821 research outputs found
Impact of the alpha-actinin-3 R577X polymorphism on skeletal muscle properties
No full textThe association between the ACTN3 genotype and human performance has been intensively studied in a number of studies in populations of varied ethnicity. The R allele was found to be advantageous and the X allele wasdetrimental in sports which require muscle strength and power. A meta-analysis of these data has given a PThe generation of the Actn3-/- knockout mouse made it possible to study the effects of α-actinin-3 deficiency on skeletal muscle function. Compared to wild type mice, the KO mice show lower muscle mass, muscle strength, fiber diameter and an enhanced recovery from fatigue. In addition, KO fast muscle fibers have an increased activity of aerobic enzymes. These data suggest the development of slow-twitch characteristics in fast fibers in the absence of α-actinin-3. These observations have yet to be confirmed in humans.Our research group has already reported parallel study results in humans. A first doctoral project focused on the genotype-related differences in fiber-type distribution and differential mRNA responses in muscle damage markers, inflammatory response and repair markers to an acute eccentric exercise bout. Also a set of oxidative markers was tested to explore changes towards more oxidative characteristics in α-actinin-3 deficient fastfibers. New research questions following these initial studieshave lead to the design of the present research project. Here we will focus on the contractile and morphological differences of single fibers between ACTN3 577XX and RR subjects. 1. Contractile property differences between ACTN3 577XX and RR carriers using single fiber studies. The presence of α-actinin-3 and α-actinin-2 in type IIa and IIx fibresmight counteract mechanical-stress related damage to the Z-line of fastfibers in RR carriers compared to IIa/IIx fibers with only α-actinin-2. This might present a mechanical quality in RR carriers thatis compatible with improved responses to high power, concentric and eccentric muscle work that is typical for e.g. sprint trained athletes. To get more insight into the bio-mechanical differences, contractile properties and calcium-dependency of α-actinin-3 deficient and α-actinin-3 expressing type IIa/IIx fibers, single muscle fibers will be studied. We will collaborate with the research group of Prof. M.Francaux, Catholic University of Louvain, who has extensive experience with experiments in single human muscle fibers.Methods: Muscle biopsies are taken from the right m. quadriceps vastus lateralis and put in a special skinning solution on ice. After removal of fat and other non-muscle tissues, the muscle tissue is stored in skinning solution and single fibers are isolated stepwise. Within a time span of 5-6 weeks after the muscle biopsies, single muscle fibers are subjected to a series of mechanical tests in a pre-determined order. On the day of an experiment, a single fiber will be mounted between an isometric force transducer (model 400A, Aurora Scientific, Ontario, Canada) and the arm of a high-speed motor (model 312B, Aurora Scientific) by means of two connectors. The motor is operated either in length (slack tests and passive stretch tests) or in force mode (isotonic contractions) via a high speed digital controller (model 600A, Aurora Scientific). Once mounted, the fiber can be rapidly transferred between a relaxing or an activating solution. The setup is build over the stage of an inverted microscope (Axiovert25C, Zeiss, Germany) so that the fiber can be viewed with a magnification of 400x. All experiments are performed at 15°C. Collected data are analysed with custom made software (Labview, National instruments). Beforethe start of the mechanical tests, sarcomere length is adjusted to 2.5μm by use of a calibrated ocular micrometer (x400). Subsequently, a digital camera (Camedia C3020 Z, Olympus) is connected to the microscopeand interfaced to a PC, allowing picture capture of the fiber while briefly suspended in the air (±5s). Next, fiber width, CSA and fiber length(FL) are determined. Subsequently, single fiber P0 (mN) and V0 (FL/s) (slack test) are measured. After the slack test the single fiber force-velocity relationship is determined (FL/s). Afterwards, the fiber is subjected to a progressive stretch-release protocol (passive tension measurement). The last mechanical test measures the calcium sensitivity of the fiber applying different pCa and calculating the pCa50% (concentration atwhich half-maximal activation occurs), activation threshold and Hill plot coefficients n1 and n2. After these mechanical tests, fiber MHC isoform is determined by SDS-PAGE. Although the initial focus is on the IIx fibers, with a higher alpha-actinin-3 content, the number of type IIx fibers might be limited, and ACTN3 R577X genotype effects might only be testable for IIa fibers. We hypothesize that P0, V0, force/velocity relationship and power in IIx and IIa fibers of 577RR subjects is higher compared to 577XX subjects. Whether compensatory characteristics are present in type I fibers remains unclear. However, no differences between contractile properties of type I fibers between both groups are hypothesized. As running these single fiber experiments is highly labour intensive, 6-8 subjects within the XX and RR genotype group will be studied (aiming to study about 120 IIa+IIx fibers in both groups). As Malisoux etal. were able to find alterations in the mechanical properties of single fibers after a short training period, we expect this technique to be sensitive enough to detect the differences between genotype groups. 