Association Between aquaporin-1 and Endurance Performance: A Systematic Review

Outcome of Scrutining

Figure 1 shows a flow chart of the studies’ selection process. A pesquisa inicial na base de dados encontrou 172 estudos pertinentes. Uma análise mais aprofundada desses 172 estudos levou à exclusão de 118 publicações devido à relevância marginal e à retenção de 54 documentos para determinação da elegibilidade. Esse processo levou à rejeição de oito estudos devido à não-coincidência em traços biológicos (estruturais e funcionais) do canal AQP1. O resultado final rendeu 46 estudos que foram utilizados na síntese da presente revisão sistemática.

Fig. 1

PRISMA flow chart. Detalhes da presente pesquisa e o processo de seleção aplicada durante a revisão sistemática do processo

AQP1 de Caso–Controle e CE de Desempenho

Em seres humanos (ver Tabela 1), a primeira linha de evidência para apoiar a hipótese de associação entre o gene AQP1 e CE desempenho foi fornecida por Martinez et al. . Esse relatório foi um estudo de observação utilizando um modelo de epidemiologia genética num projecto de controlo de casos. Eles examinaram a associação entre uma variante de sequência de DNA, rs1049305 (C > G), No 3′ UTR do gene AQP1 e nível de desempenho CE em corredores de maratona hispânicos masculinos e femininos (n = 784). Os casos (corredores rápidos; n = 396; homens = 225; mulheres = 171) eram finlandeses no terceiro percentil superior para sua idade e sexo, enquanto os controles (corredores lentos; n = 388; homens = 221; mulheres = 167) terminaram no terceiro percentil mais baixo. As frequências do genótipo notificadas foram em HWE (X2, p ≥ 0, 05) e não foram significativamente (X2, p ≥ 0, 05) diferentes entre os sexos. Dado que houve distribuições de frequência genotípica semelhantes em homens e mulheres, para ambos os casos (corredores rápidos) e controles (corredores lentos), os dados para ambos os sexos foram agrupados. O teste Qui-quadrado dos dados agrupados revelou uma diferença significativa (X2 = 6, 94, p = 0, 03) na distribuição da prevalência do genótipo entre os casos (corredores rápidos) e os controlos (corredores lentos).

Tabela 1-Resumo dos estudos sobre a associação do AQP1gene rs1049305 (C > G) variante no 3′ não traduzidas região e o desempenho de resistência em seres humanos

O observado distribuição de freqüências alélicas nos casos (fast corredores) e controles (lento corredores) não revelou diferenças sexuais (X2, p ≥ 0.05). A distribuição de frequência alélica combinada por sexo revelou diferenças significativas (X2 = 7, 55, p = 0, 005) entre os casos (corredores rápidos) e os controles (corredores lentos). Em ambos os sexos, dentro dos casos e controles, o alelo-C foi o menos frequentemente observado. Calculados odds ratio = 1.35 e seu intervalo de confiança 95% (CI) (1.08–1.67) sugeriu que o C-alelo era mais provável (p = 0,005) prevalentes nos casos (fast corredores) do que nos controles (lento corredores). Vale ressaltar que o AQP1gene rs1049305 (C > G) está no 3′ UTR. O RNA 3 ‘ UTR do mensageiro tem sido associado com a regulação da expressão do gene . O 3 ‘ UTR controla a exportação nuclear, o alvo subcelular e as taxas de tradução e degradação do ADN. Os genes controlados pela sequência dos 3’ UTR são geralmente proteínas reguladoras, e a sua expressão irregular pode ter efeitos graves no ser humano .

