Resumen
Introducción
Los ácidos micro ribonucleicos (miRNA) responden a los episodios agudos de ejercicio vigoroso, como las pruebas de ejercicio cardiopulmonar máximo (CPET), al expresar un perfil antiatogénico, antiinflamatorio y, por lo tanto, probablemente ergogénico. Sin embargo, el impacto del compromiso a largo plazo en el ejercicio físico en la respuesta de miARN inducida por CPET en individuos sedentarios, con un mayor riesgo de enfermedades cardiovasculares, sigue sin estar claro.
Métodos
Treinta y cuatro participantes sedentarios se sometieron a CPET antes y después de una intervención de ejercicio asistida por aplicaciones de cuatro meses, durante la cual la actividad física moderada a vigorosa (MVPA) aumentó a más de 150 minutos/semana. Las muestras de sangre capilar se recogieron antes y después del CPET al inicio y después de la intervención de ejercicio. Veinte miRNA objetivo informaron previamente que respondían a las vías adaptativas del ejercicio y el ejercicio, o vinculados a las propiedades aterogénicas como inflamación, o previamente identificado después del ejercicio en sujetos con enfermedad de la arteria coronaria versus sujetos sanos a través de la reacción en cadena de la polimerasa en tiempo real.
Resultados
La actividad física aumentó de 64 ± 48 a 354 ± 332 min/semana de MVPA (P <0.001, +553%), acompañado de una mejora en la potencia máxima de salida durante el CPET (ΔWattmáximo: 19 ± 13, p <0.001, +9%). Once de los veinte miRNA seleccionados mostraron respuestas significativas a los CPET al principio o al final del estudio. Encontramos un aumento significativo en ambos tiempos para miR-103A (glucólisis,%de base de cambios: +12%, post +17%), miR-146a (inflamación,%base de cambio: +20%, post +21%) y miR-222 (remodelación cardíaca,%base de cambio: +10%, post +21%), mientras miR-30a (inflamación,%base de cambio: -27%, post: 38%) p≤0.043).
Introducción
La inactividad física está aumentando en todo el mundo, lo que resulta en un mayor número de enfermedades cardiovasculares (CVD) (1, 2). Un estilo de vida sedentario se define como que tiene menos de 150 minutos de actividad física de intensidad moderada a vigorosa (MVPA) por semana. Como aumentar la actividad física tiene numerosos beneficios para prevenir y tratar la ECV, las pautas recomiendan aumentar la actividad física semanal a más de 150 minutos por semana (2, 3).
A pesar de los conocidos efectos beneficiosos de la actividad física, no todos los mecanismos subyacentes aún se han descubierto por completo. Se sabe que los ácidos micro ribonucleicos circulantes (miRNA) regulan la expresión génica por inhibición traslacional y se ha demostrado que algunos patrones de miARN indican ciertas condiciones fisiológicas y patológicas (4). Los miRNA son capaces de modular una gran cantidad de procesos celulares a lo largo de la vida útil humana completa, por ejemplo, como reguladores para varias vías relacionadas con el aprovisionamiento de energía, como el metabolismo de los ácidos grasos, vías que son cruciales para la adaptación hacia el ejercicio. Como lo describió anteriormente nuestro grupo de trabajo, los miRNA circulantes que se sabe que están asociados con las propiedades antiatogénicas y antiinflamatorias responden a un estímulo de ejercicio agudo como una prueba de ejercicio cardiopulmonar máxima (CPET), que es una forma estandarizada y fácil de analizar las respuestas agudas al ejercicio ((5–7). Solo se han publicado un puñado de otros estudios que investigan la reacción aguda de los miRNA de plasma circulantes antes y después de un CPET o ergometría (8–11). El número de publicaciones aumentó cuando otras formas de intervenciones de resistencia, como las diferentes intensidades y longitudes de las intervenciones de funcionamiento, se usaron como estímulos de ejercicio para el análisis del efecto agudo sobre los miARR en plasma circulantes (9, 12–28). Además, solo unos pocos estudios analizaron diferentes formas de ejercicios de fuerza (9, 29, 30). Sin embargo, dentro de los estudios de ambos tipos de ejercicios, el enfoque se centró muy a menudo en los llamados myomirs (por ejemplo, miR-1 o miR-133a), que están estrechamente relacionados con el metabolismo muscular y la funcionalidad. Al usar intervenciones de ciclismo (8–10, 31–34), el interés en los miRNA parecía cambiar hacia miRNA endoteliales y relacionados con la inflamación como miR-126 o miR-146a. La diversidad de intervenciones incluso aumenta al analizar los efectos crónicos del ejercicio durante un período más extendido (8, 10, 11, 31, 35–38). Por lo tanto, una comparación válida entre los estudios es imposible debido a la variedad de intervenciones de ejercicio. Los miRNA circulantes se ven afectados por la carga de ejercicio, la intensidad, el