2. Structural/mechanical property differences between ACTN3 577XX and RR carriers using electron microscopy visualization of the Z-line To further investigate the structural/mechanical function of α-actinin-3 in humans, electron microscopic (EM) visualization of the Z-line structure could give additional insights in the physical properties. Presently, it remains unclear whether the presence/absence of α-actinin-3 is related to Z-line width differences in fast muscle fibers or differential structural damage occurring after eccentricexercise. This study will be performed in collaboration with the EM core facility at the Center for Human Genetics (UZ Leuven), lead by Prof. Peter Baatsen.Methods: A previously performed pilot study shows that EM visualization of the muscle Z-line is feasible but requires careful sampling and treatment of the biopsy. Therefore, part of this project will include the optimalization of the EM protocol. At the moment, we plan to use part of the muscle biopsies taken for the single fiberstudy for the optimalization+ of the EM study protocol. Our goal is to determine differences in sarcomere ultrastructure as a result of the ACTN3 polymorphism. Therefore the biopsy will be embedded in a relaxation solution. The samples will be stabilized by chemical fixation containing aldehydes and osmium tetroxide. Afterwards, they are contrastedwith solutions of heavy metal components and dehydrated through a graded series of ethanol to remove water. After coating of the samples in resin, ultrathin sections (60-90 nm) are cut with glass knives using an ultramicrotome (Leica UM EC7). These are transferred to specimen support grids and examined in the transmission electron microscope (Jeol Jem 2100). The EM can be operated at a range of acceleration voltages of 40 to 200 kV and features an Oxford INCA Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS) system and a GATAN Tridiem Electron Energy Loss Spectroscopy (EELS) filter/spectrometer for element mapping and image filtering. The morphology of the Z-lines will be examined and assessed with the identity of each sample concealed until the analysis had been completed.When the EM protocol is optimized, biopsies of rectus femoris will be taken from the test subjects after a strenuous eccentric exercise bout to induce Z-disc damage. Sequential analysis of one RR and one XX biopsy will beperformed and repeated in 4 sets of RR/XX paired subjects.status: Publishe
Fijnmappen en genvariantanalyse van Quantitative Trait Loci voor humane spierkracht: de Leuvense Genen voor Spierkracht Studie
No full textMusculaire fitheid vormt een belangrijke parameter in de gezondheidsgerelateerde fitheid. Voldoende spierkracht stelt ons immers niet alleen in staat om onze dagelijkse activiteiten zonder problemen uit te voeren of om recreatief of professioneel te sporten, maar heeft ook een belangrijke positieve invloed op onze gezondheid. Bijkomend speelt het spiermetabolisme een rol in de ontwikkeling, en daardoor ook de preventie, van tal van pathologische aandoeningen en chronische ziekten zoals diabetes, osteoporose, of hart- en vaatziekten. Studies hebben aangetoond dat de hoeveelheid spierkracht bepaald wordt door een combinatie van omgevingsfactoren zoals training, voeding of sociale status, genetische factoren en de interactie tussen beide. De Leuvense Genen voor Spierkracht studie (LGfMS) werd opgestart met als doel het identificeren van deze genetische factoren die (een deel van) de inter-individuele verschillen in humane spierkracht kunnen verklaren. De hoofdvraagstelling binnen dit doctoraatsproject was het uitwerken van een fijnmappingsstrategie en deze vervolgens toe te passen op twee reeds geïdentificeerde koppelingsregios op chromosoom 12 (chr12q12-14 en chr12q22-23). Anderzijds hebben we in een tweede vraagstelling de relatie tussen genvarianten in het vitamine D receptor (VDR) gen en humane spierkracht bestudeerd. Voor het fijnmappen van de koppelingsregios werd eerst een twee-staps empirische strategie ontwikkeld voor de selectie van kandidaatgenen en genvarianten in deze regios. In een eerste stap werden de genen in de 1-LOD regios van de koppelingspieken gerangschikt op basis van hun gelijkenis met genen waarvan gekend is dat ze spierkracht beïnvloeden, gebruik makend van Endeavour software. Deze rankschikking werd uitgevoerd voor 5 verschillende referentiesets van genen en gecombineerd tot één globale rangschikking. Vervolgens werden de 30 hoogst gerangschikte kandidaatgenen van elke referentieset en de globale rangschikking geselecteerd en aangevuld met genen die ondanks hun biologische evidentie voor een rol in spierkracht niet weerhouden werden op basis van hun rangschikking. Voor de genen die tot expressie komen in de skeletspier werden taggingSNPs bepaald op basis van het linkage disequilibrium tussen de genvarianten m.b.v. Tagger software gebruik makend van de CEPH (Centre d'Etude du Polymorphisme Humain) genotype data beschikbaar vanuit het HapMap project (Hoofdstuk 1). Deze taggingSNPs werden gegenotypeerd in een groep van 500 jong-volwassen broers (17-35j). Via gecombineerde koppelings- en associatieanalyses en familie-specifieke associatie analyses werd de relatie van deze polymorfismen met spierkracht van de knie nagegaan. Voor enkele veelbelovende genen werden bijkomende polymorfismen geselecteerd op basis van hun mogelijkheid om mRNA expressie of eiwitstructuur te beïnvloeden (vb SNPs in coderende regios, in transcriptie factor bindingsplaatsen of in geconserveerde gebieden). Deze polymorfismen werden gegenotypeerd in een grotere groep van 536 broers. Binnen de 12q12-14 regio leidden deze analyses tot de identificatie van activin receptor 1B (ACVR1B), een receptor uit de transforming growth factor beta reactieweg (TGFbeta) die ook kan instaan voor de signaaltransductie van myostatine, een negatieve regulator van spiermassa. Een veelbelovende associatie werd gevonden met het rs2854464 polymorfisme, gelegen in een bindingsplaats voor miRNA-24. Voor dit miRNA-24 werd onlangs aangetoond dat het de ACVR1B expressie kan beinvloeden en dat het betrokken is bij de inhibitie van spierceldifferentatie door TGFbeta. Desondanks werden in een onafhankelijke groep van jonge mannen (N = 16) geen verschil in mRNA expressie tussen rs2854464 genotype groepen geobserveerd (Hoofdstuk 2). Binnen de 12q22-23 regio was rs3026468, gelegen in een sarcoplasmatisch reticulum calcium ATPase (ATP2A2) gen geassocieerd met spierkracht. Bijkomend werd voor twee andere SNPs (rs4630352 en rs1860561) aangetoond dat ze ATP2A2 mRNA expressie beïnvloeden (GG homozygoten gemiddeld 38% en 44% hogere expressie dan dragers van het A allel; p = 0.015 en 0.005) in een onafhankelijke groep van jonge mannen (N = 23). Bijkomend onderzoek is echter noodzakelijk om de rol van ATP2A2 en van deze drie polymorfismen in de determinatie van humane spierkracht te bevestigen (Hoofdstuk 3). Naast deze verdere verfijning van de koppelingsregios op chromosoom 12, werd in de tweede vraagstelling binnen dit werk ook de relatie tussen genvarianten in het vitamine D receptor (VDR) gen en spierkracht nagegaan. Andere onderzoekers toonden reeds aan dat bepaalde genvarianten in VDR spierkracht kunnen beïnvloeden maar deze resultaten waren niet altijd eenduidig en vaak beperkt tot mannen of vrouwen of tot een specifieke leeftijdsgroep. We onderzochten