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ANÁLISIS EXPLORATORIO DE LA RELACIÓN ENTRE EL POLIMORFISMO

ACTN3 R577X Y EL RENDIMIENTO DEPORTIVO EN LEVANTADORES DE

PESAS COLOMBIANOS

Lucas Benjamín Stucky Byler

Universidad de Ciencias Aplicadas y Ambientales Facultad de Ciencias de la Salud Programa de Ciencias del Deporte Bogotá, Colombia, marzo de 2018

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ANÁLISIS EXPLORATORIO DE LA RELACIÓN ENTRE EL POLIMORFISMO

ACTN3 R577X Y EL RENDIMIENTO DEPORTIVO EN LEVANTADORES DE

PESAS COLOMBIANOS

Lucas Benjamín Stucky Byler

Trabajo de investigación presentado como requisito parcial para optar al título de: Profesional en Ciencias del Deporte

Asesor:

Alonso Rodríguez Buitrago

Universidad de Ciencias Aplicadas y Ambientales Facultad de Ciencias de la Salud Programa de Ciencias del Deporte Bogotá, Colombia, marzo de 2018

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DEDICATORIA

Este trabajo de investigación se lo dedico a mis padres Pablo y Carola cuyo apoyo incondicional me ha permitido llegar a ser lo que soy ahora. Que este trabajo sea una representación de mi agradecimiento y amor hacia ellos.

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AGRADECIMIENTOS

Quisiera agradecer en primer lugar a Dios y a mis padres por su apoyo incondicional. También agradecer en sobremanera a los atletas que aceptaron participar de la investigación y a todos los docentes del programa de Ciencias del Deporte que me guiaron y apoyaron en el proceso de esta investigación. Así mismo, Al personal del Comité Olímpico Colombiano y del Centro de Ciencias del Deporte de Coldeportes que respaldaron el proceso y sin cuyo apoyo la investigación no hubiera sido posible.

Me gustaría realizar una mención especial al Dr. Néstor Ordoñez por su respaldo a la investigación, al Profesor Alonso Rodríguez por su tutoría y apoyo durante el proceso, al Doctor Jaime Albarracín del CCD por su enorme apoyo en la ejecución de la investigación, a la Profesora Sandra Moreno por su ayuda en la recolección de algunas de las muestras y a la Dra. Yubisay Mejias por su respaldo hacia mi interés en el tema de investigación y su apoyo al inicio del proceso.

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RESUMEN

Introducción: El gen ACTN3 codifica la expresión de la proteína alfa actinina 3 en la línea Z en el sarcómero muscular de las fibras de contracción rápida. Una mutación en el gen produce un alelo X con deficiencia total de la proteína en el musculo resultando en 3 genotipos posibles que son el RR, RX y XX. Estas versiones alternativas del gen se conocen como el polimorfismo ACTN3 R577X. Las implicaciones del polimorfismo ya han sido estudiadas en varios deportes en donde se ha encontrado una relación entre la presencia de alfa actinina 3 y el rendimiento deportivo en potencia y velocidad, sin embargo no se encontraron investigaciones realizadas en población Colombiana. Materiales y Métodos: Se evaluaron 26 muestras de sangre de levantadores de pesas colombianos de alto rendimiento para determinar la presencia del polimorfismo ACTN3 R577X. Resultados: Se encontró una frecuencia del genotipo en la población atleta de 50% de genotipo RR, 35% de genotipo RX y 15% de genotipo XX. Por otra parte, el análisis del rendimiento deportivo reportó que el 21% de la muestra había ganado una medalla olímpica o mundial y que de ellos el 71% poseían el genotipo RX y el 29% RR. Además, se encontró que los atletas medallistas tenían rendimientos superiores tanto en peso levantado (arranque p= 0,00042, envión p= 0,00017 y total p= 0,00049) como por coeficiente Sinclair (p=0,00059). El análisis de los subgrupos genotípicos encontró un rendimiento superior para el genotipo RX en comparación con XX y RR en especial en las categorías livianas <77Kg tanto en peso levantado (RX vs RR en envión p=0,0310 y total p= 0,0228 y RX vs XX en arranque p=0,0044, envión p=0,0303 y total p=0,0027) como en el coeficiente Sinclair (RX vs XX p=0,0028 en hombres). Conclusión: los resultados sugieren una relación del genotipo RX con el rendimiento de fuerza-potencia especialmente en un deporte donde se compite por categorías de peso. Esto sugiere una ventaja del genotipo RX en el rendimiento deportivo en la halterofilia, en comparación con los genotipos RR y XX.

Palabras Clave: Polimorfismo ACTN3 R577X, rendimiento deportivo, Halterofilia.

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ABSTRACT

Introduction: The ACTN3 gene encodes the expression of the alpha actinin 3 protein in the Z line of the muscle sarcomere in the fast-twitch fibers. A mutation in this gene produces an X allele with total protein deficiency in the muscle, resulting in 3 possible genotypes -- RR, RX and XX, which are known as the ACTN3 R577X polymorphism. The implications of this polymorphism have been studied in several sports, finding a relationship between the presence of alpha actinin 3 and sports performance in speed and power. However, no such studies have been reported on the Colombian population. Method: In this study, 26 high-performance weightlifters who have represented Colombia at an international level were evaluated in relation to the ACTN3 genotype. Results: Genotype frequencies found in the athlete population were RR genotype-50%, RX-35% and XX-15%. Sports performance analysis showed that 21% of the sample had won an Olympic or world medal and that 71% of these had the RX genotype while 29% where RR. In addition, it was found that the medal-winning athletes had higher performances in maximum weight lifted (snatch p = 0.00042, clean and jerk p = 0.00017 and total p = 0.00049) as per Sinclair coefficient (p = 0.00059). The analysis of the genotypic subgroups found a superior performance for the RX genotype compared to XX and RR, especially in the lightweight categories <77Kg in both maximum weight lifted (RX vs. RR in clean and jerk p = 0.0310 and total p = 0, 0228 and RX vs XX in snatch p = 0.0044, clean and jerk p = 0.0303 and total p = 0.0027) and in the Sinclair coefficient (RX vs XX p = 0.0028 in men). Conclusion: Results suggest a relationship between the RX genotype and performance in strength-power, especially in a sport in which athletes compete by body weight categories. Data suggests an advantage for athletes with the RX genotype in sports performance in weightlifting, compared to RR and XX genotypes.

