Francisco Navarro

Effect of a High-Intensity Exercise Training on the Metabolism and Function of Macrophages and Lymphocytes of Walker 256 Tumor–Bearing Rats

Epidemiologic studies suggest that moderately intense training promotes augmented immune function, whereas strenuous exercise can cause immunosupression. Because the combat of cancer requires high immune function, high-intensity exercise could negatively affect the host organism; however, despite the epidemiologic data, there is a lack of experimental evidence to show that high-intensity training is harmful to the immune system. Therefore, we tested the influence of high-intensity treadmill training (10 weeks, 5 days/week, 30 mins/day, 85% VO2max) on immune system function and tumor development in Walker 256 tumor–bearing Wistar rats. The metabolism of glucose and glutamine in lymphocytes and macrophages was assessed, in addition to some functional parameters such as hydrogen peroxide production, phagocytosis, and lymphocyte proliferative responses. The metabolism of Walker 256 cells was also investigated. Results demonstrated that high-intensity training increased the life span of tumor-bearing rats, promoted a reduction in tumor mass, and prevented indicators of cachexia. Several changes, such as a reduction in body weight and food intake and activation of glutamine metabolism in macrophages and lymphocytes induced by the presence of Walker 256 tumor, were prevented by high intensity training. The reduction in tumor growth was associated with an impairment of tumor cell glucose and glutamine metabolism. These data suggest that high-intensity exercise training may be a viable strategy against tumors.

Alteração da relação testosterona: cortisol induzida pelo treinamento de força em mulheres

La razon entre testosterona y cortisol (T:C) es frecuentemente utilizada como indicador del nivel de stress impuesto por el ejercicio. Las alteraciones de las concentraciones de estas hormonas son las responsables por modular diversas respuestas inducidas por el entrenamiento, como son la hipertrofia y el aumento de la fuerza. El objetivo del presente estudio fue examinar la influencia del protocolo de entrenamiento de fuerza, conocido como series multiples (MS), sobre la ganancia de fuerza, la resistencia muscular localizada y la relacion entre las concentraciones de las hormonas catabolicas (cortisol) y anabolicas (testoterona). Para testar esta hipotesis, cinco jovenes del sexo feminino con un ano de experiencia en entrenamiento de fuerza fueron sometidas al protocolo MS. Las muestras de sangre fueron colectadas antes e imediatamente despues del ejercicio, en el primer dia y despues de ocho semanas de entrenamiento. Los tests de 1-RM y de repeticiones maximas fueron realizados tambien al inicio y al final despues de las ocho semanas del entrenamiento de fuerza. No fueron observadas alteraciones de la masa corporal, IMC, porcentaje de masa grasa, fuerza (1-RM) para los ejercicios supino, agachamiento y rosca directa. El numero de repeticiones maximas al 50% de 1-RM fue aumentando solamente apenas para el supino (p < 0,05). No se observo alteracion en la concentracion de la testosterona total. Con relacion a la concentracion plasmatica de cortisol despues de las ocho semanas de entrenamiento, en la situacion de reposo fue reducida (38% - p < 0,05). En consecuencia de la atenuacion de la secrecion de cortisol despues de ocho semanas de entrenamiento, la razon T:C presento elevacion del 20% de la situacion de reposo (p < 0,05). A pesar de no haber sido detectadas alteraciones funcionales en los tests de 1-RM de repeticiones maximas, el metodo MS indujo un cuadro hormonal favorable al anabolismo proteico.

Does exercise training interfere with the effects of L-carnitine supplementation?

OBJECTIVE We investigated the effect of L-carnitine supplementation on carnitine content in muscle fiber, glucose, and fatty acid metabolism and on performance in trained rats. METHODS Male Wistar rats received a daily dose of 28 mg/kg, intragastrically, during the last 4 wk of a 6-wk moderate-intensity training program. The contents of carnitine and coenzyme A were evaluated in muscle fiber and its capacity to metabolize labeled glucose, oleate, and pyruvate. The ergogenic effect of the amine was assessed by the evaluation of time until exhaustion in an exercise session. The results were analyzed by analysis of variance and Tukeys post hoc test, and significance was set at P < 0.05. RESULTS In our model, carnitine supplementation increased time until exhaustion (14.0%), similar to that observed for trained rats, but the effect was even greater (30.3% increase) in the supplemented and trained rats. Carnitine supplementation increased oleate decarboxylation (17% for sedentary rats and 119% for trained rats) and decreased glucose (29.7% and 45% for sedentary and trained rats, respectively) and [2-(14)C ]-pyruvate (45.9% and 61% for sedentary and trained rats, respectively) decarboxylation. The flux of [1-(14)C]-pyruvate through the Krebs cycle increased by 32% and 70% for supplemented sedentary and trained rats, respectively. The training protocol also increased [1-(14)C]-pyruvate decarboxylation by 32%. The cytosolic content of free, long-chain, and short-chain acyl-carnitine increased in the soleus muscle obtained from supplemented sedentary rats by 28%, 117%, and 16%, respectively, and 99%, 205%, and 32% for the muscle from supplemented trained rats. CONCLUSIONS This study showed that carnitine supplementation increases fatty acid oxidation in skeletal muscle by a mechanism that includes increasing total carnitine content in soleus muscle mitochondria and the total content of acyl-carnitine. The most interesting finding was that the effect of supplementation was even greater in trained rats that had received 3-wk supplementation of carnitine.

