La melatonina tiene un efecto ergogénico pero no previene la inflamación y el daño en el ejercicio exhaustivo

Scientific Reports volumen 5, Número de artículo: 18065 (2015) Citar este artículo

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Está bien documentado que el ejercicio físico exhaustivo conduce a la inflamación y al daño del tejido muscular esquelético. Teniendo esto en cuenta, la melatonina se ha administrado de forma aguda antes del ejercicio físico; sin embargo, el uso de la melatonina como agente ergogénico para prevenir la inflamación y el daño tisular sigue siendo incierto. Evaluamos los efectos de la melatonina en el rendimiento de natación, la inflamación y el daño muscular y varios parámetros fisiológicos después de un ejercicio exhaustivo en el umbral de intensidad anaeróbico (iLAn) realizado durante períodos circadianos claros u oscuros. El iLAn se determinó individualmente y dos días después, los animales realizaron una serie de ejercicios exhaustivos en iLAn 30 minutos después de la administración de melatonina. El ejercicio promovió la inflamación y el daño muscular, principalmente durante el período de oscuridad y la melatonina exógena promovió un alto efecto ergogénico. El efecto ergogénico expresivo de la melatonina conduce a períodos más prolongados de contracción muscular, lo que se superpone a un posible efecto protector de la melatonina sobre el daño tisular y la inflamación.

La melatonina es una hormona de la glándula pineal clásicamente relacionada con los ritmos biológicos de los mamíferos. Por tanto, desde que Alberti1 aisló esta hormona de bovinos, el espectro de funciones de la melatonina ha crecido. El tratamiento de problemas de salud y enfermedades constituye una parte crítica del interés de los científicos en la melatonina2,3,4,5, además, un número considerable de estudios han investigado los efectos de la melatonina en el ejercicio físico4,6,7,8,9,10, 11,12. Según la literatura, incluso una dosis única de melatonina exógena administrada justo antes del ejercicio previene la inflamación, el estrés oxidativo y el daño muscular7,8,11.

Está bien documentado que la inflamación local y sistémica, el daño muscular y el estrés oxidativo son inducidos por el ejercicio de larga duración o de alta intensidad, afectando la función del parénquima del músculo esquelético13. Algunos autores han relacionado este efecto con déficits en el rendimiento del ejercicio14,15,16, fomentando el uso de compuestos antiinflamatorios para evitarlo. La melatonina inhibe la inflamación a través de una variedad de estímulos, como i) alterar la unión de NK-κB-DNA17, ii) inhibir la activación de NF-κB18 al bloquear la fosforilación de IKK y JNK y vías consecutivas19, iii) reducir la expresión de citocinas20,21 y iv) actuar como un antioxidante y, en consecuencia, previene el daño muscular7, lo que también representa una importante retroalimentación proinflamatoria.

Los efectos de la melatonina sobre el ejercicio se han demostrado en una variedad de modelos9,12,22,23; sin embargo, no hay evidencia de que los efectos protectores de la melatonina persistan después del ejercicio de larga duración realizado durante ambos períodos circadianos. Los modelos animales de rendimiento de natación imitan las modulaciones fisiológicas que se encuentran en las competiciones deportivas con ejercicio cíclico de larga duración; sin embargo, la mayoría de los animales de laboratorio son nocturnos. Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue investigar los efectos de la melatonina sobre el rendimiento de ratas nadadoras, los parámetros de inflamación del músculo esquelético y sistémico, las variables metabólicas y el daño del tejido muscular esquelético después de un ejercicio exhaustivo a una intensidad correspondiente al umbral anaeróbico (iLAn) realizado durante el ejercicio. periodos circadianos claros y oscuros. Basándonos en la literatura, planteamos la hipótesis de que la melatonina contribuiría como ergogénico, ejercería un efecto protector frente a la inflamación y el daño tisular y mejoraría el estado fisiológico después del ejercicio propuesto durante ambos períodos circadianos.

Los animales evaluados en horario diurno mostraron intensidad y lactatemia de iLAn correspondiente a 4,8±0,1% de la masa corporal (%bm) y 4,1±0,2 mM, respectivamente, mientras que las ratas evaluadas nocturnamente presentaron 5,3±0,1%bm y 4,1±0,2 mM para el mismos parámetros. El iLAn fue mayor en N (P < 0,01) y la lactatemia de iLAn fue estadísticamente igual (P = 0,86) entre los grupos.