Key Words: Polymorphism ACTN3 R577X, Sport Performance, Weightlifting

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TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCIÓN .......................................................................................................................... 13

OBJETIVOS ........................................................................................................................ 16 2.1.1 GENERAL ...................................................................................................................... 16 2.1.2 ESPECÍFICOS ............................................................................................................... 16

MARCO TEÓRICO ....................................................................................................................... 17 3.1 BASES TEÓRICAS .............................................................................................................. 17 3.1.1 Genética ........................................................................................................................... 17 3.1.2 Componentes hereditarios asociados al deporte .......................................................... 25 3.1.3 Genética y deporte .......................................................................................................... 25 3.1.4 Polimorfismo ACTN3 R577X ........................................................................................ 26 3.1.5 Halterofilia ...................................................................................................................... 34

3.2

ANTECEDENTES .......................................................................................................... 36 3.2.1 ACTN3 y rendimiento deportivo .................................................................................. 36 3.2.2 ACTN3, velocidad y potencia ........................................................................................ 39 3.2.3 ACTN3 y resistencia ....................................................................................................... 41 3.2.4 ACTN3 y otras modalidades deportivas y variables ................................................... 42

METODOLOGÍA ........................................................................................................................... 50

4.2

Diseño ........................................................................................................................... 50

4.3

Participantes ................................................................................................................ 51

4.4

Aspectos Éticos ............................................................................................................ 51

4.5

Muestra sanguínea ...................................................................................................... 52

4.6

Determinación del genotipo ........................................................................................ 52

4.8

Análisis estadístico ....................................................................................................... 54

RESULTADOS ............................................................................................................................... 55 5.1 Frecuencias de genotipos de la población atleta ............................................................. 56

5.2

Análisis mediante los logros deportivos ..................................................................... 58

5.3

Análisis mediante el peso máximo levantado vs Record Mundial .......................... 60 5.4 Análisis mediante Coeficiente Sinclair ............................................................................ 70

DISCUSIÓN .................................................................................................................................... 76

CONCLUSIONES .......................................................................................................................... 84

REFERENCIAS ............................................................................................................................. 86

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10. ANEXOS ............................................................................................................................................ 93

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1 El gen ......................................................................................................................................... 19 Figura 2 Variantes estructurales ............................................................................................................... 21 Figura 3 Herencia de una mutación de una célula germinal (óvulo o espermatozoide) .................. 22 Figura 4 Mutación luego de la fertilización (no heredada). ..................................................................... 23 Figura 5 Mutación en células somáticas .................................................................................................. 24 Figura 6. Localización y estructura de las alfa actininas sarcoméricas. ............................................ 28 Figura 7 implicaciones fisiológicas del polimorfismo ACTN3 R577X en los 3 genotipos. ..................... 33 Figura 8 Fragmentos resultantes de la digestión enzimática con DdeI pasados la electroforesis ............. 56 Figura 9 Frecuencias genotípicas del total de la muestra de levantadores de pesas colombianos ........... 57 Figura 10 Frecuencias genotípicas en las pesistas mujeres ...................................................................... 57 Figura 11 Frecuencias genotípicas en los pesistas hombres ..................................................................... 58 Figura 12 Porcentaje de atletas medallistas en competencias Panamericanas .......................................... 59 Figura 13 Porcentaje de atletas medallistas en Campeonatos Mundiales y/o Juegos Olímpicos .............. 59 Figura 14 Diferencias en peso máximo levantado en relación a los records mundiales.. ......................... 61 Figura 15 Pesistas de genotipo RR. .......................................................................................................... 62 Figura 16 Pesistas de genotipo RX.. ......................................................................................................... 62 Figura 17 Pesistas de genotipo XX.. ......................................................................................................... 63 Figura 18 Diferencias entre el peso máximo levantado por movimiento en relación a los records mundiales del Total de la muestra por genotipos.. .................................................................................... 64 Figura 19 Relación RX + XX vs RR. Diferencias máximo peso levantado en relación a los records mundiales por grupos de alelos.. ............................................................................................................... 65 Figura 20 Relación RR + RX vs XX. Diferencias máximo peso levantado en relación a los records mundiales por grupos de alelos. ................................................................................................................ 66 Figura 21 Grupo masculino. Diferencias máximo peso levantado en relación a los records mundiales por genotipos. .................................................................................................................................................. 67 Figura 22 Grupo femenino. Diferencias máximo peso levantado en relación a los records mundiales por genotipos. .................................................................................................................................................. 68 Figura 23 Grupo pesistas hasta 77Kg. Diferencias máximo peso levantado en relación a los records mundiales por genotipos.. ......................................................................................................................... 69 Figura 24 Grupo pesistas hombres hasta 77Kg. Diferencias máximo peso levantado en relación a los records mundiales por genotipos. ............................................................................................................. 70 Figura 25 Coeficiente Sinclair hombres medallistas vs no medallistas.. ................................................. 71 Figura 26 Coeficiente Sinclair mujeres medallistas vs no medallistas .................................................... 72 Figura 27 Coeficiente Sinclair hombres por grupos genotípicos.. ........................................................... 73 Figura 28 Coeficiente Sinclair mujeres por grupos genotípicos. ............................................................. 74 Figura 29 Coeficiente Sinclair hombres hasta 77Kg por grupos genotípicos.. ........................................ 75

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LISTA DE TABLAS

Tabla 1 Resumen de los estudios e investigaciones antecedentes ........................................................... 45 Tabla 2 Frecuencias genotípicas de la población atleta.. .......................................................................... 48

