Epigenética do exercício: 8 semanas de treinamento resistido dinâmico favorece ganho de força mas não altera metilação global do DNA em fibras musculares oxidativa, glicolítica e mista de ratos saudáveis - Agostinho, Júlia Maia Viudes [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023)
Introdução: O exercício físico é capaz de promover adaptações positivas no músculo esquelético, principalmente nas mitocôndrias; mas os mecanismos destas alterações fisiológicas ainda não estão totalmente esclarecidos. Há indícios de que marcadores epigenéticos estejam influenciando tais mudanças. Objetivo: Analisar o envolvimento da metilação do DNA nas alterações fisiológicas ocasionadas pelo treinamento resistido dinâmico (TRD) em fibras musculares esqueléticas oxidativa, glicolítica e mista de ratos saudáveis. Métodos: Vinte e dois ratos machos Wistar adultos jovens foram divididos aleatoriamente em dois grupos: Controle (C) e Treinado (T). Após realização do teste de Carga Máxima (CM), os animais do grupo T realizaram o TRD durante 8 semanas subindo em escada vertical com adição progressiva de carga a cada semana. A força foi avaliada pelo teste de CM em diferentes momentos ao decorrer da intervenção. Após a eutanásia sob anestesia, os músculos esqueléticos extensor longo dos dedos (EDL), gastrocnêmio (G) e sóleo (S) foram removidos para: 1) análise de metilação global do DNA; 2) avaliação histopatológica; 3) quantificação de expressão de proteínas mitocondriais NRF2 e TFAM, e 4) determinação do consumo de oxigênio apenas no músculo misto gastrocnêmio. Para análise estatística, os dados foram analisados pelo teste T de Student não pareado. Todavia, outros testes foram recorridos a depender da normalidade assumida e do objetivo estipulado para cada variável. Valores de P inferiores a 5% (p <0,05) foram considerados significantes. Resultados: Os animais do grupo T conquistaram um aumento da força avaliada pelo teste de CM (p<0,003) após 8 semanas de TRD. A metilação global do DNA foi semelhante entre os grupos C vs. T para os músculos EDL (p=0,437), G (p=0,929) e S (p=0,976), porém, observou-se que o músculo misto gastrocnêmio apresentou maior percentual de metilação comparado aos demais músculos. Não foram encontradas diferenças no diâmetro dos músculos (p=0,799; p=0,778 e p=0,748, respectivamente), assim como a ausência de fibrose (p=0,556, p=0,268 e p=0,531) e de alteração na estocagem de glicogênio (p=0,556, p=0,459 e p=0,808) entre os grupos. A expressão de proteína mitocondrial NRF2 e TFAM nos diferentes músculos EDL (NRF2: p=0,0641; TFAM: p=0,1677), G (NRF2: p=0,7116; TFAM: p=0,7037) e S (NRF2: p=0,9510; TFAM: p=0,6088) foi semelhante entre os grupos. Também não foi observada alterações em variáveis relacionadas ao consumo de oxigênio no músculo misto (SCRSucc - p=0,121, RCRADP - p=0,766, FCRL -p=0,618 e FCRPI - p=0,134). Conclusão: Podemos concluir que o TRD de 8 semanas aumentou a força muscular, mas não promoveu alterações estruturais e em sua composição nas diferentes fibras musculares, nem afetou a metilação global do DNA. Ainda, foi observado que o percentual de metilação global do DNA foi extremamente variável nos diferentes tipos de fibras musculares, independentemente do TRD; sugerindo que cada fibra possui seu próprio potencial de metilação, com ou sem intervenção externa. Nesse sentido, sugere-se que a alteração na força não esteve envolvida nas modificações da metilação global do DNA, nem ocasionou alterações na atividade mitocondrial de fibras musculares oxidativas, glicolíticas e mistas de ratos saudáveis.

Introduction: Physical exercise is able to promote positive promoters in skeletal muscle, mainly in mitochondria; but the but the mechanisms of these physiological changes are still not fully understood. There are indications that epigenetic markers are influencing such changes. Objective: To analyze the involvement of DNA methylation in in the physiological alterations caused by dynamic resistance training (DRT) in oxidative, glycolytic and mixed skeletal muscle fibers of healthy rats. Methods: Twenty-two young adult male Wistar rats were randomly divided into two groups: Control (C) and Trained (T). After completing the Maximum Load (ML) test, the animals in the T group performed DRT for 8 weeks, climbing a vertical ladder with progressive addition of load each week. The strength was assessed using the ML test at different times during the intervention. After euthanasia under anesthesia, the skeletal muscles extensor digitorum longus (EDL), gastrocnemius (G) and soleus (S) were removed for: 1) global DNA methylation analysis; 2) histopathological evaluation; 3) quantification of NRF2 e TFAM mitochondrial protein expression, and 4) oxygen consumption analysis only in the gastrocnemius oxidative-glycolytic muscle. Data were analyzed by unpaired Student's t test. However, other tests were used depending on the assumed normality and the stipulated objective for each variable. P values less than 5% (p <0.05) were considered significant. Results: The animals in the T group achieved an increase in strength assessments by the CM test (p<0.003) after 8 weeks of DRT. The global DNA methylation was similar between C vs T rats for the muscles EDL (p=0.437), G (p=0.929) and S (p=0.976), however, however it was observed that the gastrocnemius muscle had a higher percentage of methylation compared to other muscles. No differences were found either in the diameter of these muscle fibers (p=0.799, p=0.778 and p=0.748, respectively), as well as the absence of fibrosis (p=0.556, p=0.268 and p=0.531) and changes in storage of glycogen (p=0.556, p=0.459 and p=0.808). The expression of mitochondrial protein NRF2 and TFAM in the different muscles EDL (NRF2: p=0.0641; TFAM: p=0.1677), G (NRF2: p=0.7116; TFAM: p=0.7037) and S (NRF2: p=0.9510; TFAM: p=0.6088) was similar between the groups. No changes were observed in variables related to oxygen consumption in the mixed muscle (SCRSucc - p=0.121, RCRADP - p=0.766, FCRL - p=0.618 and FCRPI - p=0.134). Conclusion: We can conclude that the 8-week DRT increased muscle strength, but did not promote structural changes in different muscle fibers and their composition, nor did it affect global DNA methylation. Furthermore, it was observed that the percentage of global DNA methylation was extremely variable in different types of muscle fibers, regardless of DRT; suggesting that each type of muscle fiber has its own potential for methylation, with or without external intervention. Thus, it is understood that the change in strength does not involve changes in global DNA methylation, as well as changes in mitochondrial activity of oxidative, glycolytic and mixed muscle fibers of healthy rats.
Exercise epigenetics: 8 weeks of dynamic resistance training favor strength gain but do not change global DNA methylation in oxidative, glycolytic and mixed muscle fibers of healthy rats
Keywords: Epigenética; Fenótipo; Metilação de DNA; Músculo esquelético; Treinamento de força; DNA methylation; Epigenetics; Phenotype; Skeletal muscle; Strength training