Attenuated PGC-1 alpha Isoforms following Endurance Exercise with Blood Flow Restriction

Introduction: Exercise performed with blood flow restriction simultaneously enhances the acute responses to both myogenic and mitochondrial pathways with roles in training adaptation. We investigated isoform-specific gene expression of the peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARG) coactivator 1 and selected target genes and proteins regulating skeletal muscle training adaptation. Methods: 9 healthy, untrained males participated in a randomized, counter-balanced, cross-over design in which each subject completed a bout of low-intensity endurance exercise performed with blood flow restriction (15 min cycling at 40% of VO2peak, BFR-EE), endurance exercise (30 min cycling at 70% of VO2peak, EE) or resistance exercise (4 x 10 repetitions of leg press at 70% of 1-repetition maximum, RE) separated by at least one week recovery. A single resting muscle biopsy (vastus lateralis) was obtained two weeks before the first exercise trial (rest) and 3 h after each boat. Results: Total PGC-1α mRNA abundance, along with all four isoforms, increased above rest with EE only (P<0.05) being higher than BFR-EE (P<0.05). PGC-1α1, 2 and 4 were higher after EE compared to RE (P<0.05). EE also increased VEGF, Hif-1α and MuRF-1 mRNA abundance above rest (P<0.05) while COXIV mRNA expression increased with EE compared to BFR-EE (P<0.05). Conclusion: The attenuated expression of all four PGC- 1α isoforms when endurance exercise is performed with blood flow restriction suggests this type of exercise provides an insufficient stimulus to activate the signaling pathways governing mitochondrial and angiogenesis responses observed with moderate- to high intensity endurance exercise

Adaptações morfofuncionais após 12 semanas de treinamento concorrente em homens de meia idade

O objetivo do estudo foi analisar as adaptações morfofuncionais decorrentes de 12 semanas de treinamento concorrente (TC). Quinze homens saudáveis, sedentários, de meia-idade (48,8 ± 5,0 anos) participaram deste estudo. Foram separados em: grupo treinamento concorrente (TC, n=8), que realizaram exercícios com pesos seguidos de exercícios de caminhada e corrida; e grupo controle (GC, n=7), o qual não realizou exercícios físicos durante o período experimental. Foram realizadas avaliações antropométricas, hemodinâmicas, composição corporal, e força máxima estática e dinâmica. Para a análise dos dados, utilizou-se ANOVA para medidas repetidas (grupo x tempo). Quando verificada diferença no momento inicial entre os grupos, a análise de covariância (ANCOVA) foi aplicada, utilizando como co-variável a linha de base. O post hoc de Scheffé foi aplicado para localizar as diferenças significantes. Os resultados mostraram que houve redução significante na somatória das nove dobras (-14,80%), massa gorda (-15,33%), no percentual de gordura (-13,58%), aumento significante na força muscular (supino reto +14,48%; leg press +13,21%) e pico de velocidade no teste de esteira (+14,17%) após o treinamento. Tais resultados sugerem que o TC é eficaz para a melhora da composição corporal, força muscular, e aptidão aeróbia de homens de meia-idade saudáveis e sedentários

Treinamento com pesos e indicadores de agilidade de mulheres idosas

O presente estudo teve como objetivo analisar os efeitos de diferentes tipos de treinamentos sobre o nível de agilidade de mulheres idosas. Foram selecionadas 42 mulheres idosas saudáveis e ativas fisicamente, divididas em três grupos: grupo treinamento com pesos (GTP, n=14), grupo resistência muscular localizada (GRML, n=14), e grupo controle (GC, n=14). Os programas tiveram duração de 12 semanas, com freqüência de três sessões em dias alternados. O indicador de agilidade foi avaliado por meio de um teste de agilidade adaptado da AAHPERD. Os resultados mostram diferença estatisticamente significante no indicador de agilidade somente para o GTP, o GRML melhorou o tempo obtido no teste, embora de maneira não significativa. Podemos concluir que o treinamento com pesos parece ter influenciado preterivelmente a agilidade de mulheres idosas, podendo contribuir para a manutenção da autonomia e da agilidade desta população

Effects of low load resistance training with partial blood flow restriction in the strength and hypertrophy gains as well as in the muscle satellite cells content in elderly