de associatie van de BsmI, TaqI en FokI genvarianten met kniespierkracht in een groep van 253 mannen (54.9±10.2j) en 240 vrouwen (41.5±13.2j) uit een studie van het Steunpunt Sport, Beweging en Gezondheid. We observeerden dat vrouwen met een f/f genotype een sterkere quadriceps hebben dan F allel dragers. Mannen met een Bt/Bt haplotype zijn dan weer sterker dan de bT haplotype dragers. We kunnen dan ook besluiten dat dit werk bijgedragen geeft tot het ontrafelen van (een deel van) de genetische factoren die de een invloed hebben op de inter-individuele variatie in spierkracht in een gezonde populatie. Het fijnmappen van eerder geïdentificeerde koppelingsregios op chromosoom 12 resulteerde in de identificatie van ACVR1B en mogelijks ATP2A2 als genen voor spierkracht. Bijkomend werd ook een geslachtspecifiek effect van VDR genvarianten op spierkracht geobserveerd. Voor alle associaties is bijkomend onderzoek naar de functionaliteit van het betrokken gen/polymorfisme wenselijk.status: Publishe
Leeftijdsgerelateerde veranderingen in musculaire fitheid - De rol van genetische factoren
No full textThe human ageing process is associated with a significant decline in skeletal muscle mass and muscle strength. This progressive loss in muscle mass and strength, known as sarcopenia, disturbs the daily life of elderly and may hinder healthy ageing. As it has been reported that a number of saropenia-related phenotypes are highly heritable, it is important to understand how ageing and its interactions with lifestyle and genetic factors affect physical fitness. The following doctoral project therefore aims at developing a better understanding regarding the effects of genotypic sequence, structural variation and physical activity on muscle mass decline and loss in muscle strength over a ten-year period(2002-2006 > 2012-2015). In the first study, a Genetic Predisposition Score (GPS) based on a number of sequence variants in candidate genes will be used to predict the loss of muscle strength with ageing. The secondstudy will examine the epigenetic changes in promoter regions of candidate genes, occurring under the influence of physical activity. In conclusion, it is our purpose to determine whether the loss in muscle functionand muscle mass, occurring with ageing, is (epi-)genetically determined.status: Publishe
Totale genoomscan en kandidaatgen studie voor spierkrachtfuncties: De Leuvense Genen voor Spierkracht Studie
No full textSpierfitheid is een belangrijke determinant in gezondheidsgerelateerde fitheid. Het kunnen leveren van voldoende spierkracht is gerelateerd aan het onafhankelijk uitvoeren van dagelijkse activiteiten. Indicatoren voor de functionele status van de skeletspier (maximale kracht, explosieve kracht en uithouding) zijn positief geassocieerd met gezond beenderweefsel en psychologisch welbevinden en negatief geassocieerd met vallen en breuken, ziekte en vroegtijdige sterfte. Het belang van de genetische bijdrage naast omgevingsfactoren zoals voeding, fysieke activiteit,
- tot de variabiliteit in verschillende spierkrachteigenschappen wordt algemeen aanvaard. In dit doctoraatsproject worden twee verschillende onderzoeksbenaderingen gebruikt om de genetische basis van spierkracht te bestuderen. De unmeasured genotype benadering quantificeert de genetische en omgevingsbijdrage tot de covariantie in verschillende spierkrachteigenschappen. Daarenboven worden twee measured genotype benaderingen toegepast: (1) een totale genoom koppelingsstrategie om chromosomale regios voor spierkrachtkarakteristieken te lokaliseren en (2) een kandidaatgen associatie benadering om specifieke genetische varianten te bepalen die variabiliteit in spierkrachteigenschappen veroorzaken. In het eerste hoofdstuk werden de genetische en omgevingsbijdragen tot individuele verschillen in maximale isometrische, concentrische en excentrische kracht en spierdoorsnede van de elleboogflexoren onderzocht. Een generaliteit versus specificiteitshypothese werd onderzocht om te testen of deze krachtvariabelen een genetische component of gemeenschappelijke omgevingsfactoren delen, of genetische/omgevingsfactoren die eerder specifiek zijn voor iedere krachtvariabele. De elleboogflexor metingen en spieroppervlakte werden gemeten bij 25 monozygote en 16 dizygote, jonge, mannelijke blanke broerparen. De multivariate genetische analyses toonden aan dat de vier variabelen een genetische en omgevingscomponent delen. De resterende variantie kon toegeschreven worden aan contractietype- en spierdoorsnede- specifieke genetische en omgevingseffecten. Deze verkennende multivariate studie suggereert aanwezigheid van gedeelde pleiotropische actie van genen voor spierdoorsnede, excentrische, isometrische en concentrische kracht met een gematigd tot hoge genetische bijdrage tot de totale variabiliteit van deze karakteristieken. Het hoofddoel van dit doctoraatsproject wordt beschreven in hoofdstukken twee tot vier. Een totale genoom koppelingsscan werd uitgevoerd om Quantitative trait loci (QTLs) op het genoom te lokaliseren waar mogelijke kandidaatgenen voor verschillende types kniekracht gelegen zijn. 283 jonge, mannelijke informatieve broers (13 quads, 47 trios en 45 broerparen) - behorend tot 105 families van de Leuvense Genen voor Spierkracht studie (LGfMS) - werden geselecteerd om een koppelingsscan op het totale genoom uit te voeren die gebruik maakt van 6008 Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs) (Illumina Linkage IVb panel). Niet-parametrische koppelingsanalyses werden uitgevoerd op 22 autosomen. Gesimuleerde data voor 100 genoomscans werden gegenereerd om de significante en suggestieve koppelingsniveaus te estimeren. Hoofdstuk twee trachtte QTLs gekoppeld aan spierdoorsnede van de dij, isometrische knieflexie en extensiekracht, en de kracht-lengterelatie voor knieflexoren en extensoren te identificeren. In hoofdstuk drie trachtten we QTLs voor de kracht-snelheidsrelatie van de knieflexoren en extensoren te identificeren. Hoofdstuk vier legde de nadruk op het vinden van QTLs voor spiervermoeidheid. Voor de verschillende krachtfenotypes konden verscheidene QTLs geïdentificeerd worden: regio 14q32.2 voor spierdoorsnede van de dij; 2p24.2 voor isometrische knieflexiekracht; 14q24.3 voor de kracht-lengterelatie van de knieflexoren; regios 1q21.3, 2p23.3 en 18q11.2 voor de kracht-lengterelatie van de knie-extensoren; 2q14.3, 4p14, 15q32 en 18q23 voor de kracht-snelheidsrelatie van de knie-extensoren; 7p12.3 voor de kracht-snelheidsrelatievan de