Resumen
Objetivo
Irisin es una hormona inducida por el ejercicio recientemente identificada que aumenta el gasto de energía, al menos en roedores. El objetivo principal de este estudio fue probar la hipótesis de que la irisina aumenta de manera aguda en la sangre después de sesiones singulares de ejercicio intenso de resistencia (fin) y entrenamiento de fuerza pesada (STR). Secundario, queríamos explorar la relación entre la composición corporal y los efectos inducidos por el ejercicio sobre la irisina, y el efecto del extremo y el STR sobre la expresión muscular del gen Irisin FNDC5.
Métodos
Nueve sujetos sanos moderadamente entrenados realizaron tres días de prueba utilizando un diseño cruzado aleatorizado y estandarizado: un día con 60 minutos de final, un día con 60 minutos de STR, y un día sin ejercicio (CON). La sangre venosa se muestreó durante un período de 24 h en los días de ejercicio.
Resultados
Tanto END como STR condujeron a aumentos transitorios en las concentraciones de irisina en la sangre, alcanzando su punto máximo inmediatamente después del final y una hora después de STR, antes de regresar gradualmente a la línea de base. Las respuestas de Irisin a STR, pero no en final, mostraron una correlación negativa consistentemente fuerte con proporciones de masa corporal magra. Ni el extremo ni el STR afectaron la expresión de FNDC5, midieron 4 h después de las sesiones de entrenamiento, aunque ambos protocolos condujeron a aumentos pronunciados en la expresión de PGC-1α, que está involucrado en el control transcripcional de FNDC5.
Conclusión
Los resultados sugieren fuertemente que las sesiones individuales de ejercicio de resistencia intenso y el entrenamiento de fuerza intensa conducen a aumentos transitorios en las concentraciones de irisina en la sangre. Esto no fue acompañado por un aumento de la expresión de FNDC5, medido 4H después del ejercicio. Los resultados sugieren que las respuestas de irisin al ejercicio de resistencia son más altas en individuos con proporciones más bajas de masa corporal magra.
Introducción
Las enfermedades metabólicas como la obesidad y la diabetes son, sin duda, algunos de los problemas de salud más desafiantes de nuestros tiempos (1). Por lo tanto, es importante identificar métodos simples y económicos para contrarrestarlos, con aclaración simultánea de causas subyacentes. En 2012, Boström et al. (2) informaron el hallazgo de una hormona inducible por ejercicio, Irisin. Mostraron que la irisina media el aumento del gasto de energía en ratones, lo que resulta en una mejor regulación de peso y la homeostasis de la glucosa, y sugirió un papel en los humanos (2). Esto hace que el irisin sea un objetivo potencial e intrigante para prevenir y tratar la obesidad y las enfermedades metabólicas (3). Sin embargo, la relevancia de la irisin en la fisiología humana no se entiende completamente (4), con los efectos de la resistencia y en particular el entrenamiento de la fuerza permanece oscuro. Se necesita más conocimiento antes de que podamos perseguirlo como una herramienta terapéutica potencial.
Boström et al. (2) encontraron que la irisina se escinde de la proteína de membrana FNDC5 en el músculo y se libera en la circulación. Se encontró que esto estaba bajo control del coactivador del receptor-γ-α (PGC-1α) (PGC-1α) (PGC-1α) (PGC-1α) (PGC-1α) (PGC-1α) (PGC-1α) (PGC-1α) (PGC-1α) (PGC-1α) (PGC-1α) (PGC-1α).2). En general, PGC-1α media muchas de las adaptaciones fisiológicas asociadas con el entrenamiento de resistencia (5), y transmite muchas de las adaptaciones físicas conocidas relacionadas con la salud, como la biogénesis mitocondrial (6). PGC-1α viene en diferentes isoformas (7). Mientras que el empalme PGC-1α 1 se considera la isoforma tradicional del gen, que está involucrada en adaptaciones relacionadas con la resistencia en el músculo esquelético, el PGC-1α4 recientemente identificado parece estar predominantemente involucrado en adaptaciones al entrenamiento de resistencia (8).