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LISTA DE SIMBOLOS Y ABREVIATURAS

ACTN3 R577X: Polimorfismo en el gen que codifica la alfa actinina 3 ACTN3: Gen que codifica la Alfa actinina 3 ADN: Ácido desoxirribonucleico ARN: Ácido ribonucleico ARNm: Ácido ribonucleico mensajero ATP: Adenosin trifosfato CMJ: Salto en contra movimiento DJ: Drop jump EDTA: Etilendiaminotetracético EHW: Equilibrio Hardy-Weinberg GWAS: Estudio de asociación de todo el genoma (Genome wide asociation study (siglas en inglés)) Kg: kilogramos Kgm: Kilogramo metro m: metros min: Minutos Mmol: milimoles NHGRI: Instituto nacional de investigación del genoma humano PCR: Reacción en cadena de la polimerasa PNI: Polimorfismo de nucleótido individual PUCM: Potencia en una única contracción muscular Pb: Pares de bases RI: Índice de Roufier RT-PCR: Real time polimerase chain reaction (Reacción en cadena de la polimerasa en tiempo real) s: segundos SJ: Squat jump (salto a partir de sentadilla) VNC: Variación de número de copias VO2max: Consumo máximo de oxígeno VO2pico: valor máximo de consumo de oxigeno

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W: Watts 𝜇m: Picómetro

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LISTA DE ANEXOS

Anexo 1 consentimiento informado .......................................................................................................... 93

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1. INTRODUCCIÓN

El rendimiento deportivo se ve influenciado por múltiples factores como el ambiente socio-económico, estado psicológico, la composición genética del individuo, el entrenamiento, medios, métodos y materiales del entrenamiento, perfil antropométrico y motriz, entre otras. Recientemente, el perfil genético o la influencia de factores y variaciones genéticas han tomado gran importancia debido a que permiten realizar una evaluación objetiva de las características de los individuos. Esto en el sentido de que existen fenotipos específicos asociados al rendimiento deportivo que pueden ser identificados o que se ven expresados debido a un gen específico dentro del ADN del individuo. Es por ello que los estudios genéticos en relación al deporte, permiten la realización de un proceso de caracterización y estipulación de un perfil óptimo para el rendimiento en los diferentes deportes a partir de variables genéticas y con ello, la posibilidad de mejorar los procesos de detección de talentos deportivos para la consecución de altos logros. Los primeros estudios en relación a la genética y el rendimiento deportivo buscaban identificar el porcentaje de heredabilidad1 de algunos fenotipos asociados al deporte (VO2max, Fuerza, porcentaje fibras rápidas, tamaño del corazón, etc.) (Bouchard, Rankinen, & Timmons, 2011). Luego en 1999, a partir de la secuenciación del ADN humano permitió identificar las variaciones en la secuencia y las implicaciones de las mismas. Estas variaciones en la secuencia pueden o no tener implicaciones en el individuo dependiendo los cambios que produzcan en el organismo y su funcionamiento. Y aunque algunas pueden llegar a ser el origen de enfermedades, otras pueden ser beneficiosas ante una situación específica o no tener ninguna influencia en el funcionamiento normal del organismo. La relación entre algunos polimorfismos2 genéticos con el rendimiento deportivo ha sido revisada por varios autores (I. I. Ahmetov & Fedotovskaya, 2015). Entre estos polimorfismos, uno de los más estudiados es el ACTN3 R577X. Esta variación, que presenta tres posibles genotipos (RR, RX y XX), la cual se caracteriza por el déficit (genotipo

1 El concepto de heredabilidad indica el porcentaje de un rasgo de un individuo que se deba la información genética recibida de sus padres.

2 Los polimorfismos son alteraciones genéticas que ocurren en más del 1% de la población.

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XX) o no (genotipo RR y RX) de la proteína alfa-actinina 3. Esta proteína estructural, encontrada en las fibras de contracción rápida tipo 2b, es un componente principal de la línea Z del sarcómero muscular, ya que es una proteína estructural que ayuda a mantener la estructura, siendo el punto de anclaje de los filamentos de actina de sarcomeros adyacentes, además de contribuir a la ejecución de contracciones musculares potentes y a la transmisión de la fuerza producida por dichas contracciones (Mills, 2001; Santiago et al., 2010). Los diversos estudios realizados sobre la relación entre el polimorfismo ACTN3 R577X y el rendimiento deportivo se han enfocado en distintos deportes como el atletismo de campo y pista, halterofilia, natación, gimnasia, ciclismo, hockey, esquí, entre otros. En estos estudios, se encontró una relación positiva entre el alelo3 R y el rendimiento en deportes en los que predomina la velocidad y la potencia, expresada por una mayor frecuencia del alelo en los atletas en relación a una población control, así como se evidencia una mayor frecuencia de este alelo en la medida en que aumenta el nivel de competición (nivel de participación en competencias del atleta desde niveles regionales, nacionales e internacionales) (Druzhevskaya, Ahmetov, Astratenkova, & Rogozkin, 2008b; Kim, Song, & Kim, 2014; Yang et al., 2003a).

La halterofilia es un deporte de fuerza y potencia que ha sido estudiado en relación al ACTN3 R577X, Druzhevskaya et al. (2008) realizó una investigación en atletas rusos de potencia, entre ellos 55 levantadores de peso, en la que encontró que el polimorfismo ACTN3 R577X estaba fuertemente relacionado con el alto rendimiento en los deportes asociados a la potencia. En otra investigación realizada por Cięszczyk et al. (2011) en la que observaron el polimorfismo en 56 levantadores de peso, también encontraron una relación entre el polimorfismo y el rendimiento en potencia, y donde solo el 7,14% de los atletas poseían el genotipo XX. No obstante, el estudio se vio limitado por el nivel de rendimiento de los individuos (regional y nacional). En contraste, Kim et al (2014) también estudio un grupo de levantadores de peso de alto rendimiento en el cual no encontró relación entre el polimorfismo y el rendimiento deportivo en fuerza y potencia.. La halterofilia es un deporte en el cual Colombia en la historia reciente ha obtenido muy buenos resultados a nivel internacional, con varias medallas olímpicas, entre

3 Los alelos son las formas alternativas o versiones de un gen.

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ellas dos (2) de oro. Sin embrago, no se encontraron investigaciones en Colombia en general ni en la población atleta de estudio, por esta razón, la posibilidad de observar la frecuencia genotípica en levantadores de peso colombianos contribuye a ampliar el conocimiento en relación a la influencia del ACTN3 en el rendimiento deportivo en modalidades de fuerza y potencia, específicamente en la halterofilia, así como una primera observación experimental del polimorfismo en Colombia.