O treinamento de força de baixa intensidade com restrição parcial do fluxo sanguíneo (TFR) emergiu como uma alternativa ao treinamento de força tradicional, com intensidades variando entre moderada a alta, principalmente para idosos que possam apresentar alguma limitação ou dificuldade na realização do treinamento mais intenso. Assim, o presente estudo objetivou analisar a efetividade do TFR na modulação dos níveis de força, área de secção transversa muscular (ASTM) e dos diferentes tipos de fibra (ASTF) bem como da quantidade de células satélites (CS) e mionúcleos (MIO) presentes nas células musculares de indivíduos idosos e comparar os ganhos proporcionados por esse treinamento com os ganhos do treinamento de força tradicional. Trinta sujeitos foram alocados de maneira aleatória e balanceada, pela área de secção transversa muscular do quadríceps, nos seguintes grupos: grupo controle (GC), treinamento de força de baixa intensidade com restrição parcial do fluxo sanguíneo (TFR) e treinamento de força de alta intensidade (TFAI). Após 12 semanas de treinamento, realizados duas vezes na semana, com o exercício Leg Press ambos os grupos, TFR e TFAI apresentaram aumentos nos níveis de força muscular (17% P = 0,067 e 54% P < 0,001 respectivamente) e na ASTM do quadríceps (P < 0,001; 6,6% e 7,9% respectivamente). O grupo controle não apresentou nenhuma alteração significativa dessas variáveis. Após o período de intervenção, a ASTF bem como a quantidade de CS e MIO presentes nas fibras musculares não apresentaram alterações estatisticamente significantes para nenhum dos grupos. Entretanto, no grupo controle foi observada uma queda na ASTF (tipo I = -10%; tipo II = -1%) e também na quantidade de CS e MIO presentes nas fibras (CS = -29,2%; MIO = -9,7%). Para o grupo TFR foi observado um aumento na ASTF tipo II de 13%, contudo um decréscimo de 6% na ASTF do tipo I. Na quantidade de CS o grupo TFR apresentou uma queda de 5% enquanto que para quantidade de MIO foi apresentado um acréscimo de 14,6%. Já o grupo TFAI apresentou uma elevação de 15% na ASTF para ambos os tipos de fibra, I e II. A quantidade de CS aumentou em 32,6% enquanto que a quantidade de MIO presente nas fibras musculares aumentou 3,6%. Os achados do presente estudo mostram adaptações similares nos ganhos de força e hipertrofia muscular entre o TFR e o TFAI, sendo ambos efetivos em reverter os efeitos deletérios do envelhecimento nessas variáveis, consolidando assim o TFR como uma possível alternativa ao TFAI. Quanto à modulação da ASTF bem como da quantidade de CS e MIO por fibra muscular, se comparado ao controle, que apresentou queda nos níveis dessas variáveis, ambos os treinos TFR e TFAI foram capazes de retardar o efeito do envelhecimento sobre essas variáveis, sendo o TFAI mais efetivo em modular a ASTF do tipo I e a quantidade de CS por fibra em dozes semanas de treinamento, realizados duas vezes na semana. Já para modulação da quantidade de MIO por fibra, o TFR apresentou uma ligeira vantagem frente ao TFAI. Dessa forma, em nível celular, no que diz respeito à ASTF, CS e MIO ambos os treinos, após 12 semanas com uma frequência de treinamento baixa, parecem capazes de preservar os níveis dessas variáveis frente ao processo de envelhecimentoThe low load resistance training with blood flow restriction (BFR) emerged as an alternative training mode to traditional resistance training (RT), with moderate to high intensities, mainly to elderly, with some limitations or losses, unable to exercise the traditional RT. Thus, the aim of the present study was comparing the effectiveness of BFR to promote strength gains, increases in the muscle and fibers cross sectional area (CSAm and CSAf in that order) as well as an augment in the muscle satellite cells (SC) and myonucleous (MYO) contents in elderly with RT results in these variables. Thirty elderly individuals were ranked in quartiles according to their initial quadriceps CSA and then randomly allocated into one of the following groups: control (CG), low-intensity resistance training with blood flow restriction group (BFR) and high-intensity resistance training (HRT). After 12 weeks of training, twice a week, using the Leg Press exercise, both groups, BFR and HRT presented increases to muscle strength (17% P = 0,067 e 54% P < 0,001 respectively) and CSAm (P < 0,001; 6,6% e 7,9% respectively). The CG did not present any significantly alteration in these variables. After the intervention, the CSAf as well as the SC and MYO contents did not show any significantly alteration for the three groups. However in the CG was observed a CSAf decreases (type I = -16%; type II = -12%) even as in the SC and MYO (CS= -29,2; MYO = -9,7%). To the BFR group was observed an increase of 13% in the type II CSAf while type I presented a decrease of 6%. The CS content decreases 5% whereas MYO content show a increase of 14,6%. To the HRT, both fibers type, I and II, presented an increase in the CSAf (type I = 1%; type II = 12%). To CS and MYO contents HRT showed an augment of 32,6% and 3,6 % respectively. These finds indicate similar strength and hypertrophy gains between BFR and HRT, being both training capable to offset age-related loss in muscle strength and mass, placing the BFR as a surrogate approach to HRT. Comparing the CSAf as well as SC and MYO modulation after intervention in both groups with the control group, BFR and HRT seems capable to break the aging impact on these variables, being the HRT slightly more effective to increase the type I CSA and CS contents while BFR seems slight more effective to increase MYO contents after 12 weeks of training twice a week. On this way both training, BFR and HRT, showed able to preserve CSAf levels even as CS and MYO content during agin