Originalmente, Puigserver et al. (9) identificaron PGC-1α como un regulador de la termogénesis en el músculo esquelético y el tejido adiposo beige en ratones a través de su activación de genes mitocondriales como la proteína 1 de desacoplamiento (UCP-1), que es específica para la grasa marrón. UCP-1 desacopla las corrientes de protones a través de la membrana mitocondrial interna de la producción de ATP, permitiendo la producción de calor (10). De esta manera, UCP-1 proporciona al tejido adiposo beige con la capacidad de oxidar la grasa y la glucosa que excede las demandas de energía, lo que le da un papel potencial en el control de la masa corporal (10, 11). De acuerdo con esto, el aumento del gasto de energía y la mejor homeostasis de glucosa mediada por irisina en ratones se producen de manera dependiente de UCP-1 (2), independientemente de la actividad física y los hábitos dietéticos. En esencia, Irisin convierte el tejido adiposo blanco en tejido adiposo beige (2), y por lo tanto puede constituir el vínculo faltante entre PGC-1α y sus efectos positivos sobre la salud sistémica, desde el control de la masa de grasa, el desgaste muscular, el aumento de la densidad mineral ósea, la prevención de la resistencia a la insulina y la reducción de la inflamación sistémica ((12). Un papel potencial de la irisina en la salud y la longevidad es apoyado por varios estudios transversales (13–19), aunque su papel fisiológico en los humanos se debate (4).
La naturaleza inducida por el entrenamiento de Irisin sigue siendo incierta en los humanos. Mientras que algunos estudios han encontrado que las concentraciones de irisina aumentan en la sangre inmediatamente después de episodios singulares de ejercicio (20–25), otros no han podido hacerlo (26, 27). También existen inconsistencias con respecto a los efectos del entrenamiento en la expresión de ARNm de FNDC5. Mientras que la expresión de FNDC5 originalmente se afirmó aumentar después del ejercicio agudo (2), los estudios más recientes han informado no o solo aumentos menores (26, 28). Hasta ahora, pocos estudios han explorado el efecto agudo del entrenamiento de fuerza en la irisin. Pekkala et al. (26) No encontraron ningún efecto sobre la irisin después de una sesión de entrenamiento de fuerza pesada, restringido a los ejercicios de las piernas. En un estudio a largo plazo, identificamos recientemente una sorprendente correlación negativa entre los cambios en los niveles de irisina de estado de descanso después de 12 semanas de entrenamiento de fuerza y masa corporal magra (29), lo que sugiere una compleja interrelación entre irisin y entrenamiento de fuerza.
El propósito de este estudio fue probar la hipótesis de que los niveles de irisina en la sangre aumentan de manera aguda después de sesiones individuales de FIN y STR. Secundario, queríamos explorar la relación entre la composición corporal y los efectos inducidos por el ejercicio sobre la irisina, y el efecto del extremo y el STR sobre la expresión muscular de FNDC5.
Materiales y métodos
Sujetos
Nueve individuos sanos (dos mujeres y siete hombres) participaron en el estudio. Las características del sujeto se muestran en Tabla 1. Todos los sujetos fueron clasificados como entrenados moderadamente, habiendo realizado 1–5 sesiones de resistencia y/o entrenamiento de fuerza por semana durante los tres meses de inscripción previa al estudio, incluidas al menos dos sesiones de entrenamiento de resistencia y dos sesiones de entrenamiento de fuerza por mes.
Declaración de ética
El Comité de Ética Regional (Rek Sør-Øst, Noruega) aprobó el estudio, y todos los sujetos dieron su consentimiento informado por escrito.
Diseño general
El estudio se realizó utilizando un diseño cruzado aleatorizado. Cada sujeto llevó a cabo tres experimentos en tres días separados, separados por al menos seis días y no más de 22 días entre cada uno: un día de prueba con una sesión de entrenamiento de resistencia intenso (fin), una con una sesión de entrenamiento de fuerza pesada (STR) y otra sin ejercicio físico (CON). Todas las sesiones de ejercicio comenzaron a las 08.00 a.m. y duraron 60 minutos. Los sujetos se ubicaron en alojamiento en interiores con temperaturas estables en todos los experimentos y eran sedentarios, excepto durante las sesiones de ejercicio. Se recogieron muestras de sangre y biopsias musculares en puntos de tiempo estandarizados. Todos los días experimentales fueron idénticos (Fig. 1), Excepto por lo siguiente: i) involucraron diferentes regímenes de ejercicio, ii) El día de la estafa, el muestreo de sangre se limitó a menos puntos de tiempo y iii) en el día de la estafa, no se tomaron muestras de biopsias musculares. Para garantizar el máximo esfuerzo durante el final y el STR, los sujetos fueron alentados por vía oral.
La línea de tiempo abarca el período desde la noche anterior a los días de ejercicio (-12) hasta la mañana posterior para ejercer días (24 horas posteriores al ejercicio). 0h = el final de las sesiones de ejercicio de 60 minutos. Hubo tres días de prueba; Un día con una sesión de ejercicio de resistencia intenso (fin), un día con una sesión de entrenamiento de fuerza pesada (STR) y un día sin ejercicio (CON). Con se estructuró de manera similar como Fin y STR, excepto que no se realizó ejercicio, no se tomaron biopsias musculares y se tomaron muestras de sangre solo AT-1H, 2H y 6H.