Además, la gran mayoría de las investigaciones realizadas en cuanto al polimorfismo ACTN3 R577X se concentran en Europa, Asia y África con muy pocas investigaciones realizadas en América del Sur (Alfred et al., 2011). Esto señala la importancia de observar la relevancia del polimorfismo en la población colombiana y la pertinencia de realizar nuevas investigaciones en otros deportes. Realizar una investigación piloto de este tipo en Colombia permitirá ampliar el espectro de estudio a una población nueva, profundizar en los resultados encontrados en el deporte de la halterofilia y abrir la puerta a nuevas investigaciones relacionadas en Colombia. Estas investigaciones podrían ser de ayuda en la detección, selección y preparación de nuevos talentos deportivos en el país por Coldeportes Nacional, el Comité Olímpico Colombiano, las federaciones deportivas nacionales, y las demás organizaciones que hacen parte del sistema nacional de deporte. Así se contribuirá a mantener y mejorar los grandes logros deportivos conseguidos en los últimos años a nivel internacional.

Para tal fin, este estudio examinará la hipótesis de que el alelo R predomina en los atletas de halterofilia, así como la mayor frecuencia de presentación se relaciona con el aumento del nivel deportivo de los levantadores de peso colombianos (rendimiento y logros deportivos).

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2. OBJETIVOS

2.1.1 GENERAL

Analizar la relación entre el polimorfismo ACTN3 R577X y el rendimiento deportivo en levantadores de pesas Colombianos de alto rendimiento.

2.1.2 ESPECÍFICOS

 Determinar la frecuencia del polimorfismo ACTN3 R577X en levantadores de pesas colombianos.

 Comparar los resultados y rendimiento deportivo de los levantadores de pesas por grupos genotípicos en términos de los logros deportivos (medalleria), peso máximo levantado en relación a los records mundiales y al coeficiente de rendimiento de la

IWF.

 Realizar un planteamiento sobre la relación e influencia del polimorfismo en el rendimiento deportivo en la halterofilia colombiana.

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MARCO TEÓRICO

3.1 BASES TEÓRICAS

Los avances tecnológicos han permitido una mejora en todos los procesos relacionados con el deporte. Desde la indumentaria y los escenarios, hasta la preparación de los deportistas, los medios para su entrenamiento y la evaluación e identificación de los talentos deportivos. En este sentido, con la decodificación del genoma humano que fue completada en el año 2003, se incrementaron las investigaciones que buscaban explicar condiciones humanas a partir de la composición genética. En este campo, un área de investigación es la de la genética y el deporte, en la que se ha venido investigando la relación entre las características genéticas de los individuos y el rendimiento deportivo.

3.1.1 Genética

Ahora bien, para entender esta área del conocimiento, es necesario conocer algunos conceptos específicos. En este sentido, mientras la genómica es la ciencia que estudia el genoma completo de un organismo y sus características, la genética es la ciencia que estudia un gen en específico y la secuencia de ese gen, así como la transmisión de rasgos y fenotipos a través de generaciones (Bouchard et al., 2011). El genoma, según el Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano (NHGRI), está definido como: El conjunto de instrucciones genéticas que se encuentra en una célula. En los seres humanos, el genoma consiste de 23 pares de cromosomas, que se encuentran en el núcleo, así como un pequeño cromosoma que se encuentra en las mitocondrias de la célula. Cada conjunto de 23 cromosomas contiene aproximadamente 3,1 billones de bases de la secuencia de ADN (Ácido Desoxirribonucleico).

Los cromosomas son entonces la estructura que alberga el ADN, que posee secciones que codifican proteínas, llamadas genes, y secciones sin codificación. Los cromosomas están compuestos por aproximadamente 20.000 millones de genes.

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3.1.1.1 ADN

El ADN, de acuerdo con el NHGRI, es la molécula que contiene la información genética de los seres vivos, y consiste en: Dos cadenas que se enrollan entre ellas para formar una estructura de doble hélice. Cada cadena tiene una parte central formada por azúcares (desoxirribosa) y grupos fosfatos. Enganchado a cada azúcar hay una de las siguientes bases: adenina (A), citosina (C), guanina (G) y timina (T). Las dos cadenas se mantienen unidas por enlaces entre las bases; la adenina se enlaza con la timina y la citosina con la guanina. (Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano, s. f.)

El ADN se organiza de forma estructural en cromosomas y a nivel funcional en genes.

3.1.1.2 El gen

El gen entonces, es la unidad física básica de la herencia, y puede ser tan pequeño como unos pocos cientos de pares de bases hasta tan largo como miles de pares de bases. El gen, como se expresó anteriormente, consiste en un segmento de ADN dispuesto de manera lineal a lo largo del cromosoma y codifica una proteína específica, un segmento de proteína o un ARN no codificante (Pagon et al., 2017). Un gen está compuesto típicamente por secuencias codificadas (exons) y secuencias no codificadas (introns) (Bouchard et al.,

2011).

La colección o el conjunto de genes que posee un individuo se denomina genotipo, es decir, la secuencia de ADN que este posee. El término también puede referirse a los alelos heredados, uno proveniente del padre y otro de la madre, y que se expresa cuando la codificación del ADN es utilizada para formar proteínas y moléculas. Esta expresión de los genes, junto con la influencia de factores ambientales, determina los rasgos observables de un individuo y esto es lo que se conoce como fenotipo.