La Figura 1 muestra la hora del día y los efectos de la melatonina en los animales que no fueron sometidos a ejercicio. La melatonina no influyó ni en el pIKKβ (F = 0,01; P = 0,91; Fig. 1a) ni en el IκBα (F = 0,24; P = 0,64; Fig. 1a) del contenido del músculo esquelético y el efecto de la hora del día no promovió ninguna influencia sobre el pIKKβ (F = 4.71; P = 0.06; Fig. 1a) o el IκBα (F = 2.25, P = 0.16; Fig. 1a). La melatonina exógena redujo la isoforma del músculo esquelético de la creatina quinasa (CK-MM; F = 7,42; P = 0,01; Fig. 1b) pero aumentó el recuento de neutrófilos (F = 5,27; P = 0,03; Fig. 1c). Se encontró que el recuento de glóbulos blancos (WBC; F = 9.29; P < 0.01; Fig. 1c) y linfocitos (F = 10.79; P < 0.01; Fig. 1c) era más bajo durante el período de oscuridad, mientras que la lactato deshidrogenasa ( LDH) resultaron ser más altos en este momento del día (F = 5,37; P = 0,02; Fig. 1b).

Datos del experimento 1 expresados ​​como media ± SEM y resultados post hoc significativos a los animales evaluados durante el período diario (DCt y DM) o nocturno (NCt y NM) y sometidos (DM y NM) o no (DCt y NCt) a la administración de melatonina .

La Figura 1a muestra el contenido de músculo esquelético de pIKKβ e IκBα. Los datos de la isoforma esquelética (CK-MM, eje Y izquierdo) de la creatina quinasa y la lactato deshidrogenasa (LDH, eje Y derecho) se ilustran en la Fig. 1b. La Figura 1c muestra los resultados de glóbulos blancos (WBC, eje Y izquierdo), linfocitos (LYMP, eje Y izquierdo) y neutrófilos (NEUTR, eje Y derecho) de la melatonina y los efectos de la hora del día. (a) P < 0.05 en relación a DCt para la misma variable.

La influencia de la melatonina y los efectos de la hora del día sobre el estrés oxidativo, el estado metabólico y fisiológico de los marcadores séricos se muestran en la Tabla 1. Se observaron cambios en parámetros específicos, destacándose que la melatonina exógena disminuyó la creatinina (CREAT) y la UREA, mientras que la superóxido dismutasa ( Se encontró que SOD), catalasa (CAT), albúmina (ALB), colesterol (CHOL) y UREA eran más altos durante el período de vigilia (oscuridad) de cada rata.

El Experimento 2 analizó la hora del día y los efectos del ejercicio en animales no expuestos a melatonina exógena. El ejercicio disminuyó el contenido muscular pIKKβ (F = 5,60, P = 0,04; Fig. 2a); sin embargo, no se encontraron diferencias significativas entre los grupos. No se encontró un efecto de la hora del día sobre el contenido muscular de pIKKβ (F = 0.96, P = 0.35; Fig. 2a).

Media±SEM y resultados post-hoc de los animales evaluados durante el período diario (DCt y DEx) o nocturno (NCt y NEx) y sometidos (DEx y NEx) o no (DCt y NCt) al ejercicio exhaustivo a la intensidad del umbral anaeróbico.

La Fig. 2a muestra el contenido de músculo esquelético de pIKKβ y IκBα. La isoforma esquelética (CK-MM, eje Y izquierdo) de los datos de creatina quinasa y lactato deshidrogenasa (LDH, eje Y derecho) se ilustran en la Fig. 2b. La Fig. 2c ilustra el tiempo hasta el agotamiento a la intensidad del umbral anaeróbico logrado en períodos diurnos o nocturnos. La Fig. 2d muestra los glóbulos blancos (WBC, eje Y izquierdo), los linfocitos (LYMP, eje Y izquierdo) y los neutrófilos (NEUTR, eje Y derecho) como resultado del ejercicio y los efectos de la hora del día. (a) P < 0,05 en relación al grupo DCt para la misma variable; (b) P < 0,05 en relación al grupo DEx para la misma variable; (c) P < 0,05 en relación al grupo NCt para la misma variable.

El contenido muscular de IκBα fue disminuido por tlim (F = 8.47, p = 0.01; Fig. 2a) y fue mayor durante el día en relación al período nocturno (F = 10.24, P < 0.01; Fig. 2a), el grupo NEx teniendo un contenido más bajo que todos los otros grupos (P < 0.05).