Suplementação de carboidrato não reverte o efeito deletério do exercício de endurance sobre o subseqüente desempenho de força

was a similar decline in maximum repetitions test (an index of muscular endurance) in both trials (P – 1st set 13 ± 2.9 reps and 2nd set 6 ± 2.1 reps; CHO – 1st set 15 ± 2.5 reps and 2nd set 7 ± 1.7 reps, p < 0.05). Previous endurance exercise bout promoted deleterious effect upon muscular endurance task (maximum repetitions test – 70%-1-RM). CHO supplementation was inefficient to revert the effect of endurance exercise upon maximum repetitions test.Los estudios disponibles en la literatura demuestran que la realizacion previa de un ejercicio de endurance afecta de modo adverso el desempeno en el ejercicio de fuerza subsiguiente. Tal ocurrencia puede estar relacionada a cambios metabolicos inducidos por el ejercicio de endurance. Nuestro objetivo fue verificar si el ingerir carbohidratos (CHO) puede atenuar los efectos de una sesion aguda de ejercicio de endurance sobre el desempeno de fuerza. Con el fin de verificar esta hipotesis, 6 estudiantes universitarias (164 ± 5,9cm; 64,9 ± 7,2kg), con experiencia en entrenamiento de fuerza, fueron sometidas a un test para determinar el VO2pico (44 ± 4,3ml.min-1) y a un test de 1-RM para leg press (186 ± 22,5kg) seguido de un test de repeticiones maximas (2 series de leg press realizado a 70% de 1-RM hasta el cansancio 1a serie 21 ± 2,6 y 2a serie 11 ± 1,9 repeticiones) en dias diferentes. Siguiendo un procedimiento doble-ciego los voluntarios fueron sometidos a dos condiciones experimentales, recibiendo una bebida placebo (P) u otra conteniendo carbohidratos (6% - maltodextrina), antes (500ml) y durante (500ml) la realizacion de una sesion de ejercicio de endurance (carrera en trotadores, 70% de VO2pico por 45 minutos). Despues del ejercicio de endurance, los voluntarios realizaron un test de 1-RM seguido del test de repeticiones maximas. No se observaron cambios en el test de 1-RM o en la concentracion plasmatica de glicosis entre las condiciones experimentales (P x CHO). El numero de repeticiones maximas a 70%-1RM presento disminucion en ambas situaciones (P 1a serie 13 ± 2,9 reps y 2a serie 6 ± 2,1 reps; CHO 1a serie 15 ± 2,5 reps y 2a serie 7 ± 1,7 reps, p < 0,05), no habiendo diferencia entre ellas. Una sesion de ejercicio de endurance (intensidad moderada) realizada previamente afecta de modo negativo la capacidad de repeticiones maximas. Independiente del mecanismo, el consumo de carbohidratos fue incapaz de revertir ese efecto perjudicial.

Carnitine Supplementation Fails to Maximize Fat Mass Loss Induced by Endurance Training in Rats

Background/Aims: Carnitine is a co-factor of the enzymatic system involved in long chain fatty acid transport across the mitochondrial membrane. This physiological role of carnitine raised the hypothesis that this compound could act as a ‘fat burner’ by optimizing fat oxidation and consequently reducing its availability for storage. Our aim was to verify whether carnitine supplementation could maximize fat mass loss in trained rats. Methods: Male Wistar rats (200 g) were divided into four groups: control (C), sedentary supplemented (S), trained (T) and trained supplemented (TS). The training protocol consisted of bouts of swimming exercise (60 min·day–1) for 6 weeks. During the last 14 days, before sacrifice, the supplemented groups received a daily dose of 28 mg· kg–1 of L-carnitine. Carcass fat content, weight and fat content of adipose tissues were evaluated in all experimental groups. Results: Our results indicate that carnitine feeding, per se, failed to promote fat mass loss. Endurance training successfully induced a decrease in the fat content in the carcass (28%) and the weight of adipose tissues (retroperitoneal and mesenteric depots by 41 and 20%, respectively) in comparison to C. Despite the augmented carnitine content in the soleus mitochondria (2-fold) observed in TS, the higher content did not maximize the fat loss induced by endurance training. Conclusions: Our data strongly suggest that endurance training, rather than carnitine content, is the major factor involved in fat mass loss.