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3.1.1.3 Alelo

Los alelos son las formas alternativas o versiones de un gen. Por ejemplo, el gen que codifica el color de los ojos tiene múltiples alternativas o alelos, uno para cada color: azul, negro, verde, miel, etc. Cuando un individuo recibe de sus padres alelos idénticos, se dice que el individuo es homocigoto, ya sea para el alelo recesivo o dominante. Por el contrario, si los alelos recibidos son diferentes, el individuo resulta ser heterocigoto para ese gen específico. En el caso de que el individuo sea heterocigoto, el fenotipo corresponderá al alelo que se expresa, el cual recibe el nombre de dominante, mientras el otro se denominaría recesivo (Caratachea, 2007).

Figura 1 El gen (tomado y traducido de Pagon et al. (2017)

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Por otra parte, se puede realizar también otra distinción entre los alelos; los alelos normales y los alelos mutantes que han sufrido alguna alteración o variación que hace que su secuencia sea diferente (NHGRI, s.f). Aunque la mayor parte del ADN es idéntico entre los seres humanos, puede haber pequeñas variaciones de un individuo a otro. Por lo general, estas variaciones no tienen implicación en la salud sino en las diferencias fenotípicas (color de los ojos, cabello, etc.) y son denominadas variaciones naturales. Las alteraciones genéticas que ocurren en más del 1% de la población son llamadas polimorfismos y son lo suficiente comunes para ser consideradas variaciones normales del ADN (U.S. National Library of Medicine, 2015).

3.1.1.4 Polimorfismos

De acuerdo con Karp (2011, pág. 431),“los polimorfismos genéticos son sitios en el genoma que varían de un individuo a otro”. Las variaciones genéticas pueden ser de distintos tipos: pueden ser variaciones en la secuencia, en el número de copias o variaciones estructurales. Las variaciones más comunes en seres humanos se presentan en forma de polimorfismos de nucleótidos individuales (PNI4), que expresan una variación de un nucleótido en un sitio del genoma y la mayor parte de PNI se presentan como dos alelos alternos. Las variaciones en el número de copias (VNC5) dependen de la cantidad de copias presentes en un sitio específico del cromosoma. Estas copias extra de uno o más genes podrían representar la sobreproducción de alguna proteína pudiendo alterar el balance bioquímico de la célula. La variación estructural ocurre en el caso de duplicación, deleción (pérdida de un fragmento de ADN de un cromosoma), inversión y/o inserción en algún segmento del genoma (Figura 2).

4 PNI = SNP (single nucleotide polimorfism)

5 VNC = CNP (copy number polymorphism)

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Figura 2 Variantes estructurales (tomado de Karp, 2011, pag. 432)

3.1.1.5 Mutación

Las mutaciones son entonces alteraciones permanentes en la secuencia de ADN que conforma un gen. La mayoría de las veces las mutaciones no tienen implicaciones puesto que como el gen posee dos alelos, con poseer una copia del gen normal o funcional el cuerpo puede codificar la proteína o el mensaje correcto, en este caso se denominaría como mutación recesiva. Sin embargo, en el caso contrario en que se altere el funcionamiento normal del gen se dominaría mutación dominante. Otro tipo de mutaciones son aquellas que vuelven al individuo proclive a desarrollar una condición particular dependiendo de factores externos o ambientales; en este caso se denominaría mutación multifactorial o susceptible (NSW Goverment, 2012) .

Además, las mutaciones pueden ser de diferentes tipos dependiendo de su origen o manera en la que pueden ocurrir en un individuo. Estas pueden ser hereditarias, esporádicas o adquiridas. Las hereditarias, como su nombre lo indica, son heredadas de alguno de los padres; las esporádicas o “de novo” son mutaciones que ocurren por primera vez en un individuo, son espontaneas y ocurren en algún momento del desarrollo del feto,

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aunque no se recibieron de los padres sí pueden ser heredadas. Por último, las adquiridas hacen referencia a cambios en el ADN que ocurren a lo largo de la vida, producidas por ejemplo por exposición a radiación u otros factores ambientales. Aunque el cuerpo humano tiene un sistema eficiente para reparar las variaciones que surgen en el ADN, este sistema puede llegar a fallar, en cuyo caso la mutación que ocurra en esa célula pasará a sus células hijas. Estas mutaciones se denominan mutaciones somáticas y como surgen en un tejido específico no son heredables (NSW Goverment, 2012).

Figura 3 Herencia de una mutación de una célula germinal (óvulo o espermatozoide) (tomado y traducido de NSW Goverment, 2012)

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Figura 4 Mutación luego de la fertilización (no heredada). Las mutaciones pueden ocurrir muy temprano durante la fertilización del óvulo y el espermatozoide. La mutación no se hereda, pero todas las futuras células del embrión tienen la mutación (tomado y traducido de NSW Goverment, 2012)

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Figura 5 Mutación en células somáticas podría afectar solo un área específica (tomado y traducido de NSW Goverment, 2012) Recientemente el Colegio Americano de Genética y Genómica Médica (ACMG) y la Asociación de Patología Molecular (AMP) han dispuesto y publicado unas guías para la interpretación de variantes en la secuencia de ADN. Este nuevo marco de referencia dispuso una nueva forma de clasificar las variantes genéticas en: i) Patogénicas, ii) probablemente patogénicas, iii) de significado incierto, iv) probablemente benignas y v) benignas. Esta nueva clasificación responde a que la utilización de los términos mutación y polimorfismo en muchas ocasiones han generado suposiciones incorrectas acerca del carácter patogénico o benigno de una variante genética. (Ellard et al., 2017; Richards et al., 2015). Por ello, debido al carácter benigno de algunas variantes, en los últimos tiempos ha surgido un enorme interés en el ámbito deportivo en razón a encontrar la relación entre las variantes genéticas y el rendimiento deportivo.

