Resumen
Receptor de glucocorticoides (NR3C1) Los polimorfismos se asocian con la obesidad, la fuerza muscular y la sensibilidad al cortisol. Examinamos asociaciones entre cuatro NR3C1 polimorfismos y la respuesta muscular al entrenamiento de resistencia (RT). Los adultos europeos-estadounidenses (n = 602, 23.8 ± 0.4 años) completaron un programa RT de brazo unilateral de 12 semanas. La contracción voluntaria máxima (MVC) evaluó la fuerza isométrica (kg) y el tamaño de bíceps evaluado por MRI (CM CM2) Entrenamiento previo y posterior a la resistencia. Los sujetos fueron genotipados para NR3C1 -2722g> a, -1887g> a, -1017t> c y +363a> g. Los hombres que portaban el alelo -2722G ganaron menos MVC relativo (17.3 ± 1.2VS33.5 ± 6.1%) (p = 0.010) que los homocigotos AA; Los hombres con -1887GG ganaron MVC relativo mayor que un portador de alelo (19.6 ± 1.4VS13.2 ± 2.3%) (p = 0.016). Las mujeres que portaban el alelo -1017T ganaron un mayor tamaño relativo (18.7 ± 0.5VS16.1 ± 0.9%) (p = 0.016) que los homocigotos CC. Encontramos el sexo específico NR3C1 Asociaciones con la fuerza muscular y la respuesta del tamaño a RT. Los estudios futuros deberían investigar si estas asociaciones se explican parcialmente por las acciones de Cortisol en el tejido muscular a medida que interactúan con las diferencias de sexo en la producción de cortisol.
Introducción
El receptor de glucocorticoides (NR3C1) gen en los códigos del cromosoma 5q31-32 para la proteína NR3C1 que se une a las hormonas glucocorticoides dentro del hígado, el músculo y la vasculatura que influye en el metabolismo y la función cardiovascular (1–3). NR3C1 Las variantes genéticas pueden influir en estos sistemas y respuestas fisiológicas al alterar la función de la proteína NR3C1 (1,2). Por ejemplo, los humanos que llevan el alelo G del NR3C1 +363 a> g (asn> ser; rs56149945, anteriormente rs6195) polimorfismo de un solo nucleótido (SNP) en el exón 2 de NR3C1 unir el cortisol de la hormona glucocorticoide a una velocidad más rápida que aquellos con el genotipo AA (4). NR3C1 +363 g de los portadores de alelos tienen un mayor índice de masa corporal (IMC) (4,5), relación de colesterol total a lipoproteína de alta densidad (6) y niveles de triglicéridos (6) así como un mayor riesgo de enfermedad de la arteria coronaria (6), y diabetes mellitus (4,7) que aquellos con el genotipo AA. Sin embargo, otros investigadores no han encontrado NR3C1 +363 A> G Diferencias de genotipo con la composición corporal (8,9), presión arterial (5), resistencia a la insulina (5) y enfermedad cardiovascular (10).
Además, el NR3C1 9β a> g (rs6198), Nr3c1 bclI c> g (rs41423247), y NR3C1 TTH111I (rs10052957) SNPS y el NR3C1 ER22/23ek (arg> lys; rs6189/6190) El haplotipo está asociado con la absorción de cortisol (11–13), Abundancia de isoforma nr3c1 (14), inflamación (10), enfermedad cardiovascular (10) y la fuerza muscular isométrica y dinámica (15). Van Rossum et al. (15) investigó la influencia del NR3C1 Haplotipo ER22/23ek sobre fuerza muscular isométrica y dinámica, composición corporal y actividad física habitual entre 337 hombres y mujeres saludables, adultos 32-36 años. NR3C1 ER22/23ek asociado con la fuerza muscular isométrica y dinámica, la masa corporal magra y la circunferencia del muslo entre los hombres; mientras NR3C1 ER22/23ek tendió a asociarse con la circunferencia de la cintura y la cadera entre las mujeres, pero estas asociaciones no lograron significación estadística.
NR3C1 ER22/23ek Associates con la absorción de cortisol (12). Por lo tanto, Van Rossum et al. (15) especuló que esta variante puede alterar la función de la proteína NR3C1, posteriormente influyendo en la unión y la absorción de cortisol y la absorción y el catabolismo muscular estimulado por cortisol, y en última instancia, la fuerza y el tamaño muscular. En apoyo de los hallazgos de Van Rossum et al. (15), Peeters y colegas (16) Informes de adultos con el NR3C1 El genotipo ER22/ER22 exhibió una correlación inversa entre los niveles séricos de cortisol y la fuerza y el tamaño muscular, pero no existían tales asociaciones entre los portadores del alelo ER23.