Se encontró que todos los marcadores de daño tisular aumentaron significativamente después del ejercicio en relación con las ratas de control (CK-MM: F = 4.77, P = 0.03 y LDH: F = 4.58, P = 0.04; Fig. 2b) y para los animales evaluados durante el período nocturno (CK-MM: F = 4,47, P = 0,04 y LDH: F = 10,27, P < 0,01; Fig. 2b). Los parámetros inflamatorios sistémicos (Fig. 2d) no mostraron efectos de la hora del día (F = 2,40; P = 0,12) o del ejercicio (F = 0,02; P = 0,86) en el recuento de glóbulos blancos; sin embargo, el ejercicio disminuyó los linfocitos (F = 8,67; P < 0,01) y aumentó los recuentos de neutrófilos (F = 25,16; P < 0,01), y solo los linfocitos se vieron afectados por el efecto de la hora del día (F = 8,02; P < 0,01; D > N).

Los datos sobre los efectos del ejercicio o la hora del día en los animales que no recibieron melatonina se muestran en la Tabla 2. Generalmente, en presencia de ejercicio, se encontraron cambios considerables y esperados en varios parámetros fisiológicos. El ejercicio disminuyó la TP, GLOB, CHOL, GLUC y UA, aumentando las concentraciones séricas de UREA y CREAT. Se encontraron mayores concentraciones séricas de CHOL, UREA, AU y CAT durante el período nocturno; sin embargo, se encontró que la concentración de CREAT disminuía durante la noche.

Este análisis incluyó solo animales expuestos a melatonina exógena y sometidos al ejercicio de natación hasta el agotamiento a la intensidad del umbral anaeróbico durante ambos períodos circadianos. El contenido de pIKKβ no fue influenciado por el ejercicio (F = 1.14, P = 0.31; Fig. 3a); sin embargo, se encontraron pIKKβ más altos en el músculo esquelético durante las evaluaciones diarias en relación con las nocturnas (F = 5.18, p = 0.04; Fig. 3a). Se encontró que el contenido de músculo esquelético de IκBα era mayor durante las evaluaciones diarias en relación con la noche (F = 37.06, P < 0.01; Fig. 3a) y el ejercicio disminuyó significativamente los niveles de dichas proteínas inflamatorias (F = 19.09, P < 0.01 ;Figura 3a).

Resultados medios±SEM y post-hoc de los animales expuestos a melatonina y evaluados durante el período diario (DM y DMEx) o nocturno (NM y NMEx) y sometidos (DMEx y NMEx) o no (DM y NM) a ejercicio exhaustivo a intensidad del umbral anaeróbico.

La Fig. 3a muestra el contenido de músculo esquelético de pIKKβ e IκBα. La isoforma esquelética (CK-MM, eje Y izquierdo) de los datos de creatina quinasa y lactato deshidrogenasa (LDH, eje Y derecho) se ilustran en la Fig. 3b. La Fig. 3c ilustra el tiempo hasta el agotamiento a la intensidad del umbral anaeróbico. La Fig. 3d muestra glóbulos blancos (WBC, eje Y izquierdo), linfocitos (LYMP, eje Y izquierdo) y neutrófilos (NEUTR, eje Y derecho) como resultado del ejercicio y los efectos de la hora del día. (a) P < 0,05 en relación al grupo DM para la misma variable; (b) P < 0,05 en relación al grupo DMEx para la misma variable; (c) P < 0,05 en relación al grupo NM para la misma variable.

El ejercicio condujo a aumentos significativos en los marcadores de daño tisular en comparación con los animales de control (CK-MM: F = 41,41, P < 0,01 y LDH: F = 24,41, P < 0,01; Fig. 3b), siendo los resultados más altos de dichos parámetros también se encontró por la noche en relación al período diurno (CK-MM: F = 24.48, P < 0.01 y LDH: F = 31.55, P < 0.01; Fig. 3b). Los recuentos de glóbulos blancos (Fig. 3d) no se vieron influenciados por la hora del día (F = 2,22; P = 0,14) o los efectos del ejercicio (F = 2,88; P = 0,09), pero se encontró que los linfocitos (Fig. 3d) eran más altos en el período de luz (F = 9,44; P < 0,01) y los neutrófilos (Fig. 3d) aumentaron significativamente por el efecto del ejercicio (F = 40,87; P < 0,01).