knie-flexoren; en 1q32.1 en 19q13.11 voor spiervermoeidheid van de knie-flexoren. Verscheidene overlappende of in de buurt liggende chromosomale regios tussen verschillende fenotypes werden gedetecteerd, wat de aanwezigheid van pleiotropische actie van genen bevestigt zoals beschreven in de eerste studie (hoofdstuk 1). Verscheidene kandidaatgenen die vanuit fysiologisch oogpunt mogelijk relevant zijn, zijn gelegen binnen de gevonden regios en maken fijnmapping analyses door additionele koppelings- en/of associatiestudies wenselijk. Hoewel de grootste families uit het LGfMS project geselecteerd werden, beperkt de relatief kleine proefgroep de mogelijkheid om chromosomale regios met kleine genetische effecten op de fenotypische variabiliteit te detecteren. Bijgevolg dienen fijnmapping en replicatie studies van de geïdentificeerde chromosomale regios rekening te houden met informatieve proefgroepen die voldoende groot zijn, en dienen ook beide geslachten en verschillende leeftijdscohorten onderzocht te worden. De chromosomale regios die geïdentificeerd werden binnen deze gezonde populatie kunnen nuttig zijn buiten het domein van musculaire fitheid en richtinggevend zijn in onderzoek naar spierziekten. De ontdekking van factoren binnen het genoom (DNA sequentie varianten) die individuele variatie in verschillende krachtfenotypes veroorzaken, kan verschillende fysiologische reactiewegen verklaren die aan de basis liggen van deze krachtverschillen. Meer onderzoek is nodig om de grote set van genetische varianten die bijdragen tot variatie in spierkrachtkarakteristieken te ontdekken. Verscheidene studies hebben significante allelische of genetische associaties met spierkracht fenotypes in verscheidene kandidaatgenen gerapporteerd. De meeste bevindingen zijn gebaseerd op kleine tot middelmatige proefgroepen en beperkt tot eenmalige rapporten. Bevestiging van de belangrijkheid van een risico of gunstig allel in krachtprestatie maakt replicatie in onafhankelijkeproefgroepen noodzakelijk. Het hoofddoel van hoofdstuk vijf is de validatie van vorige associatie bevindingen met betrekking tot spierkracht voor polymorfismen in de CNTF en CNTFR genen.Kniekracht karakteristieken werden geanalyseerd met AN(C)OVA in een proefgroep van mannen en vrouwen op middelbare leeftijd (38-49jr) en binnen senioren (60-80jr). We kunnen besluiten dat resultaten van de huidige studie en andere studies voor CNTF/CNTFR moeilijk te vergelijken zijn wegens gebruik van verschillende etnische groepen en leeftijdscategorieën. De resultaten voor knieflexie metingen bij mannelijke senioren zijn het meest consistent: dragers van het T allel binnen het CNTFR C-1703T polymorphisme presteren beter op alle krachtmetingen dan C/C homozygoten. Vrouwelijke (38-49jr) dragers van het A allel binnen het CNTFR T1069A polymorfisme leveren minder concentrische en isometrische kracht dan T/T homozygoten. Allel-allel interacties tussen het CNTF polymorfisme en de drie CNTFR polymorfismen waren afwezig in alle studiecohorten. Dit doctoraatsproject rapporteert de eerste koppelingsresultaten van een totale genoomscan voor verschillende spierkracht fenotypes. We identificeerden zowel pleiotropische als specifieke QTLs voor maximale isometrische kracht, de kracht-lengte, kracht-snelheid en spiervermoeidheid fenotypes. Deze QTLs vereisen verdere fijnmapping binnen volgende genoomregios: 1q21.3, 1q32, 2p23.3, 2p24.2, 2q14.3, 4p14, 7p12.3, 14q32.2, 15q23, 18p11.31, 18q11.2, 18q23 en 19q12q13.status: Publishe
Le téléphone des familles
No full textTHE FAMILY TELEPHONE Martine Segalen This article evaluates the role of the telephone in family relations between three generations. Noting the existence of both the « duty to call » and « not to call », the author highlights the fact that no other household appliance conveys so much emotion. Whereas some people react to the telephone with loathing, others see it as a source of pleasure.LE TELEPHONE DES FAMILLES Martine Segalen L'article tente d'évaluer le rôle du téléphone dans les relations familiales établies entre trois générations. Constatant qu'il existe aussi bien des « devoirs d'appel » que de « non-appel », l'auteur note qu'aucun appareil domestique n'est porteur d'autant d'émotions. Le téléphone suscite en effet chez certains une réaction d'horreur, alors qu'il existe pour d'autres un « téléphone plaisir ».Segalen Martine. Le téléphone des familles. In: Réseaux, volume 17, n°96, 1999. Communication et personnes agées. pp. 15-44
L'esprit de famille à Nanterre
No full textFamily spirit in Nanterre, Martine Segalen.
Using a study describing family relations in an urban environment in Nanterre (Hauts-de-Seine), 1840 to 1980, the author, as an anthropologist demonstrates that between the masses and the individuals the family played a singularly complex and strong part. In that old industrial suburb, destined to massive immigration and to the change from manufacturing to services, family networks stimulated solidarity and sociability. The family, between the couple and the relatives, has never been the secret chilly refuge of self-centered individuals.Segalen Martine. L'esprit de famille à Nanterre. In: Vingtième Siècle, revue d'histoire, n°14, avril-juin 1987. Dossier : Masses et individus. pp. 35-44
In Memoriam Martine Broda
No full textThe author introduces the French poet and essayist Martine Broda. After recalling some concepts from “L’amour du Nom”, an essay on love lyricism and poetry, the author presents “Deslumbramientos” -his own translation of «Éblouissements» –as well as some concepts of the Brodian poetics: the link between poetry and language, the role of the horror and the unnameable, the ethical dimension of poetry, the illumination of the other... This article ends with 7 poems by Broda and their translation into Spanish by Veyrat.L’auteur présente la poète et essayiste française Martine Broda. Après nous avoir rappelé quelques concepts contenus dan “L’amour du Nom”, essais sur la poésie et la lyrique amoureuse, l’auteur nous présente “Deslumbramientos” -la traduction qu’il a fait d’ “Éblouissements”- et les concepts majeurs de la poétique brodienne: la liaison entre poésie et langage, la fonction de l’horreur et de l’innombrable, la dimension éthique de la poésie, l’illumination de l’autre… L’article s’achève par la reproduction de 7 poèmes de Broda et sa traduction à l’espagnol par Veyrat
Genetische- en omgevingsdeterminatie van somatische groei en spierkracht tijdens de adolescentie: een multivariate en longitudinale analyse.
