Resumen
Los efectos de la administración de esteroides anabólicos de andrógenos anabólicos a largo plazo (durante varios años) en el músculo esquelético humano aún no están claros. En este estudio, se reclutaron y se entrevistaron individualmente a los diecisiete atletas de entrenamiento de fuerza sobre la autoadministración de sustancias prohibidas. Diez sujetos admitieron haber tomado derivados AAS o AAS durante los últimos 5 a 15 años (dopado) y se registraron la dosis y el tipo de sustancias prohibidas. Los siete sujetos restantes testificaron que nunca habían usado sustancias prohibidas (limpias). Para todos los sujetos, se probaron la fuerza muscular máxima y la composición corporal, y se obtuvieron biopsias del músculo vasto lateral. Utilizando la histoquímica y la inmunohistoquímica (IHC), las biopsias musculares se evaluaron para la morfología, incluida la composición del tipo de fibra, el tamaño de la fibra, las variables capilares y los myonuclei. En comparación con los atletas limpios, los atletas dopados tenían una masa de pierna magra significativamente más alta, capilar por fibra y myonuclei por fibra. Por el contrario, los atletas dopados tenían un valor absoluto significativamente más bajo en la fuerza de sentadilla máxima y los valores relativos en la fuerza máxima de sentadillas (relativa a la masa corporal magra, a la masa delgado de la pierna y al área de la fibra muscular). Utilizando estadísticas multivariadas, se estableció una proyección ortogonal del modelo de análisis discriminante de la estructura latente (OPLS-DA), en la que la fuerza de sentadilla máxima relativa a la masa muscular y la fuerza de sentadilla máxima en relación con el área de fibra, junto con la densidad capilar y la densidad de núcleo fueron las variables más importantes para la separación dopada de los atletas (regresión = 0.93 y predicción = 0.92, p <0,0001). En los atletas dopados, se observaron aumentos dependientes de la dosis de AAS en la masa corporal magra, el área de la fibra muscular, la densidad capilar y la densidad de myonuclei. En conclusión, la suplementación de AAS a largo plazo condujo a aumentos en la masa magra de la pierna, el tamaño de la fibra muscular y una mejora paralela en la fuerza muscular, y todos dependían de la dosis. La administración de AAS puede inducir cambios morfológicos sostenidos en el músculo esquelético humano, lo que lleva a una mejora del rendimiento físico.
Introducción
La testosterona y otros esteroides de andrógenos anabólicos (AA) se utilizan al aumentar la población de atletas profesionales y recreativos con la intención de aumentar el tamaño muscular y mejorar la fuerza muscular (1)–(3). A pesar de que los atletas que usan AA reclaman una ganancia significativa en el rendimiento, una gran cantidad de estudios académicos que investigan los efectos que mejoran el rendimiento de los AA han descrito resultados discordantes y a menudo contradictorios (4), (5). Algunos estudios revelaron ganancias significativas en la fuerza y la masa muscular/circunferencia. (6)–(8) Mientras que otros no informaron efectos de AAS sobre la masa muscular/circunferencia y/o la fuerza muscular (9), (10). Tales resultados conflictivos se han atribuido al diseño de estudio deficiente, incluida la condición no cegada, sin control de placebo, tamaño de muestra pequeño y variación de la dosis de AAS. Sobre todo, en la mayoría de los estudios, fuera de la consideración ética, la administración de AAS generalmente no tenía más de 6 meses. Un período tan corto de la administración de AAS obviamente no podría reflejar la realidad del abuso de AAS en atletas y entusiastas del deporte. En realidad, se estimó que el uso de AAS se mantiene durante varios años o todo el período de competencia en atletas. (11). Por lo tanto, la diferencia en el período de administración de AAS entre los abusadores de AAS y los sujetos en la mayoría de los estudios académicos podría ser una de las principales razones que conducen a las diferentes conclusiones.
