Les effets de l'exercice chronique sur le gène UCP1 dans le tissu adipeux blanc humain

Les enquêteurs ont obtenu trois biopsies de graisse sous-cutanée (de base, post-exercice, post-entraînement) de 32 hommes en bonne santé qui ont entrepris trois programmes d'exercice différents de huit semaines [aérobie (9 participants), résistance (8 participants), combiné (aérobie + résistance , 8 participants)] et un groupe sans exercice (7 participants), suivi d'une période de désentraînement de huit semaines. L'intensité de l'exercice a été fixée à 65 % de la consommation maximale d'oxygène (VO2peak) et à 1 répétition maximum (1RM) tout au long de la période d'exercice, tandis que le contenu des programmes d'exercice était basé sur une étude précédente qui examinait le gène PGC1a, dont on pense qu'il augmente l'UCP1 dans le tissu adipeux blanc humain (WAT). Exercice effectué dans trois gymnases locaux à Trikala, Thessalie, Grèce, chacun pour chaque groupe d'exercices afin d'éviter la contamination croisée entre les participants, tandis que les superviseurs d'exercices étaient aveuglés par le but de l'étude. Les mesures de l'anthropométrie, de la composition corporelle, de la dépense énergétique au repos (REE) et de la biopsie de la graisse sous-cutanée ont été obtenues au départ, après l'exercice (semaine 8) et après l'entraînement (semaine 16), tandis que les données sur l'alimentation ont été recueillies au hasard pendant deux jours de semaine et un jour de week-end au départ, 8e et 16e semaine. VO2peak et 1RM ont été mesurés au départ, 4ème (pour ajuster l'intensité d'exercice requise à 65%), 8ème et 16ème semaine.

Anthropométrie Les participants ont visité le laboratoire entre 07h00 et 09h00 et ont pris part aux mesures anthropométriques suivantes : La taille a été mesurée à l'aide d'un appareil Seca (Hambourg, Allemagne) et le poids à l'aide d'une balance (KERN & Sohn GmbH, Version 5.3, Allemagne ) tandis que le rapport taille-hanche a été mesuré à l'aide d'un ruban à mesurer et la pression artérielle par une méthode acoustique utilisant un sphygmomanomètre anéroïde. Le pourcentage de graisse corporelle et la masse sans graisse ont été mesurés par impédance bioélectrique à l'aide d'un moniteur de composition corporelle (Fresenius Medical Care AG & Co. KGaA D-61346 Bad Hamburg, Allemagne).

Biopsies de graisse Toutes les biopsies ont été réalisées par un chirurgien expérimenté suivant une méthodologie antérieure via une méthode sans diathermie. Les participants ont subi une biopsie de la graisse sous-cutanée après au moins huit heures de jeûne et il leur a été demandé de s'abstenir de faire de l'exercice, de boire de l'alcool et de fumer passivement dans les 72 heures précédant la procédure de biopsie afin de minimiser le risque de résultats trompeurs. Chaque participant était installé sur un lit chirurgical en décubitus dorsal. Le site de l'incision a été désinfecté et 10 ml de xylocaïne 2 % sans adrénaline ont été injectés dans la région de l'incision pour une anesthésie locale. Une incision sur la peau et le tissu sous-cutané jusqu'à ce que le tissu adipeux soit révélé, a été exécutée à environ 3 à 5 centimètres à proximité du nombril tandis que la longueur de l'incision était d'environ 2 à 2,5 centimètres. Par la suite, le tissu sous-cutané a été retiré avec des ciseaux chirurgicaux et lorsque le tissu adipeux est devenu visible, près de 500 milligrammes de tissu adipeux ont été capturés et retirés. Le tissu adipeux collecté a été immédiatement immergé dans de l'azote liquide à -190° Celsius. Pour le dépôt final, les échantillons ont été placés dans des Eppendorfs et ils ont été déposés dans un congélateur à -80° Celsius jusqu'aux analyses.

Analyse de l'ARNm d'UCP1 Les chercheurs qui ont effectué les analyses d'expression génique et protéique n'étaient pas conscients de l'objectif de l'étude. L'ARN total a été extrait des biopsies de tissu adipeux à l'aide du mini kit RNeasy Lipid Tissue (QIAGEN) en suivant le protocole du fabricant. Les ADNc du premier brin ont été synthétisés à partir de quantités égales d'ARN total en utilisant des amorces aléatoires et la transcriptase inverse M-MLV (Promega). La réaction quantitative en chaîne par polymérase en temps réel pour le gène UCP1 a été réalisée à l'aide du fluorophore Sybr Green. Le changement de fluorescence à chaque cycle a été surveillé et un cycle seuil au-dessus du bruit de fond pour chaque réaction a été calculé. Une analyse de la courbe de fusion a été effectuée après chaque essai pour garantir un seul produit amplifié pour chaque réaction. Toutes les réactions ont été réalisées au moins en double pour chaque échantillon. Le gène de l'ARNr 18S a été constamment exprimé dans toutes les conditions expérimentales et a ensuite été utilisé comme gène de référence pour la normalisation étant donné que ce gène a été suggéré comme le plus approprié pour la normalisation de l'ARNm d'UCP1.