No full textGenetische- en omgevingsdeterminatie van somatische groei en spierkra cht tijdens de adolescentie: een multivariate en longitudinale analyse.< /> Samenvatting In het eerste hoofdstuk van deze thesis werd de heritabiliteit van het s omatotype een drie-dimensionele index van de menselijke lichaamsbouw- tijdens de adolescentie onderzocht. Vroegere studies in verband met de heritabiliteit van dit kenmerk slaagden er niet in om i) te controleren voor leeftijdsverschillen, ii) rekening te houden met de covariatie tuss en de drie somatotype-componenten (STC), iii) de significantie van gesla chtsverschillen te toetsen, iv) of er kon geen onderscheid gemaakt worde n tussen familiale omgevingsinvloeden en additieve genetische effecten ( A). De resultaten toonden aan dat vanaf 14 jarige leeftijd geslachtsverschil len in de onderliggende bronnen van variantie van de drie somatotype-com ponenten significant zijn. Deze bevinding bevestigt de noodzakelijkheid van het toetsen van geslachtsverschillen. Hoewel de significantie van de leeftijdsverschillen niet rechtstreeks getest werd, overlappen de betro uwbaarheids-intervallen vóór en na 14 jarige leeftijd in het algemeen ni et, wat toch een indicatie geeft van de significantie van de geobserveer de verschillen. Het manifesteren van deze geslachtsverschilen valt bijna perfect samen met de gemiddelde leeftijd van de piek-groeisnelheid (LPG S) bij de jongens. De LPGS, gebaseerd op fitting van het Preece-Baines m odel I, lag bij de mannelijke tweelingen in de Leuvense Longitudinale Tw eelingenstudie (LLTS) gemiddeld op de leeftijd van 14,15 jaar. Bij de me isjes blijven de heritabiliteits estimaties van dezelfde grootte-orde na 13 jaar voor de drie STC: ongeveer tussen 75 en 90% voor endomorfie, ro nd 40 à 50% voor mesomorfie en ca. 60 tot 70% voor ectomorfie. Bij de jongens echter echter dalen na 13 jaar de heritabiliteiten sterk tot ongeveer 25% voor endomorfie, stijgen naar ongeveer 70% voor mesomorfie en dalen aanzienlijk wat betreft ectomorfie. Hoewel het somatotype als c oncept oorspronkelijk ontwikkeld werd als een vorm-kenmerk, relateert de Heath-Carter anthropometrische methode het somatotype aan lichaamss amenstelling en dit voornamelijk wat betreft endo- en mesomorfie. Endomo rfie wordt verondersteld de relatieve fatness weer te geven en wordt b erekend op basis van een som van huidplooien met een correctie voor de g estalte. Mesomorfie wordt geconceptualiseerd als zijnde representatief v oor de relatieve musculoskeletale ontwikkeling en wordt berekend op basi s van bot-breedtes en omtrekmetingen van de ledematen gecorrigeerd voor de dikte van een aantal huidplooien. Ectomorfie verwijst naar de relatie ve lineariteit van de lichaamsbouw. In de mate dat endo- en mesomorfie i nderdaad een weerspiegeling zijn van de (relatieve) vetmassa en vet-vrij e massa, lijken de verschillen in variantie tussen jongens en meisjes va naf 14 jaar consistent met de observatie van een groeispurt in de spierd iameters en vet-vrije massa die veel meer uitgesproken is bij jongens da n bij meisjes en die bijna gelijktijdig plaatsvindt met de LPGS. De vali diteit van het verwijzen naar mesomorfie als zijnde representatief voor de vetvrije massa is echter in twijfel te trekken aangezien het nogal la ag correleert met vet-vrije massa en musculariteit van de ledematen (Mal ina, 2004). De noodzaak om rekening te houden met de covariateie tussen de drie STC werd aangetoond door de grote proportie van de variantie in elke STC die werd verklaard door latente variantiebronnen die de drie componenten me t elkaar gemeenschappelijk hebben (>60%). Het gebruik van tweelinggegevens, in tegenstelling tot gegevens van gewo ne broerparen en zussen, laat toe te differentiëren tussen familiale bro nnen van variantie (C) en additieve genetische bronnen van variantie (A) . Recent rapporteerden Huygens et al. (2004) maximale heritabiliteiten ( =A+C) van 0.67, 0.97 en 0.86 voor respectievelijk endo-, meso- en ectomo rfie in een proefgroep van 748 jonge Vlaamse broerparen (17-35 jaar). De ze maximale waarden kunnen echter een onbekende hoeveelheid familiale om gevingsvariantie omvatten. In de LLTS verklaart de familiale omgeving ee n significante hoeveelheid van de variantie in de drie STC. Als echter t er vergelijking de varianties verklaard door A en C bij de jongens van d e LLTS op 18-jarige leeftijd bij mekaar opgeteld worden (=maximale herit abiliteit), wordt slechts 34%, 87% en 73% van de variantie van de respec tievelijke STC verklaard. Voor endomorfie wordt dus een duidelijk lagere maximale heritabiliteit (=A+C) geobserveerd in de huidige studie en een ongeveer 10% lagere maximale heritabiliteit voor de andere twee STC. Di t kan op zijn minst gedeeltelijk toegeschreven worden aan het niet in re kening brengen van de covariatie tussen de drie STC in de studie van Huy gens et al. (2004). De resultaten van Huygens en medewerkers suggereerde n ook dat mesomorfie de meest erfelijk bepaalde STC is bij volwassen man nen. Dit wordt ook ondersteund door gegevens van (enkel) de jongens in d e huidige studie, maar pas vanaf 13 jaar, wat opnieuw het belang aangeef t van het in rekening brengen van leeftijdsverschillen en het toetsen va n de significantie van geslachtsverschillen. Naast de genetische bronnen van variantie wordt ook een aanzienlijk deel van de variantie verklaard door omgevingsfactoren. Carter en Heath (199 0) benadrukken het belang van voeding en fysieke activiteit als potentië el significante beïnvloedende factoren voor het somatotype. Dit is consi stent met de gerapporteerde invloeden van socio-economische factoren, en ergie-inname en het fysieke activiteitsniveau op de familiale gelijkenis sen van de STC (Bouchard et al., 1980; Rebato et al., 2000; en Song et a l., 1993) hoewel Sanchez-Andres (1995) deze effecten niet kon bevestigen . Zoals eerder in de thesis werd aangetoond, vertoonden in de LLTS endo- en mesomorfie enkel bij de meisjes een lage maar significante correlati e met het aantal uren sport beoefend per week (USP/wk). Deze variable op nemen als covariabele zou dus allicht slechts een kleine hoeveelheid var iantie verklaren bij de meisjes en niet bij de jongens. USP/wk modellere n als moderator variabele om gen-omgevingsinteracties of gen-omgevingsco rrelaties te ontdekken werd eveneens niet opportuun