Se ha demostrado que la administración AAS a corto plazo induce la mejora de la fuerza muscular. El aumento de la fuerza muscular se ha atribuido al aumento de la masa muscular que se asoció con la hipertrofia de la fibra muscular de las fibras tipo I y tipo II (12), (13). Sin embargo, los efectos de la administración de AAS a largo plazo en la morfología muscular en relación con la fuerza muscular, así como con la composición corporal, aún no están claros. En nuestros primeros estudios sobre sujetos de entrenamiento de fuerza con autoadministración de AAS de período largo (9 ± 3.3 años), el análisis de las biopsias musculares reveló aumentos significativos en el área de fibra media para las fibras tipo I y tipo II, el número de myonuclei y la proporción de núcleos centrales en los usuarios esteroides en comparación con los usuarios no esteroides. Además, en los usuarios de esteroides, también se observó un aumento significativo en la frecuencia de las fibras que expresan isoformas de la cadena pesada de miosina del desarrollo (MYHC) en comparación con los usuarios no esteroides (14), (15). Sobre la base de los resultados, concluimos que la ingesta de esteroides anabólicos en combinación con el entrenamiento de fuerza induce hipertrofia de fibra e hiperplasia de fibra (formación de nuevas fibras musculares), en la que la activación de las células satélite es un proceso clave. Sin embargo, los estudios no revelaron si los cambios en la morfología muscular fueron acompañados por una mejora en la fuerza muscular y la composición corporal.
En la campaña antidopaje, las muestras de sangre y orina son los principales materiales que se deben probar (5). Sin embargo, debido al carácter metabólico rápido de la mayoría de las AA, los restos de AA o sus metabolitos son rastreables solo por un corto tiempo en sangre o orina después de la ingesta de AAS, mientras que los efectos de AAS en los músculos esqueléticos permanecerán durante un período largo, tal vez toda la vida. (16). Hasta ahora, ningún estudio ha comparado la morfología y la fuerza muscular entre el abuso de AAS a largo plazo y los atletas limpios.
Se ha propuesto que los efectos de los AA en el músculo dependen de la dosis (2), (5), (8), (17). Veinte semanas de administración de testosterona aumenta la masa del músculo esquelético, la fuerza y el poder de las piernas de manera dependiente de la dosis, pero no mejoraron la fatigabilidad muscular o la función física (17). Sin embargo, los efectos de la dosis de AAS en los músculos esqueléticos nunca se han estudiado durante un período de varios años.
El presente estudio investigará los efectos de la suplementación a largo plazo de AAS sobre la fuerza y la morfología muscular, y explorará las relaciones entre la dosis de AAS, la fuerza muscular y la morfología en los atletas de élite. Propusimos que los atletas de entrenamiento de fuerza que usen AAS tendrán una mayor mejora en la fuerza muscular a través de adaptaciones morfológicas en comparación con los atletas de entrenamiento de fuerza sin usar AAS. Además, los efectos de la suplementación de AAS a largo plazo en los músculos esqueléticos dependen de la dosis. Por lo tanto, las respuestas musculares a la suplementación AAS a largo plazo pueden detectarse y usarse para separar los atletas limpios.
Materiales y métodos
Declaración de ética
Todos los participantes fueron informados sobre el diseño del estudio y se obtuvo el consentimiento informado por escrito de todos los participantes. El protocolo de estudio fue aprobado por el Comité de Ética para el Norte de Suecia en la Universidad de Umeå. Este no fue un estudio de intervención y no se tomaron medidas para influir en el régimen de entrenamiento del ejercicio de los participantes, la dieta, la administración de AAS u otras actividades. Los datos del manuscrito son confidenciales y protegidos por la Ley de Integridad Personal Suecia (PersonuppgiftSlagen 1998: 204) y el permiso de la Junta Ética para el Norte de Suecia (www.epn.se) en la Universidad de Umeå (EPN NR 08–145m).
Sujetos
Para investigar los efectos a largo plazo de la suplementación con AAS en los atletas, reclutamos a 17 atletas de élite de entrenamiento de fuerza a través del contacto personal. Todos los sujetos fueron entrevistados individualmente sobre sustancias de dopaje, actividad física, hábitos de fumar, enfermedades conocidas y ingesta de medicamentos. Diez eran usuarios actuales de derivados AAS o AAS (dopados; edad 41.1 ± 8.0 años) y siete informaron que nunca habían usado AAS (limpio; edad 29.1 ± 6.2 años). Los sujetos limpios habían firmado un contrato con sus clubes locales y la Federación Sueca de Levantamiento de Power, comprometiéndolos a nunca usar drogas, bajo un castigo monetario severo. Los sujetos se han probado continuamente con resultados negativos.
Se pidió a los diez sujetos dopados que informaran todas las sustancias prohibidas, incluidas dosis e intervalos tomados durante los últimos años. La información detallada de las sustancias y dosis prohibidas se muestra en Tabla 1. El régimen de administración de AAS incluye tanto el «apilamiento» (uso simultáneo de varios tipos de AAS) y «ciclismo» (un período libre de drogas seguido de momentos en que se iniciaron o aumentaron las dosis y los tipos de medicamentos tomados). La ingesta generalmente sigue un horario piramidal con una mayor ingesta con el tiempo para evitar la ecuación de los niveles de AAS.