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3.1.2 Componentes hereditarios asociados al deporte

En el deporte, en una primera línea de investigación se buscó mirar el porcentaje de heredabilidad de algunos fenotipos asociados al deporte. En relación con este tema, Bouchard et al. (2011), realizaron una revisión de la literatura en la que encontraron que, por ejemplo, algunas investigaciones reportaban que el rendimiento general en resistencia poseía un 50% de heredabilidad, el Consumo Máximo de Oxígeno (VO2max.) un 51% y la capacidad sub máxima entre el 29% y el 70%. En cuanto a los fenotipos de rendimiento cardíaco, todas las estructuras del corazón, exceptuando el diámetro interno del ventrículo izquierdo, poseen un porcentaje de heredabilidad entre 29% y el 68%. Por su parte, la masa del ventrículo izquierdo, cuando se realiza el ajuste de la relación entre la masa corporal y la masa total del corazón, obtuvo un porcentaje de heredabilidad de 39% para los hombres y 59% para las mujeres. Finalmente, el volumen sistólico y el gasto cardíaco presentaron una heredabilidad máxima de 46%. En cuanto a la fuerza muscular, encontraron estudios que arrojaron valores de 21% para la resistencia muscular y 30% para la fuerza muscular; además, encontraron que la influencia del componente genético en la proporción de fibras musculares de tipo 1 es de 45%, también, encontraron que el componente genético es responsable por el 25% al 50% del total de variación fenotípica en la actividad de las enzimas reguladoras de los sistemas glucolítico y oxidativo en el músculo, por último, encontraron alguna relación entre la heredabilidad y la respuesta al entrenamiento.

3.1.3 Genética y deporte

Una segunda línea de investigación hace referencia a la identificación de genes, variaciones en la secuencia (polimorfismos) y marcadores genéticos en relación a algunos parámetros del rendimiento deportivo. En una revisión realizada por (I. I. Ahmetov & Fedotovskaya, 2015) entre 1977 y 2014 encontraron un total de 120 marcadores genéticos que tenían relación con el rendimiento deportivo (77 asociados a la resistencia y 43 asociados con la fuerza y la potencia muscular). Los deportes de resistencia se caracterizan por un mayor aporte de la vía energética (aeróbica) oxidativa además de ser de carácter más

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extensivo o de larga duración; la musculatura implicada es la de contracción lenta, más resistente a la fatiga. Los deportes de potencia por el contrario, son de duración corta, con movimiento de alta velocidad y con un mayor aporte de las vías energéticas glucolíticas (anaeróbicas) no oxidativas y a nivel muscular, se fundamentan sobre las fibras de contracción rápida.

11 marcadores genéticos han demostrado correlación positiva con el

rendimiento. 4 asociados a la resistencia: ACE I (enzima convertidora de angiotensina), ACTN3 R577X (alfa actinina 3), PPARA rs4253778 (peroxisoma proliferador activado del receptor alfa), GPPARGC1A Gly482 (Coactivador 1-alfa del Receptor gamma Activado por el Proliferador de Peroxisomas) y 7 asociados a la potencia: ACE D, ACTN3 Arg577, AMPD1 Gln12 (Adenosina monofosfato -AMP- desaminasa), HIF1A 582Ser (subunidad alfa del factor 1 inducible por hipoxia), MTHFR rs1801131 C (Metil Tetrahidrofolato Reductasa), NOS3 rs2070744 T (óxido nítrico), PPARG 12Ala (peroxisoma proliferador activado del receptor gamma). Además, de los 120 marcadores genéticos, reportaron que 6 fueron encontrados en atletas afroamericanos, jamaiquinos, japoneses y rusos mediante un estudio de asociación de todo el genoma (GWAS)6, los cuales fueron: CREM rs1531550 A (potencia), DMD rs939787 T (potencia), GALNT13 rs10196189 G (potencia), NFIA-AS1 rs1572312 C (resistencia), RBFOX1 rs7191721 G (resistencia), TSHR rs7144481 C (resistencia).

3.1.4 Polimorfismo ACTN3 R577X

Uno de los marcadores genéticos más estudiados es el polimorfismo ACTN3 R577X. El gen ACTN3 codifica la proteína estructural Alfa Actinina 3, que hace parte de la familia de las α-actininas, que son importantes para la regulación y el mantenimiento de la estructura celular (Ginevičienė, Pranckevičienė, Milašius, & Kučinskas, 2010).

6 Según el NHGRI, “un estudio de asociación en todo el genoma es un enfoque que incluye el escaneo o búsqueda rápida de marcadores en todos los conjuntos completos de ADN, o genomas, de mucha gente para encontrar variaciones genéticas asociadas con una enfermedad específica”.(National Human Genome Research Institute, 2015)

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La familia de las alfa actininas está compuesta por 4 isoformas en los seres humanos. Las alfa actininas1 y 4 se encuentran predominantemente en el músculo liso y en el sistema nervioso central. Las alfa actininas2 y 3 se expresan predominantemente en el músculo cardíaco y esquelético (Murphy & Young, 2015). Sin embargo, la alfa actinina 3 parece ser la isoforma con la función más especializada de todas, puesto que se encuentra casi exclusivamente en las fibras musculares esqueléticas Tipo IIx7 (Rápidas y Glucolíticas), responsables de las contracciones rápidas y potentes (Lucia et al., 2006; Mills, 2001) y con una muy leve expresión en el cerebro (Berman & North, 2010).

En el músculo estriado, la célula muscular está compuesta por filamentos de proteinas de Actina y Miosina, organizados junto con varias proteínas accesorias en secciones altamente ordenadas de filamentos gruesos y finos formando sarcómeros de 2.0–2.5 𝜇m de longitud. Un sarcómero se encuentra limitado por dos líneas Z, que a su vez son el punto de anclaje de los filamentos de actina de sarcómeros adyacentes. Dentro de esta estructura, la contracción muscular ocurre como resultados de interacciones entre los filamentos de actina y miosina impulsadas por la presencia de ATP y calcio, produciendo un incremento en la tensión y en ocasiones, dependiendo del tipo de contracción, un acortamiento del sarcómero muscular (Cooper, 2000; Gautel & Djinovic-Carugo, 2016; Lodish et al., 2000).