geacht, gezien het k leine hoofdeffect van de variabele en de te beperkte grootte van de proe fgroep voor dit type van analyse. De gegevens van de LLTS bevatten geen andere plausibele gemeten kandidaat-omgevingsvariabelen. Op basis van de niet-significante vader-moeder correlaties binnen de LLTS is het ook weinig waarschijnlijk dat een gedeelte van de familiale omgevingsinvloed en toegeschreven kunnen worden aan een onterechte detectie van deze invl oeden te wijten aan niet gemodelleerde assortative mating. In de tweede studie werd de heritabiliteit van het groeiproces van gesta lte en gewicht geanalyseerd. Hiertoe werden 'structurele latente gr oei-curve modellen' gefit op longitudinale gestalte-en gewichtmetingen. Deze metingen omvatten tot 14 observatiepunten tussen 10- en 18-jarige l eeftijd per proefpersoon. De methoden beschreven door Neale en McArdle ( 2000) werden hiertoe aangepast om de Preece-Baines model I-groeicurve te modelleren als onderliggende curve. Dit is de eerste studie die deze techniek toepast op longitudinale gestalte- en gewichtgegevens en bovend ien ook de eerste die zoveel observatiepunten (>10) per subject omvat. D e Preece-Baines curve, met zijn vijf parameters, werd verkozen boven de meer complexe mathematische groeicurves voornamelijk omwille van zijn be perkt aantal parameters, hun biologische betekenis en de robuustheid van het model met betrekking tot de op te geven startwaarden. De resultaten tonen aan dat zowel de variatie in gestalte als in gewicht in hoge mate door genetische verschillen verklaard wordt voor zowel jongens als meis jes over het hele bestudeerde leeftijdsbereik, hetgeen in overeenstemmin g is met gegevens uit andere longitudinale studies (bijvoorbeeld Phillip s and Matheny, 1990). Variatie in het groeipatroon, zoals beschreven doo r de vijf Preece-Baines curveparameters, wordt eveneens in zeer sterke m ate door genetische diversiteit verklaard bij zowel meisjes als jongens. Zo werd aangetoond dat zowel het tempo, weerspiegeld in de snelheidspar ameters R1 en R2, als de timing, weerspiegeld door de leeftijd op tijds tip θ, van de groei tijdens de adolescentie onder een sterke genetische controle staan bij Vlaamse adolescenten. De erfelijkheid van het groeipatroon is iets hoger voor gestalte als voor gewicht. De curvep arameters verklaren meer dan 90% van de totale variantie in gestalte en gewicht. De laagste waarden worden gerapporteerd voor gestalte op 18-jar ige leeftijd bij de jongens en voor gewicht op 18-jarige leeftijd voor z owel de jongens als de meisjes. Wat betreft de gestalte werd deze observ atie toegeschreven aan het feit dat een aanzienlijk aantal jongens nog n iet hun volwassen gestalte bereikt hebben op 18 jaar, waardoor een deel van de variantie niet verklaard kan worden door de Preece-Baines curve v ermits hiervoor de definitieve volwassen gestalte gekend dient te zijn o m de asymptoot nauwkeurig te kunnen bepalen. Aangezien er voor gewicht g een echte absolute asymptotische waarde bestaat, vermits gewichtstoename /-afname op volwassen leeftijd mogelijk blijft, kan eenzelfde redenering ook een verklaring bieden voor het feit dat op 18 jaar ook voor gewicht procentueel minder variantie verklaard kan worden door de Preece-Baines curve. Dit is bovendien ook consistent met de notie van de accumulatie van omgevingsinvloeden met betrekking tot de energiebalans zoals voeding en fysieke activiteit Aangezien het percentage door genen verklaarde variantie één van de belangrijke factoren is wanneer men tracht specifieke genen te identifi ceren, zijn de parameters van de groeicurves van gestalte en gewicht, al s groei-fenotypes, gezien hun hoge heritabiliteiten, uitstekende kandi daten voor de detectie van Quantitative Trait Loci (QTLs). Bovendien ka n de identificatie van QTLs die geassocieerd zijn met het tempo en timi ng van de groei tijdens de adolescentie helpen de pathway van de aange toonde associatie tussen deze groeiparameters en het risico op borstkank er (Ahlgren et al., 2004) te identificeren zodat preventie en screening van risicogevallen verbeterd kan worden. Verder is het ook reeds aangeto ond dat een snelle maturatie tijdens de adolescentie gerelateerd is aan een verhoogd risico op obesiteit op volwassen leeftijd voor zowel jongen s als meisjes (van Lenthe et al., 1996) en het zou als dusdanig ook een significante risicofactor kunnen zijn voor cardiovasculaire aandoeningen op volwassen leeftijd. Vandaar dat het verwerven van inzicht in de oorz aken van variatie in de groei tijdens de adolescentie uiteindelijk zou k unnen leiden tot een verbetering van de volksgezondheid. In het derde en vierde hoofdstuk van de thesis werd de op fenotypisch ni veau geobserveerde stabiliteit van explosieve en statische kracht tijden s de adolescentie bestudeerd met als doel de onderliggende genetische en omgevingsdeterminatie van die stabiliteit te ontrafelen. Totnogtoe zijn er binnen het domein van de fysieke fitheid geen andere studies bekend die dit stabiliteitsvraagstuk aankaarten. Een bijkomend uniek kenmerk va n de in deze thesis toegepaste analyses is het alligneren van de gegeven s op de LPGS om de variatie ten gevolge van verschillen in timing van de adolescente groeispurt trachten te neutraliseren. Wat betreft explosieve kracht, gemeten met de vertical jump test (VTJ) blijken additieve genetische factoren de voornaamste oorzaak te zijn va n de fenotypische stabiliteit tijdens de adolescentie: dezelfde additiev e genetische bronnen van variantie die een significante hoeveelheid vari antie verklaren op één jaar vóór de LPGS, verklaren nog steeds 36.8 % en 49.9% van de variantie drie jaar na de LPGS (LPGS+3), bij jongens e n meisjes respectievelijk. Stabiele omgevingsbronnen van variantie verkl aren minder dan 1% van de variantie over het hele leeftijdsbereik. Op LP GS+3 bedraagt de totale hoeveelheid verklaarde variantie door additieve genen die op vroegere meettijdstippen reeds een significantie hoeveelhei d van de variantie in VTJ verklaarden, voor jongens en meisjes respectie velijk 56.4% en 62.8%. Wat betreft unieke omgevingsbronnen van variantie bedragen de overeenkomstige waarden respectievelijk slechts 15.3% en 7. 