Efeito de diferentes protocolos de treinamento de força sobre parâmetros morfofuncionais, hormonais e imunológicos

El objetivo del estudio fue examinar la influencia de 2 protocolos diferentes de entrenamiento de fuerza sobre parametros antropometricos (peso, IMC, masa grasa), funcionales (prueba de 1-RM y prueba de repeticiones maximas) y los parametros relacionados al sistema endocrino (concentraciones de testosterona y de cortisol) y al sistema inmunologico (la concentracion del glutamina y de IgG). Participaron en el estudio 12 hombres entrenados (27,4 ± 4,8 anos). Estos individuos fueron aleatoriamente divididos en 2 grupos que despues se sometieron a 2 protocolos de entrenamiento en dos series diferentes, Multiple (MS) y Tri-juego (TS). Las muestras de sangre eran reunidos antes y despues de una sesion de ejercicio de fuerza, al principio y en el fin del periodo de 8 semanas de entrenar. No se observaron alteraciones en los parametros morfo-funcionales (salvo la prueba de repeticiones maximas para el agachamiento). Con respecto a los parametros endocrinos, se observo que TS provoco un aumento significante del cortisol, inmediatamente despues de la sesion de entrenamiento, al principio y en el fin de las 8 semanas (p < 0,05). Al observar la conducta de la testosterona en relacion con el cortisol (T:C), puede notarse un aumento excelente en el grupo sometido al MS protocolar despues de 8 semanas de entrenar (p < 0,05). Con respecto a los parametros inmunologicos, no se observo alteracion en la concentracion de la imunoglobulina G; la concentracion del glutamina sufrio una disminucion despues de 8 semanas en ambos grupos. Esta disminucion se acentuo mas en el TS de grupo (p < 0,05). Los resultados obtenidos sugieren que el metodo TS impuso una tension mas grande al organismo. Ademas, los datos tambien indican que el MS protocolar promueve una atmosfera mas favorable al anabolismo, despues de 8 semanas de entrenar. Sin embargo, ambos metodos fallaron promoviendo las alteraciones significantes en los parametros morfo-funcionales.

Exercise prevents the effects of experimental arthritis on the metabolism and function of immune cells

Active lymphocytes (LY) and macrophages (MΦ) are involved in the pathophysiology of rheumatoid arthritis (RA). Due to its anti‐inflammatory effect, physical exercise may be beneficial in RA by acting on the immune system (IS). Thus, female Wistar rats with type II collagen‐induced arthritis (CIA) were submitted to swimming training (6 weeks, 5 days/week, 60 min/day) and some biochemical and immune parameters, such as the metabolism of glucose and glutamine and function of LY and MΦ, were evaluated. In addition, plasma levels of some hormones and of interleukin‐2 (IL‐2) were also determined. Results demonstrate that CIA increased lymphocyte proliferation (1.9‐ and 1.7‐fold, respectively, in response to concanavalin A (ConA) and lipopolysaccharide (LPS)), as well as macrophage H2O2 production (1.6‐fold), in comparison to control. Exercise training prevented the activation of immune cells, induced by CIA, and established a pattern of substrate utilization similar to that described as normal for these cells. Exercise also promoted an elevation of plasma levels of corticosterone (22.2%), progesterone (1.7‐fold) and IL‐2 (2.6‐fold). Our data suggest that chronic exercise is able to counterbalance the effects of CIA on cells of the IS, reinforcing the proposal that the benefits of exercise may not be restricted to aerobic capacity and/or strength improvement. Copyright

Alteration of testosterone: cortisol ratio induced by resistance training in women