7 Las fibras musculares en humanos se clasifican en Tipo I, Tipo IIa y Tipo IIx (Schiaffino & Reggiani,

2011).

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Figura 6. Localización y estructura de las alfa actininas sarcoméricas. Las a-actininas sarcoméricas se encuentran en la línea Z (púrpura), donde anclan los filamentos finos que contienen actina (azul) de sarcómeros adyacentes. Los dímeros antiparalelos de alfa actinina entrelazan los filamentos de actina y los estabilizan contra la fuerza generada por el aparato contráctil (sección superior de la figura,, las flechas discontinuas indican la dirección de la fuerza). La sección inferiror de la figura ilustra la estructura del dominio de las α-actininas y su alineación antiparalela en forma dimérica. El ovalo rojo ABD, es el dominio de unión con la actina; la parte

central R1 a R4, son proteínas repetidas de tipo espectrina; y el cuadro azul EF, representa la mano EF,

encargarda junto con las espectrinas centrales de interacciones con varias proteínas como la titina. (tomado y traducido de MacArthur & North, 2004)

Las α-actininas 2 y 3 son los principales componentes de la línea Z en el sarcómero de la célula muscular. Estas 2 proteínas son 79% idénticas y 91% similares a nivel de aminoácidos. Las alfa actininas están formadas como 2 monomeros ubicados de forma antiparalela permitiéndoles conectar filamentos de actina y titina de sarcomeros adyacentes. Las alfa actininas se conectan con los filamentos de actina mediante su dominio de unión con la actina, entrelazando dichos filamentos manteniendo y dándole estabilidad a la matriz miofibrilar y ayudando a coordinar la estructura contráctil muscular (Berman & North, 2010; Cięszczyk et al., 2011; Druzhevskaya et al., 2008b; Kim et al., 2014; Mills, 2001; Ulucan, Göle, Altindas, & Güney, 2013). A su vez, el dominio de la mano EF en el extremo opuesto al dominio de unión con la actina le permite asociarse con otras proteinas como miotilina, miopaladina, ZASP, filamina, actinina, FATZ y titina (Berman & North, 2010) (figura 6).

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Según Berman & North (2010) “la alineación ordenada de las líneas Z permite las contracciones coordinadas entre miofibrillas y además la transmisión de contracciones a los costámeros en los cuales la línea Z está unida a la membrana celular. Por ello, la presencia de la alfa actinina 3 en las fibras de contracción rápida parece conferir mayor estabilidad estructural y así ayudar en la generación de contracciones potentes repetidas, como también una mejor absorción y transmisión de la fuerza en dichas contracciones (Santiago et al., 2010).

3.1.4.1 Mutación y alelos de ACTN3

En el ADN, el gen ACTN3 se encuentra ubicado en el cromosoma número 11. La mutación en el gen ACTN3 es un polimorfismo de nucleótido individual que se ve expresada por la sustitución de una citosina (C) por una timina (T) en el nucleótido número 1747 de la secuencia de ADN en el exón 16, que reemplaza la síntesis de una arginina por un codón de parada8. El resultado de esta sustitución del aminoácido por el codón de parada ocasiona la producción de una proteína de solo 577 aminoácidos y generando así dos variantes de alelos: un alelo funcional R y un alelo no funcional X (Ginevičienė et al., 2010; Grenda et al., 2014; Mägi et al., 2016b).

En cuanto a los genotipos de ACTN3 que un individuo puede tener, encontramos que en la población existen 3 posibilidades: un genotipo RR con ambos alelos naturales, el cual refleja la presencia de alfa actinina 3; un genotipo RX heterocigoto el cual también expresa alfa actinina pero también posee el alelo recesivo (mutación). Por último, un genotipo XX que expresa la deficiencia de alfa actinina 3, aunque el alelo X no está asociado con ninguna enfermedad (Roth, Walsh, Liu, Metter, Ferrucci, & Slavotinek, 2008). Aproximadamente el 18% de la población, especialmente caucásica, es deficiente de alfa actinina 3(Mills, 2001) Aunque el surgimiento del polimorfismo no ha sido reportado, puede deberse a un inicio esporádico que ha ido manteniéndose en los diferentes grupos poblacionales de forma hereditaria al parecer por una combinación de selección natural y selección positiva a

8 Un codón de parada es una secuencia de trinucleótidos de la molécula de ARN mensajero (ARNm) que señala un alto en la síntesis de proteínas. De las 4 combinaciones posibles de tres bases, 61 especifican un aminoácido, mientras que las otras 3 combinaciones representan codones de parada.(Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano, s. f.)

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diferentes condiciones de acuerdo al tiempo y al espacio. Esto ha generado frecuencias variables del alelo X en diferentes poblaciones desde muy bajas en algunas partes del África (9,3%), frecuencias intermedias (~50% en Europa y Asia) hasta frecuencias de hasta 76,4% en Las Américas (Amorim, Acuña-Alonzo, Salzano, Bortolini, & Hünemeier, 2015). Además, de acuerdo a la nueva clasificación y parámetros del ACMG el polimorfismo ACTN3 R577X sería una variante benigna, clasificación soportada por las investigaciones que no han reportado ningún efecto deletéreo (Richards et al., 2015).