Effects of RE-induced acute systemic hormonal concentration changes on local hormonal concentration and satellite cell content in trained individuals

Hormônios como a testosterona, a desidroepiandrosterona (DHEA), o cortisol e o hormônio do crescimento (GH) e fatores de crescimento, como o fator de crescimento semelhante à insulina (IGF-1), são agudamente liberados no sangue logo após sessões de exercício de força (EF). Esses hormônios e fatores de crescimento estão relacionados com a modulação de processos fisiológicos na célula muscular esquelética. Mais recentemente, pesquisadores evidenciaram a presença de enzimas esteroidogênicas, responsáveis por metabolizar o colesterol em diferentes hormônios esteroides, no interior da célula muscular. Isso possibilitaria às células musculares regularem a concentração hormonal intramuscular. Essa modulação intramuscular pode ser capaz de afetar diferentes processos fisiológicos nessas células, como a atividade das células satélites (CS). Contudo, o papel da modulação da concentração hormonal sérica induzida pelo EF em regular as concentrações intracelular de hormônios nas células musculares, regulando a atividade das CS ainda não é bem conhecido em humanos. Para investigar esse fenômeno, indivíduos treinados em força foram submetidos a duas diferentes sessões de EF com o objetivo de modular diferentemente as respostas hormonais séricas entre elas. Uma sessão (HH) que elevaria expressivamente as concentrações agudas séricas da testosterona total e livre, do DHEA, do cortisol, do GH, e do IGF-1, enquanto outra sessão não induziria elevações expressivas desses hormônios (LH). Indivíduos treinados foram escolhidos por apresentarem menor impacto de sessões de exercício de força na modulação de processos fisiológicos nas células musculares por serem mais acostumados às mesmas. Isso favorece relacionar os processos da modulação hormonal sistêmica e local com a possível regulação da atividade das CSs. As sessões de EF foram efetivas em modular agudamente as concentrações séricas da testosterona total, DHEA, GH e cortisol. Contudo, apenas o Cortisol foi elevado mais para sessão HH comparado com a sessão LH. Consequentemente, apenas o cortisol teve sua concentração diferentemente alterada nas células musculares, estando mais aumentado também após a sessão HH. A ausência de elevação na célula muscular de hormônios androgênicos foi suportada pela ausência de mudança na expressão gênica das enzimas esteroidogênicas como a 5&#945; redutase e a 17&#946; Hidroxiesteróide Desidrogenase. Interessantemente, a expressão gênica da miostatina e da miogenina aumentaram aproximadamente nove e quatro vezes, respectivamente, 72 horas após as sessões de EF. Por fim, possivelmente afetados pelos níveis de cortisol elevado na célula muscular, que pode ter favorecido um expressivo aumento de expressão gênica da miostatina, a quantidade de CS e consequentemente de mionúcleos não sofreram nenhum efeito das sessões de EF. Essa ausência de modulação da quantidade de CS ocorreu mesmo com o aumento da expressão da miogenina que poderia ter favorecido um processo de diferenciação das CS. Assim, é possível sugerir que quando o hormônio é elevado agudamente no sangue de forma expressiva como o cortisol, o mesmo afetará sua concentração na célula muscular. Esse aumento da concentração hormonal no músculo pode regular a atividade das CS, já que não foi observada a esperada mudança na quantidade de CS nas células musculares após as sessões de EFHormones such as testosterone, dehydroepiandrosterone (DHEA), cortisol and growth hormone (GH), as well as growth factors such as insulin-like growth factor (IGF-1) are acutely released into the blood after resistance exercise (RE). These hormones are related to the regulation of physiological processes in skeletal muscle cells. Recently, researchers have shown the presence of steroidogenic enzymes, responsible for metabolizing cholesterol in different steroid hormones, inside the muscle cell. This metabolization would enable muscle cells to regulate intramuscular hormone concentration. This intramuscular modulation may affect different physiological processes in these cells, such as satellite cell activity (SC). However, the role of acute RT-induced changes in serum hormone concentrations in regulating intracellular hormonal concentrations in muscle cells and, consequently, activity of SC is yet unknown in humans. To investigate this phenomenon, resistance-trained individuals underwent two different RE sessions to differently modulate serum hormonal responses. One session (HH) should significantly elevate serum concentrations of total and free testosterone, DHEA, cortisol, GH, and IGF-1, while the other session should not induce expressive elevations in these hormones (LH). Trained individuals were chosen because muscle cells are less impacted by RE as these individuals are more accustomed to RE. This design allows relating systemic and local hormonal modulation with possible modulations on SC activity. RE sessions were effective in acutely modulating the serum concentration of total testosterone, DHEA, GH, and cortisol. However, only cortisol was significantly raised for HH compared to LH. Consequently, only cortisol had its concentration differently modulated in muscle cells, being higher also after the HH session. The lack of elevations in muscle cell androgenic hormones was supported by the absence of changes in the steroidogenic enzymes gene expression such as 5&#945; reductase and 17&#946; Hydroxysteroid Dehydrogenase. Interestingly, myostatin and myogenin gene expression increased approximately nine and four times, respectively, 72 hours after the RE sessions. Finally, high cortisol levels in the muscle cell may have favored an expressive increase in myostatin gene expression, did not induce the expected changes in SC activity. This lack of modulation in the amount of SC and myionuclear content occurred regardless of the increase in myogenin expression, which could have favored the SC differentiation. Therefore, it is possible to suggest that when systemic hormones are expressively elevated like cortisol, there is a parallel increase in hormonal concentration in the muscle cell. The increase in muscle cell hormone concentration may have regulated the SC activity based as we did not observe the expected changes in the SC content after the RE session

