Resistencia

Después del ejercicio, las alteraciones epigenéticas en los potenciadores alteran la expresión a largo plazo de cientos de genes musculares. Esto incluye genes que producen proteínas y otros productos secretados a la circulación sistémica, muchos de los cuales pueden actuar como mensajeros endocrinos. ^{[ 12 ]} De 817 genes con expresión alterada, se sabía que 157 (según Uniprot ) o 392 (según Exocarta ) de las proteínas producidas por esos genes se secretaban desde los músculos. Cuatro días después de un ejercicio de resistencia, muchos genes presentan una expresión persistentemente alterada regulada epigenéticamente. ^{[ 12 ]} Cuatro vías alteradas fueron en el sistema plaquetario/de coagulación, el sistema cognitivo, el sistema cardiovascular y el sistema renal. La regulación epigenética de estos genes se indicó mediante alteraciones epigenéticas en las secuencias reguladoras de ADN distales río arriba de los potenciadores de estos genes.

Los genes regulados al alza tenían acetilaciones epigenéticas añadidas en la lisina 27 de la histona 3 (H3k27ac) de los nucleosomas ubicados en los potenciadores que controlan esos genes regulados al alza, mientras que los genes regulados a la baja tenían acetilaciones epigenéticas eliminadas de H3K27 en los nucleosomas ubicados en los potenciadores que controlan esos genes (ver Figura "Un nucleosoma con colas de histonas preparadas para la activación transcripcional"). Las biopsias del músculo vasto lateral mostraron la expresión de 13.108 genes en la línea de base antes de un programa de entrenamiento físico. Seis hombres caucásicos sedentarios de 23 años proporcionaron biopsias del vasto lateral antes de comenzar un programa de ejercicio (seis semanas de sesiones de 60 minutos de ciclismo en bicicleta estática, cinco días por semana). Cuatro días después de que se completó el programa de ejercicio, las biopsias de los mismos músculos tenían una expresión genética alterada, con 641 genes regulados al alza y 176 genes regulados a la baja. Williams et al. ^{[ 12 ]} identificaron 599 interacciones potenciador-gen, que abarcan 491 potenciadores y 268 genes, donde tanto el potenciador como el gen objetivo conectado se regularon de forma coordinada al alza o a la baja después del entrenamiento físico.

El entrenamiento de resistencia muscular también altera la expresión génica muscular a través de la metilación o desmetilación epigenética del ADN de los sitios CpG dentro de los potenciadores. ^{[ 13 ]} En un estudio de Lindholm et al. , ^{[ 13 ]} veintitrés voluntarios sedentarios de 27 años, hombres y mujeres, realizaron entrenamiento de resistencia en una sola pierna durante tres meses. La otra pierna se utilizó como pierna de control no entrenada. Se tomaron biopsias de músculo esquelético del vasto lateral tanto antes de comenzar el entrenamiento como 24 horas después de la última sesión de entrenamiento de cada una de las piernas. La pierna entrenada en resistencia, en comparación con la pierna no entrenada, presentó cambios significativos en la metilación del ADN en 4919 sitios a lo largo del genoma. Los sitios de metilación del ADN alterada se encontraban predominantemente en potenciadores. El análisis transcripcional, utilizando secuenciación de ARN , identificó 4076 genes expresados ​​diferencialmente.

Los genes con expresión aumentada se asociaron con potenciadores que presentaban una disminución significativa de la metilación del ADN , mientras que los genes con expresión disminuida se asociaron con potenciadores que presentaban una mayor metilación del ADN. En este estudio, las posiciones diferencialmente metiladas en los potenciadores con mayor metilación se asociaron principalmente con genes implicados en la remodelación estructural del músculo y el metabolismo de la glucosa. Las posiciones diferencialmente metiladas en los potenciadores se asociaron con genes que intervienen en procesos inflamatorios/inmunitarios y en la regulación transcripcional.