9%. Er kan dus besloten worden dat de geobserveerde fenotypische stabili teit in explosieve kracht tijdens de adolescentie hoofdzakelijk verklaar d wordt door additieve genen. Wat betreft statische kracht, gemeten via de arm pull test (ARP), verkla ren genetische factoren die één jaar vóór de LPGS een deel van de v ariantie verklaarden, nog steeds circa 15% van de totale variantie op LP GS+3 voor zowel jongens als meisjes. Stabiele unieke omgevingsfactoren v erklaren slechts 3.5% en 1% van de totale variantie over de hele leeftij dsspanne hetgeen suggereert dat ook voor statische kracht nagenoeg enkel additieve genetische factoren de de stabiliteit over de hele leeftijdsr ange verklaren. Het totale percentage variantie verklaard door doorgege ven additief genetisch bronnen van variantie op LPGS+3 bedraagt 44.2% b ij jongens en 22.4% bij de meisjes. De totale proportie van doorgegeven unieke omgevingsvariantie op LPGS+3 bedraagt 31.2% voor jongens en 44.5% voor meisjes. Duszowel additief genetische als omgevingsbronnen v an variantie verklaren de fenotypische stabiliteit van ARP. Voor beide g eslachten wordt een toename in stabiliteit geobserveerd na de LPGS. Bij de jongens kan deze toename zowel aan additieve genen als aan unieke omg evigsfactoren toegeschreven te kunnen worden, terwijl bij meisjes de toe genomen stabiliteit voornamelijk veroorzaakt lijkt te worden door unieke omgevingsfactoren. Analyse van fenotypische tweelingendata laat niet toe de exacte omgeving sfactoren die de variatie en de stabiliteit in deze krachtkenmerken vero orzaken, te benoemen. In de LLTS blijkt de variabele USP/wk, op 15-jarig e leeftijd, niet significant gecorreleerd te zijn met ARP of VTJ prestat ie. Huygens et al. (2004) suggereren dat dit te wijten zou kunnen zijn a an een gebrek aan specificiteit van dit meetinstrument, waardoor er geen onderscheid gemaakt wordt tussen bijvoorbeeld power-gerelateerde sporte n versus uithoudings-gerelateerde sporten, vermits het toch duidelijk aa ngetoond is dat krachttraining ook bij kinderen tot een significante kra chtwinst kan leiden (Sale, 1989; Blimkie and Sale, 1997; Malina et al., 2004). Dus veeleer dan sportparticipatie op zich, is het meer waarschijn lijk dat het type en de intensiteit van deze activiteiten determinanten zijn van kracht en power (Blimkie and Sale, 1997). De genetische oorzake n van stabiliteit zijn mogelijks gerelateerd aan de stabiliteit van de v erdeling van het spiervezeltype wat betreft explosieve kracht en wat bet reft statische kracht met het lichaamsgewicht, hetwelke in hoofdstuk 2 c onsistent sterk genetisch bepaald bleek te zijn gedurenede het hele leef tijdsbereik van de LLTS, en ook gedeeltelijk de spiermassa reflecteert. Terwijl statische kracht voornamelijk gedetermineerd wordt door kwantita tieve factoren zoals vet-vrije massa (Huygens et al., 2004), en gerelate erd is aan de oppervlakte van spierdoorsnede, en dus het aantal sarcomer en in parallel (Sargeant, 1997; Blimkie and Sale, 1997), kan explosieve kracht beschouwd worden als een meer complex fenotype inzoverre dat naas t een kwantitatief aspect ook een kwalitatief aspect gerelateerd is met een goede prestatie. Explosieve kracht is een functie van zowel kracht a ls contractiesnelheid van de spier. Dit laatse aspect is gerelateerd aan de lengte van de spier, namelijk het aantal sarcomeren in serie. Ook co ördinatie is een bepalende factor van explosieve kracht, zeker als het g emeten wordt door middel van een een complexe motorische taak zoals spri ngen (Sargeant, 1997). Bovendien kan het vermogen om gebruik te maken va n elastische potentiële energie, opgestapeld tijdens een excentrische c ountermovement, een gunstig effect hebben op de sprongprestatie, hoewel kinderen niet altijd in staat blijken te zijn om deze pre-stretch te be nutten (Päasuke et al., 2001). Men kan dus op basis van de resultaten de hypothese stellen dat ofwel de diversiteit in het type en de intensitei t van de dagdagelijkse fysieke activiteit van kinderen en adolescenten w el volstaat om variatie in krachtwinst te veroorzaken, maar dat deze act iviteit niet specifiek genoeg is om te resulteren in activiteitsgerelate erde variatie in explosieve kracht. Aan de andere kant is het echter ook net zo goed mogelijk dat er onvoldoende variatie is in activiteiten die leiden tot een differentiatie qua explosieve kracht bij kinderen, aange zien vele sport-en spel gerelateerde activiteiten korte explosieve inspa nningen vragen. In het laatste hoofdstuk werd de covariatie tussen de groeipatronen van lichaamsgewicht en statische kracht bestudeerd. De relatie tussen gewich t en statische kracht tijdens de adolescentie is goed gedocumenteerd (Be unen en Thomis, 2000). Functioneel gezien is de relatie in sterke mate g erelateerd aan de vet-vrije massa, dewelke ook de spiermassa omvat (Mali na, 2004). Er is echter ook een, weliswaar lagere, positieve associatie tussen absolute vetmassa en statische kracht, hetgeen echter waarschijnl ijk ten dele de grotere lichaamsafmetingen van de meer corpulente kinder en reflecteert (Malina, 2004). De relatie tussen de groeipatronen van beide kenmerken werd bestudeerd a an de hand van de covariatie tussen de Preece-Baines model I curveparame ters voor statische kracht en lichaamsgewicht die bekomen werden via een bivariate applicatie van structurele latente groeicurve-modellen. De re sultaten tonen aan dat de Preece-Baines curve minder variantie in ARP ti jdens de adolescentie kan verklaren dan bij lichaamsgewicht het geval is (hoofdstuk 2). De curve verklaart tussen 54.2% en 88.0% van de totale v ariantie in ARP bij de jongens en tussen 48.0% en 84.3% bij de meisjes. De heritabiliteit van het groeipatroon, weerspiegeld in de curveparamete rs, is ook duidelijk lager voor statische kracht dan voor lichaamsgewich t bij de jongens en bevindt zich voor de vijf parameters tussen de 48.3% en 68.4%. Bij meisjes wordt tussen de 59.2% en 96.9% van de variatie in de ARP curve parameters verklaard door additieve genetische factoren wa arbij de heritabiliteiten voor de leeftijd op punt θ en ARP at θ hoger zijn dan die voor lichaamsgewicht. De fenotypisch e correlaties tussen de overeenkomstige curveparameters van ARP en gewic ht is over het algemeen hoger bij jongens dan bij meisjes, hetgeen waars chijnlijk de grotere proportie van vet-vrije massa, en dus het lagere pe rcentage vetmassa in het lichaamsgewicht van jongens ten opzichte van me isjes, weergeeft. Bij de jongens kan het merendeel van deze covariantie toegeschreven worden aan een genetische correlatie tussen de parameters. Bij meisjes werden gelijkaardige bevindingen gerapporteerd en de omgevi ngscorrelaties tussen de groeicurveparameters van ARP en gewicht zijn ni et significant. Bij de jongens echter, zijn deze omgevingscorrelaties we l significant, maar verklaren slechts een klein percentage van de covari antie tussen de parameters. Deze resultaten tonen aan dat de associatie tussen de groeipatronen van statische kracht en lichaamsgewicht in sterk e mate genetisch bepaald wordt en waarschijnlijk gerelateerd is aan vet- vrije massa en bijgevolg spiermassa. Conclusies In deze laatste sectie zullen de antwoorden op de drie voornaamste onder zoeksvragen van deze thesis samengevat worden. Volgende antwoorden op de ze vragen kunnen geformuleerd worden voor Vlaamse adolescenten: 1.Wordt het groeipatroon tijdens de adolescentie genetisch bepaald?