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The Metabolic Response of Skeletal Muscle to Endurance Exercise Is Modified by the ACE-I/D Gene Polymorphism and Training State

Valdivieso, Paola und Vaughan, David und Laczko, Endre und Brogioli, Michael und Waldron, Sarah und Rittweger, Jörn und Flück, Martin (2017) The Metabolic Response of Skeletal Muscle to Endurance Exercise Is Modified by the ACE-I/D Gene Polymorphism and Training State. Frontiers in Physiology, 8, Seite 993. Frontiers Media S.A. doi: 10.3389/fphys.2017.00993. ISSN 1664-042X.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
2MB

Offizielle URL: https://doi.org/10.3389/fphys.2017.00993

Kurzfassung

The insertion/deletion polymorphism in the gene for the regulator of vascular tone, angiotensin-converting enzyme (ACE), is the prototype of a genetic influence on physical fitness and this involves an influence on capillary supply lines and dependent Aerobic metabolism in skeletal muscle. The respective interaction of ACE-I/D genotype and training status on local metabolic and angiogenic reactions in exercised muscle is not known. Toward this end we characterized the metabolomic and angiogenic response in knee extensor muscle, m. vastus lateralis, in 18 untrained and 34 endurance-trained (physically active, ˙VO2max > 50mL min−1 kg−1) white British men to an exhaustive bout of one-legged cycling exercise. We hypothesized that training status and ACE-I/D genotype affect supply-related muscle characteristics of exercise performance in correspondence to ACE expression and angiotensin 2 levels. ACE-I/D genotype and training status developed an interaction effect on the cross-sectional area (CSA) of m. vastus lateralis and mean CSA of slow type fibers, which correlated with Peak power output (r ≥ 0.44). Genotype × training interactions in muscle also resolved for exercise-induced alterations of 22 metabolites, 8 lipids, glycogen concentration (p = 0.016), ACE transcript levels (p = 0.037), and by trend for the pro-angiogenic factor tenascin-C post exercise (p = 0.064). Capillary density (p = 0.001), capillary-to-fiber ratio (p = 0.010), systolic blood pressure (p = 0.014), and exercise-induced alterations in the pro-angiogenic protein VEGF (p = 0.043) depended on the ACE-I/D genotype alone. Our observations indicate that variability in aerobic performance in the studied subjects was in part reflected by an ACE-I/D-genotype-modulated metabolic phenotype of a major locomotor muscle. Repeated endurance exercise appeared to override this genetic influence in skeletal muscle by altering the ACE-related metabolic response and molecular aspects of the angiogenic response to endurance exercise.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/118247/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:The Metabolic Response of Skeletal Muscle to Endurance Exercise Is Modified by the ACE-I/D Gene Polymorphism and Training State
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Valdivieso, PaolaLaboratory for Muscle Plasticity, Department of Orthopedics, Balgrist University Hospital, University of Zurich, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Vaughan, DavidManchester Metropolitan University, United KingdomNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Laczko, EndreFunctional Genomics Center Zurich, ETH, University of Zurich, Zurich, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Brogioli, MichaelInstitute for Biomedical Research into Human Movement and Health, Manchester Metropolitan UniversityNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Waldron, SarahManchester Metropolitan University, United KingdomNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rittweger, JörnJoern.Rittweger (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2223-8963NICHT SPEZIFIZIERT
Flück, MartinBalgrist University Hospital, University of ZurichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:14 Dezember 2017
Erschienen in:Frontiers in Physiology
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:8
DOI:10.3389/fphys.2017.00993
Seitenbereich:Seite 993
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Milet, Gregoire P.University of Lausanne, SwitzerlandNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Frontiers Media S.A
ISSN:1664-042X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:muscle, exercise, endurance performance, muscle fibers, gene polymorphism, metabolism, metabolome analysis
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R FR - Forschung unter Weltraumbedingungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):Vorhaben Knocheneigenschaften (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin > Muskel- und Knochenstoffwechsel
Hinterlegt von: Becker, Christine
Hinterlegt am:18 Jan 2018 08:57
Letzte Änderung:01 Okt 2020 22:37

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