Hemos encontrado que los factores genéticos explican una pequeña cantidad de variabilidad en el tamaño muscular y la respuesta de fuerza a 12 semanas de la parte superior del cuerpo, entrenamiento de resistencia unilateral (RT) entre una gran muestra de mujeres jóvenes y sanas y hombres en el Fpolimorfismos de un solo nucleótido nocional Associado con músculo Size y SEstudio de intensidad (Famuss) (17–20). Estas asociaciones fueron modificadas con frecuencia por sexo (20). En el presente estudio, planteamos la hipótesis NR3C1 +363 g de los portadores de alelos entre la cohorte Famuss exhibirían menos fuerza y tamaño muscular al inicio y ganarían menos fuerza y tamaño muscular en respuesta a RT que las no portadoras; ya que se unen al cortisol más rápidamente que los no transportadores (4), pueden exhibir un mayor catabolismo muscular estimulado por cortisol y, por lo tanto, menor fuerza y tamaño muscular antes y después de RT. También planteamos la hipótesis de -2722 g> a (rs10482614), -1887 g> a (rs10482616) y -1017 t> c (rs4634384) en la región no traducida de 5 ‘de 5’ NR3C1 que están implicados en la regulación transcripcional (14) se asociaría con el tamaño y la fuerza muscular al inicio y en respuesta a la RT entre la cohorte Famuss; y como Van Rossum et al. (15) Encontrado, estas asociaciones serían dependientes del sexo.
Métodos
Los métodos de Famuss y los resultados generales se han descrito en detalle en otra parte (17,20–22). La Junta de Revisión Institucional de cada sitio (Universidad de Connecticut, Universidad de la Ciudad de Dublín, Universidad de Massachusetts, Universidad Central de Michigan, Universidad de Florida Central, Florida Atlantic University, West Virginia University, Hartford Hospital, Children’s National Medical Center y Yale University) aprobó el protocolo, y todos los súbditos dieron consentimiento informado por escrito para participar. Brevemente, los voluntarios fueron reclutados para completar un programa RT unilateral progresivo de 12 semanas para mejorar la fuerza y el tamaño del flexor del codo y los músculos extensores en el brazo no dominante. La fuerza muscular isométrica se midió como contracción voluntaria máxima de bíceps (MVC), fuerza muscular dinámica como un máximo de repetición (1RM) para un ejercicio estándar de rizo de predicador y tamaño muscular como resonancia magnética (MRI) del área transversal de bíceps (CSA). Antes de los sujetos de RT proporcionaban una muestra de sangre a partir de la cual se extrajo el ADN. Todos los datos están disponibles como un archivo suplementario (Archivo S1).
Configuración
Los sitios para las pruebas de reclutamiento, RT y músculo incluyeron la Universidad de Connecticut, la Universidad de la Ciudad de Dublín, la Universidad de Massachusetts, la Universidad Central de Michigan, la Universidad de Florida Central, la Universidad de Atlántica de Florida, la Universidad de West Virginia y el Hospital Hartford. Todos los genotipos se realizó en el Centro Médico Nacional de los Niños y el análisis de imágenes de MRI se realizó en la Universidad de Yale.
Criterios de inclusión
Los sujetos fueron excluidos si tomaron corticosteroides, esteroides anabólicos, medicamentos antihipertensivos o antilipidémicos, diuréticos, inyección anticonceptiva de depósito, clenbuterol, inhalador nasal, litio o medicamentos antiinflamatorios nonicortales. También fueron excluidos si ellos: tomaron suplementos dietéticos para mejorar el tamaño y la fuerza o el peso muscular; tenía afecciones médicas crónicas; tenía implantes de metal en los brazos, ojos, cabeza, cerebro, cuello o corazón; consumido> 2 bebidas alcohólicas/día; realizó RT u otra actividad física que involucra el uso repetitivo del brazo en el último año; y/o estaban tratando de ganar o perder peso o tener un cambio de peso de> 5 lb en los últimos 3 meses. Además, los sujetos recibieron instrucciones de no alterar sus hábitos dietéticos, el comportamiento habitual de la actividad física o ganar o perder peso durante el estudio. Tras la inscripción, medimos el peso corporal y la altura para calcular el IMC, y los sujetos completaron el cuestionario de actividad física de PaffenBarger (23) para evaluar la actividad física habitual. La adherencia a la dieta habitual se controló mediante mediciones de peso repetidas durante todo el estudio. Compensamos a los sujetos $ 100- $ 150 dependiendo del sitio por su tiempo y esfuerzo.