En la Tabla 3 se muestran datos adicionales sobre las variables séricas fisiológicas y metabólicas en los animales sometidos a la melatonina exógena, la hora del día y los efectos del ejercicio. el grupo ejercitado que recibió melatonina durante el período nocturno (NMEx) en relación a los demás grupos. El ejercicio aumentó las concentraciones séricas de ALB, UREA, CREAT y UA y disminuyó TP, CHOL, GLUC y GSH. Se encontraron concentraciones séricas más altas de ALB, CHOL, UREA, UA y CAT durante el período nocturno.

Además, cuando se analizaron los cuatro grupos ejercitados (DEx, DMEx, NEx y NMEx; Fig. 4a), se encontró que la administración de melatonina aumentó significativamente el tiempo hasta el agotamiento en el umbral anaeróbico (tlim; F = 9.25; P < 0.01) . Se encontró que el tlim es mayor durante el período nocturno (F = 14.07; P < 0.01). Los animales NMEx mostraron el tlim más alto (P < 0.01; Fig. 4a).

Media ± SEM y resultados post-hoc del tiempo hasta el agotamiento a la intensidad del umbral anaeróbico (tlim; Fig. 4a), concentración sérica de lactato deshidrogenasa (LDH; Fig. 4b) y la isoforma de la creatina quinasa del músculo esquelético (CK-MM; Fig. 4c) a los grupos ejercitados evaluados durante el período diario (DEx con placebo y DMEx bajo efecto de melatonina) o nocturno (NEx con placebo y NMEx bajo efecto de melatonina).

(a) P < 0,05 en relación al grupo DMEx para la misma variable; (b) P < 0,05 en relación al grupo NEx para la misma variable.

La melatonina exógena aumentó la CK-MM (F = 9,43; P < 0,01; Fig. 4c) y LDH (F = 5,26; P = 0,02; Fig. 4b). Los animales ejercitados evaluados durante el período nocturno también mostraron niveles más altos de CK-MM (F = 27,26; P < 0,01; Fig. 4c) y LDH (F = 42,23; P < 0,01; Fig. 4b) en comparación con los animales ejercitados evaluados durante el día. (DEx y DME).

Los niveles de lactato sanguíneo en reposo ([lac]rest) correspondieron a 0,93±0,06, 1,29±0,09, 1,47±0,04 y 2,02±0,18 mM en los grupos DEx, DMEx, NEx y NMEx, respectivamente. La concentración de lactato en sangre inmediatamente después del ejercicio exhaustivo ([lac]post) fue correspondiente a 7,01±0,50, 6,75±0,34, 6,93±0,47 y 6,28±0,61 mM para los grupos DEx, DMEx, NEx y NMEx, respectivamente. La melatonina aumentó la [lac]reposo (F = 17,32; P < 0,01) y se encontró que esta variable era mayor durante la noche en relación con las evaluaciones diurnas (F = 33,28; P < 0,01). En reposo, la concentración de DEx en lactato sanguíneo fue la más baja (P < 0,05) y la NMEx fue la más alta (P < 0,05). Sin embargo, la concentración de lactato en sangre después del ejercicio ([lac]post) no estuvo influenciada por la melatonina (F = 0,80; P = 0,37) o la hora del día (F = 0,29; P = 0,59), por lo que no hubo diferencias entre los grupos ( P > 0,05).

Los principales hallazgos de este estudio fueron que la melatonina tiene un efecto ergogénico significativo en el ejercicio propuesto; sin embargo, no previno ni la inflamación ni el daño tisular resultantes del ejercicio exhaustivo. Por lo tanto, la hipótesis inicial fue aceptada solo parcialmente, ya que no se encontró un efecto preventivo de la melatonina en animales ejercitados, probablemente debido a su efecto ergogénico masivo y características del ejercicio propuesto. Como se señaló durante la sección de introducción, está bien documentado que la intensidad y la duración del ejercicio influyen en un número considerable de variables fisiológicas. Tal afirmación se cumplió en nuestro experimento, ya que el tlim conduce a modulaciones en casi todos los parámetros estudiados y parece confirmarse con tiempos más largos hasta el agotamiento (Tablas 2 y 3).