</ > In hoofdstuk 2 werd aangetoond dat de variatie in het groeipatroon van z owel gestalte als gewicht tijdens de adolescentie bij jongens en bij mei sjes in sterke mate genetisch bepaald wordt. De genetische determinatie is een klein beetje groter voor gestalte als deze voor gewicht. In hoofd stuk 5 werd aangetoond dat de variatie in het groeipatroon van statische kracht tijdens de adolescentie ook ten dele genetisch bepaald wordt, ma ar tot 50% van de variatie wordt bepaald door unieke omgevingsfactoren. 2. Wordt de fenotypische stabiliteit/verandering in fysieke karakteri stieken tijdens de adolescentie bepaald door een stabiele/veranderende i nvloed van genen en/of omgeving? Er werd aangetoond dat wat explosieve kracht tijdens de adolescentie bet reft additieve genetische factoren de voornaamste bron van stabiliteit z ijn (hoofdstuk 3). Wat betreft statische kracht verklaren zowel additiev e genen als unieke omgevingsfactoren een aanzienlijk deel van de geobser veerde stabiliteit tijdens de adolescentie (hoofdstuk 4). 3. Wordt de covariatie tussen de groeipatronen van fysieke kenmerken genetisch bepaald? Binnen deze vraagstelling werd er gekeken naar de covariatie tussen het groeipatroon van gewicht enerzijds en dat van statische kracht anderzijd s (hoofdstuk 5). Er werd aangetoond dat de covariatie tussen deze twee g roeipatronen inderdaad voor het merendeel door genetische factoren bepaa ld wordt, hetgeen suggereert dat op zijn minst gedeeltelijk dezelfde gen en die de variatie in het groeipatroon van gewicht verklaren ook de vari atie in het groeipatroon van statische kracht verklaren. Terwijl bij de jongens een klein gedeelte van de covariantie verklaard wordt door uniek e omgevingsfactoren, dragen omgevingsvariabelen
Multivariate genetic analysis of maximal isometric muscle force at different elbow angles
No full text Thomis, Martine A., Marc Van Leemputte, Hermine H. Maes, Cameron J. R. Blimkie, Albrecht L. Claessens, Guy Marchal, Eustachius Willems, Robert F. Vlietinck, and Gaston P. Beunen. Multivariate genetic analysis of maximal isometric muscle force at different elbow angles. J. Appl. Physiol. 82(3): 959–967, 1997.—The maximal isometric moment at five different elbow joint angles was measured in 25 monozygotic and 16 dizygotic male adult twin pairs (22.4 ± 3.7 yr). Genetic model fitting was used to quantify the genetic and environmental contributions to individual differences in isometric strength. Additive genetic factors explained 66–78% of the variance in maximal torque at 170–140–110 and 80° flexion (extension = 180°). At 50° flexion, common and subject-specific environmental factors contributed equally to the variation. The contribution of unique environmental factors concurs with the level of variability in muscle activation and (dis)-comfort of torque production in the specific angle. The relative contribution of lever arm and force-length relationship in torque varies according to the angle. Because these factors might be genetic, this variability is reflected in the genetic contribution at the extreme angles of 170 and 50°. Multivariate analyses suggested a general set of genes that control muscle area and isometric strength, together with a more specific strength factor. Genetic correlations were high (0.82–0.99). Genes responsible for arm-segment lengths did not contribute to muscle area nor to isometric strength. </jats:p
Protective role of alpha-actinin-3 in the response to an acute eccentric exercise bout
No full textVincent B, Windelinckx A, Nielens H, Ramaekers M, Van Leemputte M, Hespel P, Thomis MA. Protective role of alpha-actinin-3 in the response to an acute eccentric exercise bout. J Appl Physiol 109: 564-573, 2010. First published May 27, 2010; doi: 10.1152/japplphysiol.01007.2009.-The ACTN3 gene encodes for the alpha-actinin-3 protein, which has an important structural function in the Z line of the sarcomere in fast muscle fibers. A premature stop codon (R577X) polymorphism in the ACTN3 gene causes a complete loss of the protein in XX homozygotes. This study investigates a possible role for the alpha-actinin-3 protein in protecting the fast fiber from eccentric damage and studies repair mechanisms after a single eccentric exercise bout. Nineteen healthy young men (10 XX, 9 RR) performed 4 series of 20 maximal eccentric knee extensions with both legs. Blood (creatine kinase; CK) and muscle biopsy samples were taken to study differential expression of several anabolic (MyoD1, myogenin, MRF4, Myf5, IGF-1), catabolic (myostatin, MAFbx, and MURF-1), and contraction-induced muscle damage marker genes [cysteine-and glycine-rich protein 3 (CSRP3), CARP, HSP70, and IL-6] as well as a calcineurin signaling pathway marker (RCAN1). Baseline mRNA content of CSRP3 and MyoD1 was 49 +/- 12 and 67 +/- 25% higher in the XX compared with the RR group (P = 0.01-0.045). However, satellite cell number was not different between XX and RR individuals. After eccentric exercise, XX individuals tended to have higher serum CK activity (P = 0.10) and had higher pain scores than RR individuals. However, CSRP3 (P = 0.058) and MyoD1 (P = 0.08) mRNA expression tended to be higher after training in RR individuals compared with XX alpha-actinin-3-deficient subjects. This study suggests a protective role of alpha-actinin-3 protein in muscle damage after eccentric training and an improved stress-sensor signaling, although effects are small
- …