Los sujetos recibieron instrucciones de abstenerse del ejercicio físico durante los tres días anteriores a los días experimentales, y recibieron instrucciones de estandarizar su dieta para cada uno de los períodos de tres días antes de cada prueba. En la noche antes de cada día de prueba, se ingirió una comida que contenía> 50 g de carbohidratos. El desayuno antes de las pruebas también contenía> 50 g de carbohidratos. En los días de prueba, el equipo de investigación proporcionó a los sujetos todos los alimentos. En el primero de los días de prueba, cada comida consistía en cantidades de alimentos autocolimados ingeridos en puntos de tiempo estandarizados (Fig. 1). La ingesta de alimentos se registró cuidadosamente, y la estandarización dietética se logró repitiendo esta ingesta de alimentos en los días de prueba dos y tres. La ingesta media en cada día de prueba (desayuno a la cena) fue la siguiente (± DE): 13719 ± 2593kJ, 22 ± 3 e% de proteína, 35 ± 5 e% de grasa, 43 ± 6 e% de carbohidratos. En particular, un sujeto vomitó después de STR y un sujeto vomitaron después del extremo (ambos debido al agotamiento), asegurando el equilibrio de vómitos entre los protocolos.
Ejercicio
Fin: el ejercicio de resistencia se realizó como una sesión de cinta de correr intermitente de alta intensidad que se ejecuta a velocidad autoseleccionada y una inclinación del 5%. Después de un calentamiento de 20 minutos a baja intensidad, los sujetos se sometieron a intervalos de trabajo de 6 x 5 minutos, separados por dos minutos de descanso entre cada intervalo. Al final de cada intervalo de trabajo, la tasa de esfuerzo percibido tenía como objetivo alcanzar ≥18 en la escala Borg 6–20 (30). El objetivo de toda la sesión de resistencia fue lograr la velocidad promedio más alta posible, con el último intervalo un esfuerzo total. La concentración media de lactato en sangre inmediatamente después del último intervalo fue de 10.1 ± 2.8 (SD) MMOL/L (línea C Biosen, EKF-diagnóstico GMBH, Alemania). VO2max También se muestreó durante el último intervalo (OxyCon Pro, Erich Jaeger, Hoechberg, Alemania) para las características del sujeto (Tabla 1).
STR: Al comienzo de su sesión de entrenamiento de fuerza, los sujetos realizaron un calentamiento general de 5 minutos en un ergómetro de ciclo estacionario a una intensidad moderada autoseleccionada. Posteriormente, un conjunto de calentamiento específico precedió a cada ejercicio de fuerza en particular, excepto a medias sentadillas, para el cual se realizaron dos conjuntos de calentamiento. Los ejercicios fueron los siguientes (enumerados en orden cronológico): mitad en cuclillas en una máquina Smith, prensa de piernas, rizo de piernas, prensa de cofre sentada, remo sentado, prensa de hombro, latissimus desplegable y bíceps-curl. Cada ejercicio se realizó como tres conjuntos de 10-12 repeticiones máximo (RM), con dos períodos de descanso de dos minutos entre conjuntos y ejercicios. Todas las sesiones STR fueron supervisadas por un investigador. Los sujetos lograron repeticiones de 10.5 ± 0.8 (DE) y 10.0 ± 1.0 (SD) antes del agotamiento en los ejercicios de cuerpo inferior y superior, respectivamente.
Muestreo y análisis
Las muestras de sangre se extrajeron de una vena antecubital 15 minutos antes del ejercicio, inmediatamente después del ejercicio, y a partir de entonces 1H, 2H, 4H, 6H y 24 h después del ejercicio (fin, STR) (Fig. 1). En el día de control, las muestras de sangre se limitaron a los puntos de tiempo correspondientes a 15 minutos antes del ejercicio y 2H y 6 h después del ejercicio. La sangre se dibujó en tubos EDTA, se centrifugó inmediatamente a 2600 g durante 12 minutos y el plasma se almacenó a -80 ° C hasta el análisis. La irisina en plasma se cuantificó utilizando kits ELISA disponibles comercialmente (EK-067–29, Irisin Recombinant, Phoenix Pharmaceuticals, Inc, Burlingame, EE. UU.). Todas las muestras de un sujeto en particular se analizaron utilizando la misma placa (intraensayo). Coeficientes intra e interensayados de …