Para investigar el efecto del ejercicio sobre la inflamación local, cuantificamos las proteínas identificadas como controladores maestros de la inflamación24, IKK e IκB, responsables de la actividad del factor de transcripción κB (NFκB). El NF-κB es un regulador clave de varios sistemas biológicos y se asocia con la vinculación de la fisiología a la patología cuando se sobreactiva, siendo su vía molecular considerada el principal mecanismo de retroalimentación inflamatoria en el cuerpo25. La activación de NF-κB depende de su translocación al núcleo celular, donde actúa de forma pleiotrópica, influyendo en un gran número de genes25. Durante la etapa de reposo, el NF-κB es secuestrado en el citosol ambiental por los inhibidores de κB (IκB)26, la principal proteína inflamatoria detectada en el músculo esquelético de ratas adultas27. Así, un alto contenido de IκB se interpreta como un parámetro antiinflamatorio28. Estímulos como la alta concentración de calcio citosólico29 y las citoquinas25,30 promueven la fosforilación de la quinasa IκB (pIKK), que es responsable de desconectar el IκBα del NF-κB, provocando su translocación nuclear y, en consecuencia, aumentando la inflamación30. De esta manera, las moléculas de IκBα desconectadas sufren ubiquitinación y en consecuencia se encuentra un nivel disminuido de esta proteína. La fosforilación de IKK e IκB aumenta con el ejercicio en el músculo esquelético de rata adulta, lo que invariablemente conduce a la actividad local de NF-κB27 y a la activación de la retroalimentación inflamatoria31.

En animales no sometidos a ejercicio (experimento 1), la melatonina no moduló los parámetros inflamatorios locales o sistémicos (pIKKβ, IκBα, WBC y Lymp), pero disminuyó el marcador de daño del tejido muscular esquelético (CK-MM, Fig. 2b), la creatinina y la urea. (Cuadro 1), exhibiendo las características protectoras descritas en la literatura7,8,11. Sin embargo, la principal contribución de nuestro estudio son los interesantes resultados con respecto a los marcadores inflamatorios y de daño tisular en animales ejercitados hasta el agotamiento durante los períodos de luz y oscuridad después de la exposición a la melatonina en comparación con los animales de control.

A pesar de que el efecto ergogénico de una sola dosis de melatonina justo antes del ejercicio agudo sigue siendo controvertido en la literatura8,32, nuestro estudio encontró un rendimiento significativamente mejorado en los animales que recibieron esta hormona (Fig. 2). Como se ha descrito, la melatonina presenta una función antiinflamatoria y efectos antidaño muscular7,8,11 y el rendimiento podría verse afectado por la inflamación y el daño tisular14,15,16. Sin embargo, nuestros resultados refutan tales afirmaciones en el contexto del ejercicio aeróbico exhaustivo, ya que la inflamación sistémica y el daño tisular promovidos en los animales ejercitados en el experimento 3 (todos recibieron melatonina) fueron aparentemente más altos que en los animales del experimento 2 (sin melatonina). Esta aparente discrepancia en el perfil inflamatorio en animales tratados con melatonina podría estar asociada con los diferentes protocolos de ejercicio utilizados en otros estudios. Además, observamos que la CK-MM aumentó un 151,6 % en el grupo NEx en comparación con el grupo NCt, pero este resultado en el grupo NMEx fue un 324,05 % mayor que en el grupo NM. Los recuentos de neutrófilos, un marcador de inflamación aguda inducida por el ejercicio, aumentaron un 90,68 % en el grupo NEx frente a NCt, pero fueron un 180,29 % más altos en el grupo NMEx en comparación con NM. Debido a que las ratas NMEx nadaron 126 minutos (155,84 %) más que el grupo NEx a la misma intensidad debido al efecto ergogénico masivo de la melatonina, está claro por qué se encontró una mayor inflamación y daño tisular en los animales que nadaron más tiempo. Por lo tanto, presentamos este efecto paradójico de la melatonina en ratas nadadoras adultas ejercitadas hasta el agotamiento a una intensidad de umbral anaeróbico. La melatonina mejoró el rendimiento pero también la inflamación y el daño al tejido muscular esquelético. A pesar de negar parcialmente nuestra hipótesis inicial, también se encuentran altos niveles de inflamación y daño tisular en atletas de maratón y ultramaratón y la relación entre el rendimiento y el daño tisular y la inflamación sigue bajo investigación33,34.

En general, interpretando todos los marcadores fisiológicos, metabólicos, oxidativos, inflamatorios y de daño tisular evaluados en nuestro estudio, la duración del ejercicio se incrementó por efecto de la melatonina y provocó más alteraciones. Nuestros resultados sugirieron que el efecto ergogénico de la melatonina es significativamente más fuerte que su efecto protector con respecto al ejercicio en el umbral anaeróbico realizado hasta el agotamiento, tomando la duración del ejercicio como responsable de enmascarar el efecto protector de la melatonina. Los estudios futuros deberían reproducir este diseño de experimento pero empleando límites en la duración del ejercicio para obtener una investigación del efecto protector de la melatonina, comprender mejor el mecanismo del efecto ergogénico de la melatonina y su papel como antiinflamatorio, antioxidante y prevención del daño tisular. agente en ejercicios aeróbicos de larga duración.