género y la presencia de enfermedades subyacentes. Como la mayoría de los estudios actuales se realizaron con participantes masculinos sanos y entrenados, surge la pregunta, cómo reaccionan los miRNA en otros colectivos, como participantes no entrenados o femeninos. Uno de estos colectivos son individuos sanos previamente sedentarios, donde se sabe poco sobre cómo el miRNA con los miRNA antiatogénicos y asociados antiinflamatorios están influenciados por el ejercicio agudo en forma de CPET y cómo esos miRNA cambian la expresión después de un entrenamiento de ejercicio estructurado prolongado. Obtener información sobre este tema podría ayudar a generar futuros biomarcadores moleculares. Estos perfiles de expresión de miARN pueden ayudar a monitorear el efecto del ejercicio sobre la salud metabólica y/o el riesgo cardiovascular y la entrega, además, formas de obtener más información sobre el mecanismo de dirección de las asignaciones de energía, lo que permite el monitoreo individual de la intensidad del ejercicio/entrenamiento. Por lo tanto, nuestro objetivo fue abordar esta brecha de investigación con el presente estudio de cohorte longitudinal.
Materiales y métodos
Aprobación ética y participantes del estudio
El estudio se realizó entre el 1calle de julio de 2021 y el 31calle de julio de 2022 en el Instituto Universitario de Medicina Deportiva, Prevención y Rehabilitación de la Universidad de Medicina de Paracelsus Salzburg, Austria. Los empleados sedentarios del hospital saludable (<150 min MVPA por semana) participaron en este estudio de intervención de cuatro meses. Los individuos eran elegibles si tenían> 18 años y acordaron una intervención de ejercicio basada en el centro de cuatro meses y asistida por aplicaciones. El consentimiento informado por escrito se obtuvo de todos los participantes. El estudio cumplió con la Declaración de Helsinki. El Comité de Ética del Estado de Salzburgo (1207/2020) aprobó este estudio, y el estudio se registró en ClinicalTrials.gov (NCT04791306).
Diseño general de estudio
Realizamos un estudio de medidas prospectivas, longitudinales y repetidas para examinar los perfiles de miARN circulantes en empleados de hospitales sanos y previamente sedentarios (<150 min MVPA por semana; evaluado a través del cuestionario internacional de actividad física (IPAQ)). Los participantes fueron reclutados a través de la publicidad dentro de la intranet hospitalaria, así como a través del programa de salud corporativa del Hospital Universitario de Salzburgo. Los posibles participantes recibieron los cuestionarios de IPAQ y en caso de <150 min MVPA, una invitación para las pruebas de laboratorio. Los candidatos calificados fueron invitados en base al primer ven, principio de primer servicio. Para la inclusión del estudio, se utilizaron los resultados de IPAQ establecidos durante el examen de referencia. Los CPET se realizaron antes y después de cuatro meses de mayor actividad física (> 150 minutos de MVPA por semana) que consisten en un entrenamiento de resistencia y fuerza supervisado de resistencia y resistencia de una vez a la semana y un entrenamiento individualizado en el hogar asistido por aplicaciones. Un cálculo de tamaño de muestra a priori dio un tamaño de muestra adecuado de norte = 39, incluida una tasa de abandono del 33% utilizando las medias previas al CPET, las desviaciones estándar previas y posteriores al CPET y las correlaciones de CPET previas a la publicación de los valores de expresión relativa correspondientes a 9 miRNA tomados de un estudio no publicado previo sobre cambios agudos con voluntarios sanos de nuestro grupo de trabajo.
Prueba de laboratorio
Todos los participantes se sometieron a las siguientes mediciones al principio y al final del estudio. Las mediciones incluyeron antropometría (masa corporal, altura e índice de masa corporal), espirometría, electrocardiograma en reposo (ECG), presión arterial, historia del paciente y pruebas de sangre (lípidos, electrolitos, marcadores de la función renal y hepática, glucosa y recuento sanguíneo). Además, la composición corporal (BIA 101 Anniversary Sport Edition, Akern GmbH, Mainz, Alemania) y un análisis de onda de pulso no invasivo utilizando el dispositivo oscilométrico automatizado portátil Mobil-o-Graph® (IEM GmbH, Stolberg, Alemania) se realizaron. Además, los puntajes de riesgo para eventos cardíacos en los próximos diez años se evaluaron utilizando el procam- (39), Framingham- (40), y escore (41). Se pidió a los participantes que completaran cuestionarios estandarizados sobre actividad física (formulario corto de IPAQ (42) y la rápida evaluación de la actividad física (Rapa (43)), General Health (cuestionario de encuesta de salud: SF-36 (44)) así como bienestar emocional (quién-5 (45)).