Canal AQP1 e desempenho CE

Xu et al. , usando ratos, forneceu evidências para uma associação entre o canal Aqp1 e desempenho CE. Eles testaram a hipótese de que o canal Aqp1 desempenha um papel fisiologicamente influente no transporte de O2, uma vez que o canal Aqp1 está presente em altos níveis nos eritrócitos e no endotélio capilar pulmonar. Compararam o percurso voluntário da roda durante um período de 24 horas em ratinhos aqp1-null vs. tipo selvagem em condições de hipoxia (ambient = 16%), normoxia (21%) e hiperoxia (40%). A análise de regressão Linear do ensaio à Distância em função do Estado de Aqp1 e o tratamento categórico referente a 21% de O2 indicaram que o nocaute de Aqp1 reduziu a distância percorrida em 4,7 ± 0.5 km( p < 0, 001), ajustando para. Em comparação com 21% de O2, a redução de O2 para 16% reduziu a distância percorrida em 1,6 ± 0,6 km( p = 0,01), enquanto o aumento de O2 para 40% aumentou a distância percorrida em 1,2 ± 0,6 km (p = 0,04), ajustando-se para o estado de Aqp1. Estes achados levaram à conclusão de que os ratos nulos aqp1 têm um efeito importante na tolerância voluntária ao exercício (desempenho CE), consistente com a hipótese de que Aqp1 desempenha um papel fisiológico importante no transporte de O2 através das membranas plasmáticas. É bem aceito que em seres humanos a execução de exercício prolongado (como a corrida de distância) depende altamente de mecanismos moleculares, principalmente relacionados com o gerenciamento de O2.

AQP1 Canal e CE Desempenho Correlatos

O presente estudo observacional da AQP1 canal de lançar mais luz sobre o possível papel de um mecanismo molecular, como as relacionadas com a AQP1 canal presença ou ausência e a resposta aguda ao exercício e O2 de gestão. Em seres humanos, a capacidade de exercício prolongada como a exigida pela corrida de longa distância é altamente influenciada pelo VO2max, economia metabólica, limiar de lactato, regulação da temperatura e resistência à fadiga. Informações abundantes indicam que a genética mediam a magnitude destes mecanismos . Desses cinco fatores, o principal determinante do desempenho do exercício de resistência é o VO2max . Um dos argumentos mais fortes para tal afirmação é que o desempenho de resistência e VO2max são fortemente e positivamente associados. Novas descobertas resultantes de uma revisão sistemática, de 15 de estudos e meta-análise indicou que o ponderado meios para a herdabilidade do VO2max valores absolutos e aqueles ajustados para o peso corporal e de massa livre de gordura foram de 0,68 (IC 95% 0.59–0.77), DE 0,56 (IC 95% 0.47–0.65), e 0.44 (IC 95% 0.13–0.75), respectivamente. A análise de meta-regressão revelou que o sexo pode explicar parcialmente a heterogeneidade das estimativas de hereditariedade do VO2max ajustadas pelo peso corporal. As estimativas de hereditariedade relatadas entre os estudos foram estatisticamente significativas. Por último, para submáximo de resistência, fenótipos e o desempenho de resistência heritabilities foram de 0,49 (IC 95% 0.33–0.65) e de 0,53 (IC 95% 0.27–0.78), respectivamente.

Aqp1 C-Allele Carrier Status and CE Performance

In humans, the second line of support for the hypothesis of an association between the aqp1 gene and CE performance was shown by Rivera et al. (ver Quadro 1). Pela segunda vez, um estudo observacional usando um modelo de epidemiologia genética avaliou a associação entre a variante da sequência de DNA, rs1049305 (C > G), No 3′ UTR do gene AQP1 e no fenótipo CE relacionado ao desempenho. Nesta ocasião, o tempo de execução decorrido em 10 km do evento foi comparada AQP1 C-alelo estado de portador, por exemplo, transportadores (homozigótico para o C-alelo (CC) e heterozigotos para C-alelo (CG); n = 50) e os não portadores (homozigótico para o alelo G (GG); n = 41). As principais conclusões indicaram que o alelo C-aqp1 carries tinha uma média de 13.4% mais rápido (p< 0,05) do que os não-portadores durante a corrida de 10 km, que é aproximadamente 16.12 km/h para os portadores e 13.9 km/h para os não-portadores. Não houve diferença no status de treinamento entre os dois grupos (portadores contra não portadores do alelo C AQP1). Estes resultados dão mais apoio à noção de que a variabilidade interindividual no desempenho da CE pode ser parcialmente explicada por mecanismos moleculares, tais como variações da sequência de ADN. As descobertas de Rivera et al. prestar apoio adicional aos de Martinez et al. , sugerindo a participação do genótipo aqp1 rs1049305 CC e CG na promoção do nível de desempenho de corrida do endurance.