Se alojaron ratas Wistar macho en jaulas de polietileno con libre acceso a agua y alimento para roedores, con un ciclo de luz/oscuridad de 12 h (encendido de las luces a las 06:00 h), temperatura de 22 ± 2 °C, humedad relativa mantenida entre 45 y 55 %. y ruido por debajo de 85 decibelios. Se utilizó una lámpara de 100 W durante el período de luz (Phillips® soft white light; 2700 K; 565–590 nm; 60 lux). Realizamos el experimento de acuerdo con las leyes internacionales vigentes. El estudio fue aprobado por el Comité Institucional de Ética en el Uso de Animales bajo el proceso 2502-1.

A los 45 días de edad, las ratas se alojaron en grupos para evaluaciones diurnas (D) o nocturnas (N). Las horas específicas del día para iniciar los procedimientos fueron las 12:00 y las 20:00 h para D y N, respectivamente, en línea con los niveles de actividad más bajos y más altos de las ratas de arrastre nocturno35,36. La iluminación del ambiente se fijó de acuerdo con otra parte37, empleando la luz blanca descrita a continuación durante todo el período diurno y una luz roja (15 lux, >600 nm) solo durante los procedimientos en el período nocturno, con el fin de evitar influencias lumínicas en el estado fisiológico. secreción de melatonina38.

Los animales fueron expuestos a dos semanas de ambiente acuático y adaptación a la natación. El procedimiento se realizó en un ergómetro de natación individual (tanque cilíndrico de PVC de 30 cm de diámetro y 100 cm de profundidad, que contenía agua limpia a 31±1 °C). Luego, a los 90 días de edad, todos los animales fueron sometidos a una prueba de ejercicio de natación incremental (IT) para determinar la intensidad correspondiente al umbral anaeróbico (iLAn). La TI consiste en realizar cargas incrementales proporcionales en el tiempo para identificar aumentos desproporcionados en los niveles de lactato en sangre en un momento dado39. Entonces, los animales fueron sometidos a etapas de 5 min con sobrecargas de 3, 3,5, 4, 4,5, 5, 5,5, 6 y 6,5% de la masa corporal (%bm), como se describe en otro lugar40. Después de cada etapa, se recolectaron muestras de sangre de la parte distal de la cola de cada rata para determinar la concentración de lactato. Se representó gráficamente la intensidad del ejercicio en relación con la concentración de lactato en sangre y se identificó una alteración en los aumentos proporcionales de la concentración de lactato en sangre mediante inspección visual, como se describe en otra parte41. Luego, se construyeron dos regresiones lineales siguiendo este punto de quiebre y la intersección de esas regresiones lineales interpoladas al eje x se usó para definir la intensidad correspondiente al umbral anaeróbico39. La interpolación a la línea y correspondió a la concentración de lactato en sangre en iLAn ([lac]iLAn).

Dos días después de la IT, las ratas recibieron una inyección intraperitoneal de melatonina y después de 30 minutos fueron sometidas a un ejercicio de natación en iLAn hasta el agotamiento (tlim). La melatonina (Sigma Aldrich ©, C13H16N2O2, >98%) se disolvió en etanol (< 0,1%) y se diluyó en solución salina (NaCl 0,9%) para administración a 10 mg.Kg−1 42. Los animales control para melatonina recibieron la mismo volumen de vehículo (NaCl 0,9%) y los animales control para el ejercicio permanecieron en reposo. Las ratas de control fueron sacrificadas durante la misma hora del día en relación con los animales experimentales. Se recogieron muestras de sangre antes y después del tlim para determinar la concentración de lactato. El tlim se utilizó como parámetro de rendimiento del ejercicio.

En resumen, los animales se dividieron aleatoriamente en ocho grupos con 15 animales por grupo: El grupo DCt (manejo y evaluaciones diarias, solución de vehículo, no ejercitado); el grupo DEx (solución vehicular, ejercitada); el grupo DM (melatonina, no ejercitada) y el grupo DMEx (melatonina, ejercitada). Los animales evaluados durante el período nocturno siguieron el mismo diseño, utilizando N en lugar de D para las siglas iniciales (NCt, NEx, NM y NMEx). El diseño experimental se ilustra en la Fig. 5.

