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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.39.2020.tde-13052021-150429
Document
Author
Full name
Manoel Emílio Lixandrão
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2020
Supervisor
Committee
Silva, Hamilton Augusto Roschel da (President)
Libardi, Cleiton Augusto
Silva, Renato Barroso da
Ugrinowitsch, Carlos
Title in Portuguese
Efeito do volume de treinamento de força sobre a variabilidade da hipertrofia muscular em idosos
Keywords in Portuguese
Biogênese de ribossomos
Hipertrofia
Responsividade
Ribossomos
Treinamento com pesos
Abstract in Portuguese
O envelhecimento está associado ao declínio da massa muscular esquelética e, consequentemente, a reduções nos níveis de funcionalidade. Nesse contexto, o treinamento de força (TF) é um potente estímulo para o aumento da massa muscular nessa população. Entretanto, a magnitude da hipertrofia ao TF é heterogênea, variando desde indivíduos que não apresentam aumentos significativos de massa muscular (i.e., pouco-responsivos) até aqueles com ganhos expressivos (i.e., muito-responsivos). Sugere-se que essa a variabilidade esteja associada a um estímulo insuficiente e/ou inadequado de exercício, e não à incapacidade para adaptar-se ao exercício. Assim, o presente estudo investigou se a variabilidade inter-indivíduos da resposta hipertrófica ao TF em idosos é afetada pela manipulação do volume da sessão. Adicionalmente, se investigou o efeito da manipulação do volume de TF sobre marcadores moleculares relacionados à responsividade, i.e., expressão total das proteínas UBF, Frizzled-1, c-Myc, rpL3 e TRIM24, associadas à regulação da biogênese ribossomal. O desenho experimental foi composto de 10 semanas de TF (2 sessõe●ssemana-1) no exercício cadeira extensora unilateral. Cada uma das pernas de um determinado indivíduo foi aleatoriamente alocada, considerando a dominância, em um dos dois modelos de treino a serem testados: 1) uma única série de 8-15 repetições máximas e; 2) quatro séries de 8-15 repetições máximas. Antes e após o período de intervenção, os voluntários foram submetidos a um exame de imagem por ressonância magnética, teste de uma repetição máxima e biópsias musculares (vasto lateral). Os principais resultados demonstraram que manipulações do volume de TF aumentam a magnitude da resposta hipertrófica e diminuem em ~80% o número de indivíduos pouco-responsivos ao TF. Para as vias de regulação da biogênese ribossomal, observou-se aumentos na expressão das proteínas rpL3 e Frizzled-1 e uma tendência de aumento para a UBF. Essas respostas foram acompanhas por um aumento da concentração total de RNA no músculo esquelético, favorecendo o protocolo de TF com maior volume. O presente trabalho demonstrou que existe uma alta variabilidade da resposta hipertrófica em resposta ao TF em idosos; entretanto, essa resposta pode ser modulada pela manipulação do volume de TF. Especificamente, observou-se um aumento tanto da magnitude da resposta hipertrófica quanto uma diminuição do número de indivíduos pouco-responsivos ao TF em função do aumento do volume de treinamento. Essa resposta foi parcialmente acompanhada por aumentos na regulação de vias relacionadas a biogênese de ribossomos bem como aumentos da concentração total de RNA. Dessa maneira, sugere-se que a prescrição do TF em idosos, em especial ao que diz respeito ao volume de exercício, seja realizada de maneira individualizada, para que, assim, se otimize os ganhos de massa muscular nessa população.
Title in English
Effects of resistance exercise volume on the variability of the hypertrophic response in eldery
Keywords in English
Hypertrophy
Resistance training
Responsiveness
Ribosome
Ribosome biogeneses
Abstract in English
Aging is associated with a progressive loss of skeletal muscle mass, which ultimately reduces the functional capacity. Accordingly, resistance training (RT) has been well established as an effective strategy to promote muscle mass accrual in elderly. However, there is substantial inter-individual variability in resistance exercise-mediated changes in muscle mass (i.e., RT-responsiveness), with some individuals showing insignificant increases in muscle mass (i.e., low-responders) while others demonstrating robust gains (i.e., high-responders). It has been suggested this may be a function of an insufficient and/or inadequate RT stimulus rather than a definite reduced capacity to increase muscle mass content. Therefore, the present study aimed to investigate if the RT-responsiveness is modulated by variations in RT volume. Furthermore, we also investigated the effects of different volumes of RT on molecular biomarkers related with RT-responsiveness, i.e., total protein expression of UBF, Frizzled-1, c-Myc, rpL3 and TRIM24, associated with ribosome biogenesis. The experimental design was composed by 10-week, with a RT program (2 sessions●week-1) in a unilateral knee extension machine. Each leg of a given subject was randomly allocated, balancing for dominance, in one of the two possible conditions: 1) one set of 8-15 maximum repetitions and; 2) four sets of 8-15 maximum repetitions. Before and after the training period, all subjects were submitted to a magnetic resonance imaging exam, one repetition maximum test, and muscle biopsies (vastus lateralis). The main results showed that manipulating RT volume increased the hypertrophic response while reducing the number of low-responders (~80%) after the intervention. Regarding the molecular markers associated with ribosome biogenesis, we showed an increased protein expression of rpL3 and Frizzled-1 and significance trend for UBF. We also observed an increased skeletal muscle total RNA concentration, favoring the higher volume RT protocol. Our results showed a high inter-individual variability in resistance exercise-mediated changes for muscle mass in eldery; however, this can be modulated by manipulating RT volume. Specially, we observed that manipulations in RT volume increase the hypertrophic response and reduce the number of low-responders (~80%). This response was partially accompanied by an augmented ribosome biogenesis as well as an increased skeletal muscle total RNA concentration. Thus, our results suggest that RT volume prescription for elderly individuals should be individualized in order to proper optimize the hypertrophic adaptations in this population
 
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Publishing Date
2021-05-17
 
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