no ser humano (Ver Tabela 1), uma terceira linha de evidência forneceu apoio adicional para o possível papel do genótipo AQP1 no desempenho CE. Desta vez, a associação entre a CE desempenho e a rs1049305 (C > G) variante no prazo de 3′ UTR região do gene AQP1 foi avaliada na África do Sul Branca e do sexo masculino (n = 504) finalistas em 2000 (n = 112), 2001 (n = 222) e 2006 (n = 170) Sul-Africano Ironman Triatlo . Seus resultados replicaram os de Martinez et al. e Rivera et al. reportando que a variante C-aqp1 rs1049305 foi associada com a duração do segmento de corrida da maratona em três eventos do Ironman. Os triatletas que carregavam o alelo-C completaram o estágio de 42,2 km mais rápido (média 286, s = 49 min) do que os triatletas com o genótipo GG (média 296, s = 47 min; P = 0, 032). Este estudo também sustentava que as suas conclusões e as de Martinez et al. e Rivera et al. não são indicadores do desempenho da resistência, mas são provas de que a variante c AQP1 rs1049305 contribui para um estado fisiológico receptivo ao treino e benéfico para o desempenho de corrida da resistência (de longa distância). Alguns argumentam ainda que a fraqueza de observar um efeito semelhante do genótipo no desempenho nas etapas de natação e bicicleta provavelmente reflete as diferentes necessidades fisiológicas dessas atividades .expressão, in Vitro, e Alelo aqp1 G

um relatório revelou que, in vitro (ver Quadro 2), uma expressão aqp1 reduzida estava associada à presença do alelo rs1049305 G. Foi postulado que tal redução na expressão de AQP1 poderia ser atribuída a um aumento na afinidade de ligação de um precursor de microRNA-129 para o seu local de ligação dois pares de base (bp) longe do rs1049305 . O mesmo estudo indicou que, em doentes com fibrose hepática, o genótipo aqp1 rs1049305 CC foi associado a uma menor concentração sérica de sódio e a uma menor osmolalidade sérica quando comparado com doentes com genótipo GG ou CG. Saunders et al. a hipótese de que reduções na expressão de AQP1 na presença do alelo-G poderiam causar uma resposta mais lenta a mudanças no gradiente osmótico durante o exercício. Essa noção fundamentada pelo Tam e Noakes observa que a osmolalidade sérica é fisiologicamente defendida durante o exercício.

Tabela 2: Resumo do estudo avaliar a influência da rs1049305 (C > G) na expressão do gene AQP1, in vitro

a Prevalência de AQP1 C Alelo

Quenianos e Etíopes, os corredores têm dominado Olímpicos de média e longa distância e execução de eventos, desde 1968, os jogos da Cidade do México . A distribuição populacional do alelo c-gene AQP1 pode explicar parcialmente este fenômeno. Um relatório do National Center for Biotechnology Information encontradas pequenas variações na freqüência (%) da AQP1 C-alelo entre os Europeus (0.30 % ), os Asiáticos (0.38 % ) e Caucasianos (0.42 %), mas uma prevalência marcante do AQP1 C-alelo em afro-Americanos (0.86 %) e do Sub-Sahara (0.98 %). Outros relataram que em hispânicos a prevalência do alelo C era de 0,36% em corredores rápidos (casos) e 0,30% em corredores lentos (controles).

Aqp1 Channel Activity Under Hypoxic Exercise

Huang and Wang used a different approach to the study of aqp1 gene and endurance exercise. Examinaram os efeitos da formação em intervalos aeróbicos (AIT) e da formação contínua moderada (MCT) na função reológica mediada pelo stress osmótico e na actividade do canal AQP1 dos eritrócitos humanos sob stress hipóxico (HE) no ser humano. Trinta homens sedentários saudáveis foram distribuídos aleatoriamente ao grupo AIT, que realizou intervalos de 3 minutos em 40% e 80% VO2max, n = 15, ou ao grupo MCT necessário para realizar exercício contínuo a 60% VO2max, n = 15, durante 30 minutos/dia, 5 dias/semana durante 6 semanas. As respostas reológicas eritrocitárias A HE (100 W abaixo de 12% de O2 durante 30 minutos) foram determinadas antes e depois de vários regimes. Os resultados revelaram que o acufeno aumentou a fragilidade osmótica e diminuiu a deformabilidade dos eritrócitos, e a actividade aqp1 dos eritrócitos em depressão, como indicado pelo aumento da instabilidade induzida pelo cloreto de magnésio (HgCl2-) da membrana eritrocitária em condições hipotónicas. Após as 6 semanas de intervenção no exercício, o grupo AIT exibiu maior potência máxima e VO2max do que o grupo MCT. Tanto AIT quanto a MCT diminuíram os níveis de fragilidade osmótica aumentada, deformabilidade reduzida e atividade aqp1 dos eritrócitos causada por ele. Eles concluíram que AIT era superior à MCT para aumentar a capacidade aeróbica. O AIT ou o MCT aliviaram eficazmente as deficiências das características reológicas eritrocitárias e da função aqp1 evocadas pelo HE.

