Instituto de Estudios Superiores de Ingeniería Educativa
Doctorado:
Ciencias de la Actividad Física y del Deporte
Asignatura: Genética y Deporte
Catedrático Dr. Javier Eduardo Rojas Figueroa MD.ETFRI. MSc. PhD
Alumno: Mtro. Rodrigo Padilla González Ciudad de México
“El entrenamiento aeróbico afecta la expresión genética en el músculo esquelético humano.”
18 de abril de 2025
INTRODUCCIÓN
El artículo explora cómo el entrenamiento aeróbico afecta la expresión genética en el músculo esquelético humano, específicamente en el vasto lateral. Utilizando datos de microarrays de ADN y herramientas bioinformáticas, los autores analizaron genes relacionados con la función muscular para identificar cambios moleculares inducidos por un programa de entrenamiento aeróbico de 20 semanas. Este estudio se centra en cómo las alteraciones genómicas y epigenéticas influyen en el rendimiento físico y la adaptación muscular.
El consumo máximo de oxígeno (VO2max), una medida clave del rendimiento aeróbico, está regulado por cambios metabólicos y la expresión de isoformas proteicas en las fibras musculares. Estos procesos son modulados por mecanismos genómicos como la regulación homeótica de genes, modificaciones epigenéticas y microARNs que afectan la contracción muscular y la función metabólica (Liu et al., 2010). El objetivo del estudio fue analizar los cambios en la expresión génica asociados con el entrenamiento aeróbico progresivo.
Metodología
El estudio utilizó datos de microarrays de ADN disponibles públicamente (GSE117070) para analizar 397 genes previamente reportados como asociados con la función muscular. Las muestras se obtuvieron del músculo vasto lateral de 82 individuos (90 caucásicos y 40 afroamericanos) con edades entre 17 y 65 años. Los participantes no habían realizado actividad física durante los tres meses previos ni padecían enfermedades crónicas.
Programa de entrenamiento
El programa de entrenamiento consistió en sesiones progresivas realizadas en un cicloergómetro, aumentando gradualmente la intensidad desde el 55% hasta el 75% del VO2 max durante 20 semanas. Las biopsias musculares se tomaron antes y después del programa para realizar análisis mediante microarraysAffymetrix.
Análisis Bioinformático
Análisis Estadístico
• Expresión Diferencial: Se calculó el Z-score para determinar la expresión diferencial de genes antes y después del entrenamiento. Los genes con valores superiores a 1.96 fueron considerados sobreexpresados.
• Redes de Interacción Proteica: Se construyeron redes utilizando
Cytoscape 3.6 para identificar interacciones entre proteínas codificadas por los genes analizados.
• Análisis Estadístico: Se aplicaron pruebas como Wilcoxon y t-test para comparar diferencias entre las condiciones pre-entrenamiento y postentrenamiento.
Resultados
Genes Sobreexpresados
1. TPM1 (Tropomiosina 1)
2. COL4A1 (Colágeno tipo IV alfa 1)
3. MYF5 (Factor miogénico 5)
4. MSN (Moesina)
5. ARHGEF10
6. TGM2 (Transglutaminasa 2)
7. YTHDC1
Interpretación Gráfica
Las gráficas muestran que TPM1 tiene el mayor número de interacciones proteicas (150 nodos), destacando su papel central en procesos biológicos como la polimerización de filamentos de actina y la síntesis de ATP mediante la cadena transportadora de electrones. Además, los valores Z-ratio indican un aumento significativo en la expresión génica post-entrenamiento, reflejando adaptaciones moleculares específicas.
Discusión
Los resultados confirman que el entrenamiento aeróbico induce cambios significativos en la expresión genética del músculo esquelético, reflejando adaptaciones específicas que mejoran su función. La sobreexpresión de TPM1, COL4A1 y MYF5 sugiere una mayor capacidad contráctil y estructural del músculo tras el ejercicio prolongado.
Las redes moleculares complejas identificadas destacan cómo interactúan múltiples procesos biológicos para facilitar adaptaciones musculares al ejercicio aeróbico. Por ejemplo, los procesos relacionados con contracción muscular eficiente, reparación tisular y metabolismo energético están directamente vinculados a los genes sobreexpresados.
Discusión
Las redes moleculares complejas identificadas destacan cómo interactúan múltiples procesos biológicos para facilitar adaptaciones musculares al ejercicio aeróbico. Por ejemplo, los procesos relacionados con contracción muscular eficiente, reparación tisular y metabolismo energético están directamente vinculados a los genes sobreexpresados.
Conclusiones
Este estudio proporciona evidencia sólida sobre cómo el entrenamiento aeróbico modifica la expresión genética en el músculo esquelético humano, destacando genes clave como
TPM1, COL4A1 y MYF5 implicados en funciones críticas para el rendimiento físico.
Estos hallazgos tienen implicaciones prácticas para optimizar programas de entrenamiento basados en adaptaciones moleculares específicas.
Además, este enfoque podría ser útil para personalizar intervenciones deportivas o terapéuticas mediante biomarcadores genéticos asociados con adaptaciones musculares al ejercicio aeróbico. Se requiere más investigación para validar estos resultados en diferentes contextos poblacionales y explorar cómo estos cambios genómicos afectan directamente el rendimiento físico.
YECID MINA-PAZ1,2 , DIANA CAROLINA ZAMBRANO1,2 , ANDRÉS JENUER MATTA1,2 , ALEJANDRA RODRÍGUEZ1 , FELIPE GARCIA-VALLEJO1 (2002)
1Department of Physiological Sciences, School of Basic Sciences, Faculty of Health, University of Valle, Cali, Colombia
2Faculty of Education and Sports Sciences, University Institution National Sports School, Cali, Colombia