DUGi

Physical exercise-induced health benefits: the potential role of exerkine secretion and epigenetic modifications

http://dugi.udg.edu/item/http:@@@@hdl.handle.net@@10256@@27244

ENG- The thesis findings indicate a more favorable cardio-metabolic profile in children who are more physically active, as compared to less physically active ones (Study 1). Interestingly, the current findings suggest that PA may modulate cardio-metabolic health in children in a volume-dependent manner. In this thesis, we also showed for the first time that the recently identified cardiac-enriched FHL2 interacting protein (CEFIP) can be conveniently quantified in saliva of healthy children (Study 2). Moreover, salivary CEFIP was related to more sedentary time, as well as higher diastolic-to-systolic blood pressure ratio in these children. With regard to exerkine secretion, we found a higher increase in salivary high-molecular-weight adiponectin (HMW-adiponectin) and salivary brain derived neurotrophic factor (BDNF) in children who performed a 3-month integrated neuromuscular training (INT), as compared to children that followed the traditional physical education classes (Study 3 and Study 4, respectively). Also, the 3-month INT induced greater improvements in cardiorespiratory fitness, muscle strength and the mastery of fundamental motor skills in these children as compared to the traditional physical education classes. These findings highlight the positive impact of the school-based intervention for pediatric population. Furthermore, different types of training interventions induced differential methylation changes in skeletal muscle, adipose tissue, blood and sperm of healthy adults (Study 5), whereas a 3-month INT induced DNA methylation changes in saliva of healthy children (Study 6). It is worthwhile noting that the training interventions in both, adults and children, induced epigenetic modifications in genes considered to have high relevance and essential importance within the human genome, i.e., the so called core genes. More precisely, 19 core genes were differentially methylated in skeletal muscle of adults following an aerobic training intervention, whereas 17 core genes were differentially methylated in saliva of children following a 3-month INT. Finally, taken together, the present thesis provides novel insights into the potential role of exerkine secretion and exercise-induced epigenetic modifications as underlying mechanisms that seem to offer plausible explanations for the exercise-induced health benefits

CAT- Els resultats de la tesi indiquen un perfil cardiometabòlic més favorable en infants físicament més actius en comparació amb aquells menys actius (Estudi 1). Aquests resultats també suggereixen que l’AF pot modular la salut cardiometabòlica dels infants de manera dependent al volum de l’exercici físic. En aquesta tesi també es mostra, per primera vegada, que la proteïna recentment identificada i coneguda com proteïna cardíaca interactora de FHL2 (CEFIP) pot ser quantificada en saliva d’infants sans (Estudi 2). A més, s’ha trobat que la CEFIP salivar es relaciona amb el sedentarisme i amb una major relació entre la pressió arterial diastòlica i sistòlica (ràtio D/S) en aquests infants. Pel que fa a la secreció d’exerquines, s’ha observat un augment més pronunciat d’adiponectina d’alt pes molecular (HMW-adiponectina) i del factor neurotròfic derivat del cervell (BDNF) en saliva d’infants que van realitzar un entrenament neuromuscular integrat (ENI) de 3 mesos, en comparació amb aquells que van seguir les classes tradicionals d’educació física (Estudis 3 i 4, respectivament). A més, l’ENI de 3 mesos va induir millores superiors en la capacitat cardiorespiratòria, la força muscular i el domini de les habilitats motrius bàsiques en aquests infants, en comparació amb les classes tradicionals d’educació física. Aquests resultats posen de manifest l’impacte positiu d’aquesta intervenció escolar en la població pediàtrica. A més, diferents tipus d’intervencions d’entrenament van induir canvis en la metilació de l’ADN en múscul esquelètic, teixit adipós, sang i esperma d’adults sans (Estudi 5), mentre que un ENI de 3 mesos va produir canvis en la metilació de l’ADN en saliva d’infants sans (Estudi 6). Cal destacar que les intervencions d’exercici físic tant en adults com en infants van induir modificacions epigenètiques en gens considerats de gran rellevància i importància en el genoma humà, és a dir, els anomenats “core genes”. Més concretament, 19 “core genes” van mostrar metilació diferencial en múscul esquelètic d’adults després d’un entrenament aeròbic, mentre que 17 “core genes” van ser diferencialment metilats en saliva d’infants després d’un ENI de 3 mesos. En conclusió, aquesta tesi aporta noves evidències sobre el possible paper de la secreció d’exerquines i les modificacions epigenètiques induïdes per l’exercici físic com a possibles mecanismes subjacents que poden explicar els beneficis per a la salut associats a la pràctica d’AF

Programa de Doctorat en Biologia Molecular, Biomedicina i Salut

Universitat de Girona