Resumen esquemático del diseño del estudio.

A los 45 días de edad (45d) los animales se dividieron al azar para evaluaciones diurnas o nocturnas. A los 76 días de edad (76d) comenzaron las adaptaciones al medio ambiente acuático y al ejercicio de natación. La prueba incremental se realizó durante el período diurno o nocturno según los grupos a los 90 días de edad (90d). A los 92 días de edad (92d) i) los animales fueron expuestos a la administración de un vehículo (Pl) o melatonina (M) y ii) fueron sometidos al ejercicio aeróbico exhaustivo (Ejercitados) o permanecieron en reposo (Control). DCt: manejo y evaluación diarios, solución vehicular, no ejercida; DEx: solución vehicular, ejercida; DM: melatonina, no ejercitada; y DMEx: melatonina, ejercitada. Los animales evaluados durante el período nocturno siguieron el mismo diseño, utilizando N en lugar de D para las siglas iniciales: NCt, NEx, NM y NMEx.

Respetando una hora después del tlim, los animales fueron expuestos a CO2 antes de ser sacrificados por toracotomía e inmediatamente se realizó la extracción de sangre por punción cardíaca. Las muestras de sangre se dividieron en dos alícuotas: i) se transfirieron inmediatamente a tubos de polietileno que contenían k3EDTA (FL Medical, Torreglia, PD, Italia) y ii) se transfirieron a tubos de vidrio vacíos, se dejaron reposar durante 15 minutos y luego se centrifugaron 20 minutos a 3000 rpm para retirar el suero, que se almacenó a -80 °C para su posterior análisis. Las muestras de k3EDTA se mezclaron suavemente por inversión para evitar la hemólisis y la coagulación. El sóleo del músculo esquelético oxidativo se extrajo e inmediatamente se transfirió a nitrógeno líquido para el posterior análisis de Western Blot. La extracción y almacenamiento de todo el material biológico se realizó en menos de 10 minutos para cada animal.

Los parámetros hematológicos se analizaron mediante pruebas hemocromocitométricas realizadas en el sistema XS-1000 para recuento de glóbulos blancos (leucocitos; WBC), linfocitos (Lymp) y neutrófilos (Neutr).

Para determinar la concentración de lactato en sangre durante el IT, antes y después del tlim, se recogieron muestras de sangre (25 μL) de la cola distal de cada rata utilizando capilares de vidrio microheparinizados. La sangre se transfirió inmediatamente a tubos de plástico de 1,5 mL que contenían 400 μL de ácido tricloroacético [4%]. Las muestras de plasma procesadas se analizaron mediante un método enzimático y se leyeron espectrofotométricamente a 340 nm. La concentración de lactato en sangre se determinó analizando las muestras frente a una curva de calibración que se construyó utilizando cinco concentraciones de lactato conocidas, de 1 a 15 mM.

Los sueros se almacenaron en varias alícuotas para evitar descongelaciones no deseadas y se utilizaron para determinar catalasa (CAT), superóxido dismutasa (SOD) y glutatión total (GSH) mediante ensayos de Cayman Chemical Company-USA. El ácido úrico (UA), la glucosa (GLUC), la proteína total (TP), la globulina (GLOB), el colesterol total (CHOL), la urea, la creatinina (CREAT), la albúmina (ALB) y la lactato deshidrogenasa (LDH) se evaluaron mediante InVitro Diagnóstica Ensayos Ltda-Brasil. La isoforma de la creatina-quinasa del músculo esquelético (CK-MM) se midió utilizando ensayos Larorclin Ltda-Brasil. Todos estos procedimientos se realizaron siguiendo las instrucciones del fabricante.

Las muestras de sóleo se homogeneizaron en tampón RIPA enfriado con hielo (AMRESCO, OH, EE. UU.) con inhibidores de proteínas (100 mmol/L de fluoruro de sodio, 10 mmol/L de vanadato de sodio, 2 mmol/L de fluoruro de fenilmetilsulfonilo y 0,01 mg de aprotinina) empleando un Generador polytron PTA 20S operado a máxima velocidad durante 30 s y clarificado por centrifugación. Las concentraciones de proteína se analizaron utilizando el kit BCA (Thermo, NY, EE. UU.). Se usó una alícuota de 100 μg para realizar el análisis de Western Blot según lo descrito por Pauli, Ropelle43. Los anticuerpos pIKK (Ser176; conejo anti-pIKKβ; 1:1000) e IκBα (C-21; conejo anti-IκBα; 1:1000) se obtuvieron de Santa Cruz Biotechnology (Santa Cruz, CA, EE. UU.) y la α-tubulina ( ratón anti α-tubulina; 1:1000) de Novus Biological (NOVUS, CO, EE. UU.). El análisis cuantitativo de las transferencias se realizó utilizando el software Photoshop (ADOBE, EE. UU.).

