de dos pasos consecuentes. Primero, realizamos una transcripción inversa de acuerdo con el protocolo del fabricante utilizando el kit de transcripción inversa de microARN TAQMAN® (#4366596, Thermo Fisher Scientific, MA, EE. UU.) Y Primeros específicos de miRNA (#4427975, Thermo Fisher Scientific, MA, EE. UU.) Y T100 ™ Cymer Cycler (Bio-Rad, CA, CA, CA).). Después de la síntesis de ADNc, realizamos una PCR cuantitativa de acuerdo con el protocolo del fabricante …