Fuerza isométrica y dinámica
Evaluamos la fuerza isométrica como MVC en los músculos de flexor del codo entrenado (no dominante) con un banco de curlería predicador y un medidor de tensión (modelo 32628CTL, Lafayette Instrument Company, Lafayette, IN) (IN) (17,20–22). Brevemente, los sujetos recibieron instrucciones de mantener el esfuerzo máximo durante 3 sy repetir 3 veces con 1 minuto entre contracciones. Si alguna contracción difería en más de 5 lb (2.2 kg) de las otras dos contracciones, los sujetos fueron informados de esto y se les pidió que realizaran hasta dos contracciones más hasta que los valores fueran consistentes. La fuerza máxima se registró en kg. El MVC basal se determinó como el promedio de dos evaluaciones previas a la RT después de una evaluación de familiarización, y el MVC posterior a la RT se determinó como el promedio de dos evaluaciones posteriores a la RT inmediatamente antes y 48 horas después de la última sesión de entrenamiento. También evaluamos la fuerza dinámica del mismo brazo determinando 1RM, o el peso máximo que el sujeto podría levantar con éxito una repetición del ejercicio de curl de predicador. Probamos 1RM una vez antes y después de la RT, después de la prueba final de MVC en ambas ocasiones para que la fatiga muscular de las pruebas de 1RM no influya en los resultados de MVC.
Tamaño muscular
Utilizamos 1.5t MRI para medir la CSA de los bíceps bíceps entrenados (no dominantes) (17,20–22). Las mediciones se tomaron en la circunferencia máxima del brazo (punto de medida; POM) antes de RT para determinar CSA de referencia y dentro de las 96 horas de la última sesión de RT para determinar CSA posterior a la RT. Todas las mediciones fueron realizadas por un técnico de resonancia magnética capacitado. Brevemente, el POM fue ubicado por el sujeto que realizaba una contracción máxima de bíceps con el hombro secuestrado 90 °, el codo flexionado 90 ° y abierto a mano. El POM estaba marcado con una cuenta radiográfica (Beekley Spots, Beekley Corp., Bristol, CT). La resonancia magnética tomó 15 imágenes de corte axial de gradiente en mal estado, perpendicular al eje largo del húmero con los 8th y 9th rodajas alineadas con el pom. El grosor del corte fue de 16 mm, el espacio entre un flujo fue de 0 mm, el tiempo de eco fue de 1,9 s, el tiempo de repetición fue de 200 ms, el ángulo de flip fue de 30 ° y se utilizó supresión de artefactos de flujo. La imagen fue proximal a distal, utilizando una resolución de matriz de 256×192 y un campo de visión de 22×22 cm. Matlab (The Math Works, Inc., Natick, MA) se usó para rastrear la región muscular, cuantificar su tamaño en píxeles y convertir este tamaño a CM2 Basado en la resolución de matriz y el campo de visión. Se evaluó el tamaño de la perla radiográfica para verificar la estandarización entre los sitios de prueba.
Protocolo de entrenamiento de resistencia
RT se realizó unilateralmente en el brazo no dominante. Los sujetos asistieron a sesiones de RT supervisadas dos veces por semana al menos a 48 horas de distancia durante 12 semanas. El programa fue diseñado principalmente para entrenar los flexores del codo y secundariamente para entrenar a los extensores del codo para el equilibrio. Los ejercicios incluyeron curl de predicador de bíceps, rizo de concentración de bíceps, rizo de bíceps en pie, tríceps de cabeza y retroceso de tríceps. Los ejercicios se realizaron utilizando pesas (Powerblocks, Intellbell, Inc., Owatonna, MN) e incorporaron el banco de curvas predicador según sea necesario. Al comienzo de RT, los sujetos realizaron 3 conjuntos de 12 repeticiones al 65-75% de 1RM. En la semana 5, los conjuntos se redujeron a 8 repeticiones a una mayor intensidad de 75-82% 1RM y en las repeticiones de la semana 10 a 6 a 83-90% 1RM. Los sujetos tomaron 2 s para el concéntrico y 2 s para la fase excéntrica de cada repetición. La recuperación entre conjuntos fue de 2 min.
Genotipado
La sangre se dibujó en tubos de vacutainer que contenían ácido teraacético de etilendiamina. Estos tubos se enviaron al Centro Médico Nacional de los Niños, donde se extrajo el ADN utilizando kits de puregeno (Gentra Systems, Inc., Minneapolis, MN). Un robot MWG (MWG Biotech, Ebersberg, Alemania) realizó genotipado usando taqman® Ensayos de discriminación de alelos. Estos ensayos utilizaron sondas de oligonucleótidos de polimerasa Taq que fueron marcadas con un fluoróforo separado. Para cada SNP se completó una reacción en cadena de la polimerasa específica de alelo (PCR). Las mezclas de PCR incluyeron ADN genómico de 10 ng, cebadores de PCR hacia adelante e inversa de 900 nm, 200 nm cada una de las dos sondas específicas de alelos y Taqman® Universal PCR Master Mix, no Amperase® UNG (Applied Biosystems, Foster City, CA) para formar un volumen final 10 μl. Esta mezcla se mantuvo a 95 – C durante 10 minutos para la desnaturalización, seguido de 44 ciclos de 15 s a 92 – C se alternó con 1 min a 60 ° C para el recocido. Se usó un sistema personalizado de 7900HT (Life Technologies, Carlsbad, CA) para detectar las proporciones de fluoróforos y, por lo tanto, llamar …