Analyse de la protéine UCP1 Le tissu adipeux sous-cutané a été homogénéisé dans du tampon de lyse RIPA avec des inhibiteurs de protéase (Sigma-Aldrich, Milan, Italie), centrifugé à 800 g pendant 10 minutes à 4 ° Celsius, puis la couche intermédiaire a été collectée. Des quantités égales (50 microgrammes) de protéines ont été séparées sur un gel de SDS-polyacrylamide à 10 %, transférées sur une membrane de nitrocellulose. L'UCP1 provenant d'échantillons de tissu adipeux sous-cutané a été détectée par des anticorps primaires, respectivement l'UCP1 polyclonal de lapin anti-humain (1:1000, Sigma-Aldrich, Milan, Italie) et la β-actine monoclonale de souris anti-humaine (1:5000, Sigma-Aldrich, Milan, Italie). Les anticorps secondaires étaient des IgG anti-lapin conjugués à la peroxydase pour UCP1 et des IgG anti-souris pour la β-actine. Des adipocytes humains traités avec 100 uM de menthol ont été utilisés comme témoins positifs pour l'expression de la protéine UCP1 selon la méthodologie précédente. L'analyse Western blot a été effectuée à l'aide du substrat HRP chimioluminescent Immobilion Western (Millipore) et la détection a été effectuée à l'aide de films photographiques. Les images ont été analysées par densitométrie, qui évalue la quantité relative de coloration des protéines et quantifie les résultats en termes de densité optique.

Évaluations REE Les évaluations REE ont été menées entre 07h00 et 09h00 après 12 heures de jeûne, tandis que les participants se sont abstenus de faire de l'exercice, de l'alcool et du tabagisme passif dans les 72 heures précédant les mesures. Le REE a été mesuré à l'aide d'un analyseur de gaz automatisé (Vmax, CareFusion, États-Unis) qui était attaché aux participants pour enregistrer les variables respiratoires toutes les 20 secondes en position couchée pendant 30 minutes dans une pièce calme à 22-24° Celsius. Sur les 30 minutes de collecte de données, les cinq premières et dernières minutes ont été supprimées. Enfin, les 20 minutes restantes des données collectées ont été moyennées pour obtenir la valeur REE (calories) finale. Les mesures des gaz respiratoires ont été extraites à l'aide de l'équation de Weir pour convertir les valeurs VO2 et VCO2 en valeurs REE (calories). Pour garantir l'exactitude des mesures de REE, le rapport d'échange respiratoire moyen a également été vérifié selon la méthodologie précédente.

Évaluations VO2peak et 1RM Au départ, une présélection a été effectuée pour chaque participant afin d'identifier son admissibilité à entreprendre un test VO2peak à l'aide du questionnaire de préparation à l'activité physique. Afin d'assurer la familiarisation des participants avec le test VO2peak, une description verbale détaillée du protocole a été donnée à l'avance. Le protocole impliquait un échauffement de cinq minutes et une période de familiarisation d'un vélo dans un Monark Ergomedic 839E, Vansbro, Suède. Par conséquent, le test impliquait trois minutes de pédalage à 60 tours par minute à 60 Watts suivi d'une augmentation de 30 Watts/minute jusqu'à épuisement volontaire. Un analyseur de gaz automatisé (Vmax, CareFusion, USA) a été attaché aux participants pour enregistrer les variables respiratoires toutes les 20 secondes. La consommation d'oxygène la plus élevée (millilitres/minute) pour tout intervalle de 20 secondes a été enregistrée comme valeur finale de VO2peak.

Le 1RM d'extension des jambes et de presse pectorale a été testé comme suit : un poids approprié a été ajusté pour chaque participant afin de ne pas pouvoir le soulever pendant pas plus de 10 répétitions. Le nombre de répétitions a ensuite été calculé et une norme a été utilisée pour prédire le 1RM en utilisant le poids en kilogrammes que chaque participant a levé et le nombre de répétitions effectuées.

Évaluation de l'alimentation Les participants ont été contactés au hasard par téléphone - par un assistant indépendant qui ne connaissait pas l'objectif de l'étude - sur trois jours distincts (deux jours de semaine, un jour de week-end) pendant une période d'une semaine pour remplir un dossier d'alimentation de trois jours. Tous les aliments et boissons consommés le jour du contact ont été enregistrés. Des dossiers de régime alimentaire de trois jours ont été recueillis au départ, à la 8e et à la 16e semaine de l'intervention. Tous les enregistrements de régime ont été analysés par un autre assistant formé qui était aveugle au but de l'étude à l'aide de Nutritionist Pro, version 5.4.0, Axxya Systems (Redmond, WA, États-Unis). Ce logiciel (c'est-à-dire Nutritionist Pro) a déjà été utilisé à des fins de recherche. Pour l'analyse, une recherche a été effectuée dans Nutritionist Pro pour chaque aliment et boisson consommés. Des détails concernant la quantité et la préparation de chaque aliment et/ou boisson ont également été inclus. Une fois que toutes les informations pertinentes concernant l'aliment ou la boisson ont été saisies dans le logiciel, une liste correspondante de la teneur en macro et micronutriments a été fournie et ensuite enregistrée. Ce processus a été répété pour tous les aliments et boissons répertoriés dans le dossier de régime. Si un aliment ou une boisson particulier n'a pas été trouvé dans la base de données Nutritionist Pro, l'enquêteur a saisi manuellement le contenu en macro et micronutriments de cet aliment particulier et l'a enregistré dans la base de données pour une utilisation future. La rétroaction fournie par le logiciel pour chaque aliment ou boisson incluait les variables alimentaires suivantes : apport énergétique total (calories), poids de l'aliment (grammaires), protéines (grammaires), glucides (grammaires), lipides totaux (grammaires), sucres totaux ( grammaires) et caféine (micro-grammaires).