Los datos se describen como la media ± error estándar de la media (SEM). Dado que no se realizó ninguna intervención excepto la hora del día hasta la evaluación de iLAn (D vs N), iLAn y [lac]iLAn se analizaron a través de la prueba t para muestras independientes utilizando datos agrupados de todos los animales evaluados durante el día (DCt, DM, DEx y DMEx) versus período nocturno (NCt, NM, NEx y NMEx). Se analizaron otros datos para los efectos de la hora del día [día (D) y noche (N)], ejercicio [ejercicio (Ex) y control (C)] y/o melatonina [melatonina (M) y placebo (Pl)] . En el experimento 1, los datos de los parámetros de transferencia de Western, sangre y suero de los grupos DCt, DM, NCt y NM se procesaron a través de un análisis de varianza bidireccional para probar la melatonina y los efectos de la hora del día. Los grupos DCt, DEx, NCt y NEx se usaron para evaluar los efectos del ejercicio y la hora del día en el experimento 2 a través del análisis de varianza de dos vías, mientras que el experimento 3 usó los grupos DM, DMEx, NM y NMEx para evaluar el ejercicio y la hora del día. en animales bajo el efecto de la melatonina usando también análisis de varianza de dos vías. Los tlim de los experimentos 2 y 3 se compararon mediante la prueba t para muestras independientes (DEx frente a NEx y DMEx frente a NMEx, respectivamente). Se realizaron análisis adicionales para todos los grupos ejercitados (DEx, NEx, DMEx y NMEx) para comparar la concentración de lactato en sangre tlim, en reposo ([lac]rest) e inmediatamente después de tlim a través del análisis de varianza sobre los efectos principales para la melatonina y para el tiempo. de dia. Se utilizó la prueba post-hoc de Newmann-Keuls cuando fue apropiado. El criterio de significación fue del 5%. Todos los procedimientos estadísticos se realizaron utilizando MatLab® 7.0 (MathWorks™).

Cómo citar este artículo: Beck, WR et al. La melatonina tiene un efecto ergogénico pero no previene la inflamación y el daño en el ejercicio exhaustivo. ciencia Rep. 5, 18065; doi: 10.1038/srep18065 (2015).

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Los autores agradecen a la FAPESP (nº 2009/08535-5; nº 2011/13226-1; nº 2012/20501-1) y al CNPq (nº 305650/2009-2) por su apoyo financiero.

Laboratorio de Fisiología Deportiva Aplicada, Facultad de Ciencias Aplicadas, Departamento de Ciencias del Deporte, Universidad de Campinas, Calle Pedro Zaccaria, 1.300, Jardim Santa Luíza, Limeira–São Paulo, Código Postal 13484-350

Wladimir Rafael Beck y Claudio Alexandre Gobatto

Laboratorio de Biología Molecular del Ejercicio, Facultad de Ciencias Aplicadas, Departamento de Ciencias del Deporte, Universidad de Campinas, Calle Pedro Zaccaria, 1.300, Jardim Santa Luíza, Limeira–São Paulo, Código Postal 13484-350

José Diego Botezelli, José Rodrigo Pauli y Edward Rochete Ropelle

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WRB: Concepto/diseño, adquisición de datos, análisis e interpretación de datos y redacción del manuscrito; JDB: análisis e interpretación de datos y redacción del manuscrito; JRP: Revisión crítica y aprobación del artículo; Eduardo Rochete Ropelle: Revisión crítica y aprobación del artículo; CAG: Concepto/diseño, análisis e interpretación de datos, revisión crítica y aprobación del artículo.

Los autores declaran no tener intereses financieros en competencia.

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Beck, W., Botezelli, J., Pauli, J. et al. La melatonina tiene un efecto ergogénico pero no previene la inflamación y el daño en el ejercicio exhaustivo. Informe científico 5, 18065 (2015). https://doi.org/10.1038/srep18065

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Recibido: 30 junio 2015

Aceptado: 04 noviembre 2015

Publicado: 16 diciembre 2015

DOI: https://doi.org/10.1038/srep18065

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