AQP1 e perda de fluido corporal durante o exercício

ao longo destas linhas, Rivera et al. and Saunders et al. examined body fluid loss (weight changes) association with the aqp1 rs1049305 (C > G) variant during endurance runs. Rivera et al. reported that during a 10-km road race, carriers of the aqp1 rs1049305 C-allele had a greater adjusted body fluid loss (3.7 ± 0.9 kg) than non-carriers (1.5 ± 1.1 kg) (P < 0,05). Saunders et al. não foi notificado qualquer efeito do genótipo sobre alterações do peso corporal absoluto em resposta ao segmento de circulação de 42 km dos Triatlões de Ironman. Este último estudo argumentou que os resultados opostos observados foram atribuídos a questões metodológicas . In the Ironman Triathlon study of Saunders et al. , antes e depois valores absolutos de peso corporal foram usados como indicadores de perda de fluido corporal. Por outro lado, Rivera et al. perda de fluido corporal determinada a partir da diferença entre o peso corporal nu (peso antes de 10 km − peso após 10 km) com ajustes para a ingestão de fluidos, perda de água respiratória e excreção de urina. Tam e Noakes revisaram a literatura relativa à controvérsia de quando e por que o peso corporal absoluto deve ser ajustado, dados os esforços práticos e Científicos. Está além da presente revisão para ir mais longe em tal Controvérsia.

As diferenças de perda de fluidos corporais induzidas pelo exercício, por genótipo AQP1, observadas por Rivera et al. pode também explicar indiretamente a associação AQP1 com o desempenho em execução. A observação de que uma perda elevada de fluido corporal está associada a uma execução mais rápida em eventos de resistência não é um evento isolado. Como encontrado por Saunders et al. , triatleta finishers de 2000, 2001, e 206 triatlo Ironman Sul-africano que perdeu o maior peso corporal durante toda a corrida teve melhores (mais rápido) tempos de acabamento do que triatletas que perderam menos peso corporal. Além disso, outros relataram correlações inversas significativas entre alterações de peso corporal por causa da participação em um ultramarathon de 100 km (n = 50; r = -0.31; p = 0.023). Corredores mais rápidos perderam mais massa corporal em comparação com corredores mais lentos enquanto bebiam mais .

Uma importante conclusão desta revisão sistemática é de que, durante o estresse osmótico, tais como o exercício físico intenso , AQP1 facilita a transferência de água do sangue para o músculo, através de rápidas trans-epitelial de transporte , assistências, no corpo e no equilíbrio de fluidos em vários sistemas, fornece osmótica de proteção, e serve como um canal para a reabsorção de água e controle térmico . O canal AQP1, devido às suas funções biológicas conhecidas, poderia promover a homeostase celular durante o exercício intenso por ação no transporte de óxido nítrico e CO2 , dois fatores ligados ao desempenho de resistência e exercício prolongado . Wakayama hipotetizou que AQP1 poderia acelerar a regeneração do músculo esquelético por causa de seu papel em melhorar a função endotelial intramuscular. Atletas com o alelo gene c-aqp1 mais ativo podem treinar mais e recuperar mais rápido . Canais aqp1 mais ativos no músculo esquelético e glândulas sudoríparas podem proporcionar várias vantagens em atletas de resistência. Eles podem promover o resfriamento através do aumento da transferência de calor convectivo e taxa de suor . Sugie et al. descobriu-se que os AQP1s nos eritrócitos eram críticos para a gestão da água corporal em todo o corpo.

Aqp1 indivíduos nulos

em seres humanos, indivíduos nulos aqp1 levavam vidas normais e não tinham conhecimento de quaisquer limitações físicas . No entanto, não conseguiram manter a homeostase dos fluidos quando expostos a sobrecarga subaguda ou crónica dos fluidos.

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