La razon entre testosterona y cortisol (T:C) es frecuentemente utilizada como indicador del nivel de stress impuesto por el ejercicio. Las alteraciones de las concentraciones de estas hormonas son las responsables por modular diversas respuestas inducidas por el entrenamiento, como son la hipertrofia y el aumento de la fuerza. El objetivo del presente estudio fue examinar la influencia del protocolo de entrenamiento de fuerza, conocido como series multiples (MS), sobre la ganancia de fuerza, la resistencia muscular localizada y la relacion entre las concentraciones de las hormonas catabolicas (cortisol) y anabolicas (testoterona). Para testar esta hipotesis, cinco jovenes del sexo feminino con un ano de experiencia en entrenamiento de fuerza fueron sometidas al protocolo MS. Las muestras de sangre fueron colectadas antes e imediatamente despues del ejercicio, en el primer dia y despues de ocho semanas de entrenamiento. Los tests de 1-RM y de repeticiones maximas fueron realizados tambien al inicio y al final despues de las ocho semanas del entrenamiento de fuerza. No fueron observadas alteraciones de la masa corporal, IMC, porcentaje de masa grasa, fuerza (1-RM) para los ejercicios supino, agachamiento y rosca directa. El numero de repeticiones maximas al 50% de 1-RM fue aumentando solamente apenas para el supino (p < 0,05). No se observo alteracion en la concentracion de la testosterona total. Con relacion a la concentracion plasmatica de cortisol despues de las ocho semanas de entrenamiento, en la situacion de reposo fue reducida (38% - p < 0,05). En consecuencia de la atenuacion de la secrecion de cortisol despues de ocho semanas de entrenamiento, la razon T:C presento elevacion del 20% de la situacion de reposo (p < 0,05). A pesar de no haber sido detectadas alteraciones funcionales en los tests de 1-RM de repeticiones maximas, el metodo MS indujo un cuadro hormonal favorable al anabolismo proteico.

Changes in Glucose and Glutamine Lymphocyte Metabolisms Induced by Type I Interferon α

In lymphocytes (LY), the well-documented antiproliferative effects of IFN-α are associated with inhibition of protein synthesis, decreased amino acid incorporation, and cell cycle arrest. However, the effects of this cytokine on the metabolism of glucose and glutamine in these cells have not been well investigated. Thus, mesenteric and spleen LY of male Wistar rats were cultured in the presence or absence of IFN-α, and the changes on glucose and glutamine metabolisms were investigated. The reduced proliferation of mesenteric LY was accompanied by a reduction in glucose total consumption (35%), aerobic glucose metabolism (55%), maximal activity of glucose-6-phosphate dehydrogenase (49%), citrate synthase activity (34%), total glutamine consumption (30%), aerobic glutamine consumption (20.3%) and glutaminase activity (56%). In LY isolated from spleen, IFNα also reduced the proliferation and impaired metabolism. These data demonstrate that in LY, the antiproliferative effects of IFNα are associated with a reduction in glucose and glutamine metabolisms.

Effects of different resistance training protocols over the morphofunctional, hormonal and immunological parameters

El objetivo del estudio fue examinar la influencia de 2 protocolos diferentes de entrenamiento de fuerza sobre parametros antropometricos (peso, IMC, masa grasa), funcionales (prueba de 1-RM y prueba de repeticiones maximas) y los parametros relacionados al sistema endocrino (concentraciones de testosterona y de cortisol) y al sistema inmunologico (la concentracion del glutamina y de IgG). Participaron en el estudio 12 hombres entrenados (27,4 ± 4,8 anos). Estos individuos fueron aleatoriamente divididos en 2 grupos que despues se sometieron a 2 protocolos de entrenamiento en dos series diferentes, Multiple (MS) y Tri-juego (TS). Las muestras de sangre eran reunidos antes y despues de una sesion de ejercicio de fuerza, al principio y en el fin del periodo de 8 semanas de entrenar. No se observaron alteraciones en los parametros morfo-funcionales (salvo la prueba de repeticiones maximas para el agachamiento). Con respecto a los parametros endocrinos, se observo que TS provoco un aumento significante del cortisol, inmediatamente despues de la sesion de entrenamiento, al principio y en el fin de las 8 semanas (p < 0,05). Al observar la conducta de la testosterona en relacion con el cortisol (T:C), puede notarse un aumento excelente en el grupo sometido al MS protocolar despues de 8 semanas de entrenar (p < 0,05). Con respecto a los parametros inmunologicos, no se observo alteracion en la concentracion de la imunoglobulina G; la concentracion del glutamina sufrio una disminucion despues de 8 semanas en ambos grupos. Esta disminucion se acentuo mas en el TS de grupo (p < 0,05). Los resultados obtenidos sugieren que el metodo TS impuso una tension mas grande al organismo. Ademas, los datos tambien indican que el MS protocolar promueve una atmosfera mas favorable al anabolismo, despues de 8 semanas de entrenar. Sin embargo, ambos metodos fallaron promoviendo las alteraciones significantes en los parametros morfo-funcionales.