Energy efficiency and system control of street lighting using wireless sensors network and actuators

This paper presents the development and implementation of a wireless system for street lighting control and monitoring, focusing on its energy efficiency and reliability. Each node of the network consists of a lamp connected to an electronic dimmable ballast through a control unit and a radio module. The network is designed using the 802.15.4 IEEE protocol and it is implemented using a mesh topology at 2.45 GHz. It is possible to adjust the power consumption and luminosity of each lamp at a particular point (or street) relative to traffic intensity or safety considerations, saving a considerable amount of energy. It is also possible to adjust the luminosity of the lamp according to the environment light by using a radiant sensor present in the control unit and check the lamp status (on or off). The entire network is monitored by self-proprietary software, and also includes the ability to make decisions depending on local sensors. Each node can also be used as a router to transmit the information from one node to another in order to extend the distance range the network can achieve. The main advantages of this system are the reduction of costs related to energy consumption and the ability to detect in a short time a lamp failure. Results show that it is possible to reduce the power consumption of a single lamp by 69%. The network range was adequate and each node itself could transmit and receive commands 130 m apart60526727

Energy Efficiency and System Control of Street Lighting Using Wireless Sensors Network and Actuators

This paper presents the development and implementation of a wireless system for street lighting control and monitoring, focusing on its energy efficiency and reliability. Each node of the network consists of a lamp connected to an electronic dimmable ballast through a control unit and a radio module. The network is designed using the 802.15.4 IEEE protocol and it is implemented using a mesh topology at 2.45 GHz. It is possible to adjust the power consumption and luminosity of each lamp at a particular point (or street) relative to traffic intensity or safety considerations, saving a considerable amount of energy. It is also possible to adjust the luminosity of the lamp according to the environment light by using a radiant sensor present in the control unit and check the lamp status (on or off). The entire network is monitored by self-proprietary software, and also includes the ability to make decisions depending on local sensors. Each node can also be used as a router to transmit the information from one node to another in order to extend the distance range the network can achieve. The main advantages of this system are the reduction of costs related to energy consumption and the ability to detect in a short time a lamp failure. Results show that it is possible to reduce the power consumption of a single lamp by 69%. The network range was adequate and each node itself could transmit and receive commands 130 m apart.</jats:p