Prueba de ejercicio cardiopulmonar
Un espirómetro de respiración por respiración (Metalyzer 3B, Cortex Biophysik GmbH, Leipzig, Alemania) evaluó el intercambio de gases y la ventilación durante el ciclo máximo CPET (Lode Excalibur Sport, Lode BV, Groningen, Países Bajos). Durante las pruebas incrementales, todos los participantes fueron monitoreados utilizando un ECG de 12 derivaciones (AMEDTEC ECGPRO versión 5.10., Amedtec Medizintechnik AUE GmbH, AUE, Alemania). La presión arterial y las muestras de sangre para las mediciones de lactato en sangre se tomaron en cada incremento a lo largo de las pruebas incrementales. Las muestras de lactato se analizaron utilizando una tecnología enzimática-sensor de chips amamática-amamática (Biosen C-Line, EKF Diagnostics, Cardiff, Reino Unido). Dependiendo del sexo y el peso corporal, se eligieron las cargas iniciales y se incrementaron posteriormente en incrementos de un minuto de 10-25 vatios (W) para alcanzar la capacidad máxima de trabajo físico (PWCcima) después de 8 a 12 min. Las pruebas se terminaron cuando los participantes alcanzaron el agotamiento máximo. Todos los exámenes se realizaron por la mañana después de un ayuno durante la noche. Cada análisis se repitió como se realizó durante las pruebas de referencia al final del estudio.
Entrenamiento con ejercicio
Las sesiones de entrenamiento ejercicio supervisado se realizaron una vez por semana durante cuatro meses en el Instituto de Medicina Deportiva, Prevención y Rehabilitación de la Universidad de Medicina de Paracelsus Salzburg, Austria. Cada sesión de entrenamiento en el sitio consistió en entrenamiento de ciclo de ciclo seguido de entrenamiento de resistencia basado en máquinas. Todas las sesiones de capacitación en ergómetro se llevaron a cabo en Ergoselect 200 (Ergoline GMBH, BITZ, Alemania) y fueron registradas por los sistemas de Ergoline REHA (Ergoline GMBH, BITZ, Alemania). Los participantes realizaron un entrenamiento de intervalos de alta intensidad durante 38 minutos: intervalos de 4 × 4 minutos a 85-95% de frecuencia cardíaca máxima, cada uno seguido de 3 minutos de recuperación activa a 60-70% de frecuencia cardíaca máxima, incluyendo 5 minutos de calentamiento y 5 minutos en enfriamiento a 50–70% de frecuencia cardíaca máxima. El entrenamiento de resistencia consistió en 3 conjuntos de 12 repeticiones al 80% del máximo de 10 repeticiones en diez máquinas de entrenamiento, siete para la parte superior del cuerpo (inmersiones del brazo, remo sentado, prensa en el cofre, tirones de cables, lat petro, extensión posterior, crujido abdominal) y tres para la parte inferior del cuerpo (prensa de pierna, extensión de la pierna, curla de la pierna asentada).
Además, todos los participantes estaban equipados con una aplicación para teléfonos inteligentes (aplicación) llamado aktivplandesarrollado por el Instituto Ludwig Boltzmann para la Salud y Prevención digital, Salzburgo (46). Esta aplicación proporcionó planes de actividad física individualizada para cada participante y se utilizó para documentar la cantidad semanal de MVPA realizado. En particular, se pidió a los participantes que documentaran la duración, el tipo y el esfuerzo experimentado subjetivamente (escala BORG) de cada actividad a través del aktivplan aplicación Además, los videos y mensajes se integraron en la aplicación para motivar a los participantes a realizar actividad física. Al final del estudio, toda la información relacionada con el ejercicio ingresada por los participantes se exportó a archivos CSV para su posterior análisis por parte del equipo de investigación.
El período de entrenamiento se completó con éxito, cuando los participantes realizaron actividad física documentada regular con una cantidad media de más de 150 minutos por semana durante al menos 16 semanas. Se excluyeron los participantes que no alcanzaron el monto documentado requerido …