Todos los sujetos informaron que habían entrenado regularmente entre 4 y 6 veces por semana durante al menos cinco años. El entrenamiento físico se definió como horas medias autoinformadas de entrenamiento ejercicio cada semana durante los últimos cinco años, y consistió principalmente en entrenamiento de alta intensidad de resistencia. El grupo dopado consiste en una mezcla de culturistas, competidores de hombres fuertes y levantadores de pesas, mientras que el grupo limpio consiste solo en levantadores de pesas. El modo de entrenamiento de resistencia difiere ligeramente entre los dos grupos; El grupo dopado utilizó 1–4 repeticiones/set y 8–12 repeticiones/set, mientras que el grupo limpio utilizó principalmente 1–4 repeticiones/set. Tenemos que enfatizar que este es el único enfoque éticamente factible para estudiar los efectos a largo plazo del abuso de AAS en los atletas.
Fuerza muscular y composición corporal
Los sujetos realizaron sentadillas estáticas en un ángulo de rodilla de 105 ° en una máquina de sentadillas Smith hecha a medida y las fuerzas de reacción de tierra fueron registradas por placas de fuerza AMTI (464 × 508 mm, tecnología mecánica avanzada Incorporated, Massachusetts, EE. UU.). Las fuerzas se registraron en direcciones X, Y y Z a 100 Hz utilizando el software Qualisys Track Manager (QTM) (Qualisys AB, Gothenburg, Suecia). La fuerza máxima (una sola grabación), la media de las 50 grabaciones más altas y la media de las grabaciones más altas de 0.1 segundos según el rango (más alto a más bajo) se usaron para el análisis estadístico. Los registros personales (PR) de la competencia (sin trajes ajustados) o equivalentes (no todos los participantes habían competido en todas las disciplinas) por press de banca, elevación de sentadillas y peso muerto también se usaron para las comparaciones.
Muestras de sangre
La muestra de sangre de 10 ml se recogió de todos los sujetos al mismo tiempo en la mañana después de ayunar durante la noche por venipunción de la vena cubital. Debido a que no pudimos realizar pruebas de dopaje regulares sobre los sujetos y los sujetos dopados no estaban en un «ciclo», se usó un indirecto indirecto del nivel de la hormona sanguínea para probar/refutar el uso de AAS.
Muestras musculares
Las biopsias del músculo esquelético se obtuvieron del músculo vasto lateral utilizando una técnica de biopsia de aguja o pinzas estándar (18), (19). Las biopsias se tomaron de la parte media del músculo, montadas en el compuesto OCT (Tissue Tek, Miles Laboratories, Naperville, IL, EE. UU.) Y luego se congelaron en propano líquido enfriado con nitrógeno líquido y almacenado a -80 ° C hasta su posterior procesamiento. Debido a problemas técnicos, se descartó una biopsia del grupo limpio, dejando 6 biopsias en el grupo limpio para su análisis.
Procesamiento de biopsia
Las secciones transversales del músculo en serie se cortaron a -20 ° C usando un criostato Reichert Jung (Leica, Nussloch, Alemania). Se tiñeron secciones de ocho μm de espesor con hematoxilina-eosina y una tinción de tricromo gomori modificada para la histopatología básica, incluida la detección de procesos degenerativos e inflamación (20).
Se procesaron secciones transversales de cinco μm de espesor para IHC con anticuerpos diferentes y previamente caracterizados. Para la clasificación del tipo de fenotipo de fibra, las secciones en serie se tiñeron con anticuerpos monoclonales (mAbs) contra diferentes isoformas de MYHC: A4.840 (fuerte afinidad por MYHCI; (20)), A4.74 (fuerte afinidad por Myhciia; (20)), N2.261 (fuerte afinidad a Myhciia, afinidad débil por Myhci, sin afinidad por Myhciix; (20)), BF-35 (fuerte afinidad por todas las isoformas de MyHC excepto IIX; (20)). Todos los anticuerpos se obtuvieron del Banco de Hibridoma de Estudios de Desarrollo, desarrollado bajo los auspicios del Instituto Nacional de Salud Infantil y mantenidos por la Universidad de Ciencias Biológicas, Iowa City, Iowa, EE. UU.
Para medición del tamaño de la fibra y capilar …