3.1.4.2 implicaciones metabólicas y musculares de los alelos de ACTN3

Berman & North (2010) reportaron la implicación metabólica de la ausencia de alfa actinina 3 en las células musculares así como algunas características de las fibras. Al respecto, observaron cómo la deficiencia de alfa actinina 3 producía un cambio de las vías anaeróbicas hacia la vía metabólica oxidativa debido al incremento en la expresión de enzimas asociadas con la glucolisis (PFK, HK y GAPDH). Además encontraron una reducción de la conversión anaeróbica del piruvato en lactato por medio de la lactato deshidrogenasa (LDH) en comparación a una actividad aumentada de enzimas involucradas en el metabolismo mitocondrial oxidativo (citrato sintasa (CS), succinato deshidrogenasa (SDH), citocromo c oxidasa (CCO)) y a la oxidación de ácidos grasos (3-hidroxiacil-CoA deshidrogenasa (BHAD) y acil-CoA deshidrogenasa de cadena media (MCAD)). Por otra parte, la cantidad de glucógeno esta aumentada ante la deficiencia de alfa actinina 3, mientras la glucógeno fosforilasa se encuentra disminuida. Por último, la actividad de la hexoquinasa también se encuentra aumentada mientras la glucosa 6 fosfato y la fosfofructoquinasa no. Todas estas variaciones según los autores, “podrían explicar la asociación entre la deficiencia de ACTN3 con un menor rendimiento en potencia y velocidad (Berman & North, 2010)”. Además, encontraron que la sección transversal de las fibras rápidas era un 34% menor en aquellos con el genotipo XX que en los que tenían presencia de alfa actinina

3. Por último, en otro estudio, Ahmetov, Donnikov, & Trofimov (2014) encontraron que el

alelo R (presencia de alfa actinina 3) estaba relacionado con niveles superiores de testosterona tanto en hombres como en mujeres.

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Investigaciones más recientes han encontrado que las implicaciones fisiológicas de los diferentes genotipos están interrelacionadas con el alelo R en un tipo de efecto dosificado, en cuanto la ausencia total (homocigoto XX), presencia parcial (heterocigoto RX) y presencia total (homocigoto RR) del alelo R (Hogarth et al., 2016). En este aspecto, la investigación realizada por Hogarth et al. (2016) en ratones en cuanto a las implicaciones fisiológicas y su magnitud en relación a los diferentes genotipos XX, RX y RR encontró lo siguiente:

a. Expresión de alfa actinina 3: En relación a la expresión de alfa actinina 3 en la fibra

muscular, la fibra del genotipo heterocigoto RX presenta una reducción de ~50% en la expresión de alfa actinina 3 en relación al genotipo RR, mientras en el genotipo XX se observa una deficiencia total de alfa actinina 3. No obstante, la cantidad total de alfa actininas (alfa actinina 2 + alfa actinina 33) en el musculo permanece igual sin importar el genotipo, lo que indica que la cantidad total es independiente a la expresión o no de alfa actinina 3 y que ocurre una sobre expresión de alfa actinina 2 en los individuos de genotipo RX y XX para compensar por la deficiencia parcial o total de alfa actinina 3.

b. Composición sarcomérica y metabolismo muscular: Aunque la implicación más

importante se ve reflejada en la sobreexpresión de alfa actinina 22 ante la deficiencia de alfa actinina 33, este aumento de alfa actinina 22 también se ve acompañado de un incremento en la expresión de proteínas miofibrilares como la desmina, miotilina, yfilamina y zasp. Además, el incremento de alfa actinina2 en las fibras XX produce un incremento en la actividad de la calcineurina, causando un cambio hacia la vía metabólica oxidativa en la fibra muscular. Al analizar el genotipo RX, este presenta niveles intermedios en la expresión tanto de alfa actinina 22, como de desmina y zasp, así como niveles intermedios en la actividad de la calcineurina y la expresión de algunas proteínas mitocondriales cuando se compara con los genotipos RR y XX.

c. Masa muscular y tamaño de las fibras 2b: Aunque la presencia o ausencia de alfa

actinina 33 no afecta o cambia las fibras musculares, en relación a la cantidad de masa muscular, el genotipo XX presenta una reducción en comparación al genotipo RR (~30% menos), mientras el genotipo RX presenta valores intermedios entre ambas (~11% menos que RR y ~23% más que XX). Ya específicamente en relación a las

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fibras musculares de contracción rápida 2b, se observa una disminución del tamaño de la fibra del genotipo RX de ~19% en relación a RR y un aumento de ~45% en relación al genotipo XX. Lo que indica que si bien la presencia o ausencia de alfa actinina 33 en la fibra muscular no afecta las características de la misma, si influye en su tamaño.

d. Capacidad de resistencia y fuerza: Las implicaciones más importantes en este aspecto

ante la deficiencia de alfa actinina 33 (genotipo XX) son una disminución en fuerza y un aumento en la capacidad de resistencia. En cuanto a la capacidad de resistencia los genotipos XX presentan niveles superiores a los RR con un rendimiento ~23% superior, mientras los genotipos RX presentan niveles intermedios ~12% menos que XX y ~11% más que RR. En cuanto a la fuerza muscular, los genotipos RR y RX presentan valores similares mientras el genotipo XX si presenta una disminución en rendimiento de ~12%.

e. Producción de potencia absoluta (absolute force output): En cuanto a la producción

de potencia, el genotipo XX presenta valores ~25% inferiores en comparación a los genotipos RR y RX, así como presenta mayores tiempos de relajación de media torsión. Ahora bien, ante una situación de posfatiga y recuperación tras la fatiga, el genotipo RR producen ~10% menos que sus contrapartes RX y XX, mientras que luego de un periodo de recuperación de 10 minutos el genotipo XX tiene un mayor porcentaje de recuperación (~83%) de la producción de potencia inicial en comparación a los genotipos RX y RR, ~75% y ~74% respectivamente. Aunque estas diferencias en fuerza y potencia no son significativas para todos los casos, las dinámicas de cada tipo de genotipo si arrojan conclusiones interesantes en cuanto a los efectos e influencias de los 3 tipos de genotipos sobre el rendimiento.

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Figura 7 implicaciones fisiológicas del polimorfismo ACTN3 R577X en los 3 genotipos. Elaboración propia a partir de Hogarth et al. (2016)

Las implicaciones fisiológicas de los diferentes genotipos han sido estudiadas en ratones y no en humanos. Los ratones, al tener una composición de sus fibras musculares con una alta predominancia de fibras de contracción rápida, evidentemente podrían demostrar efectos más notorios y significativos que en la población humana, ya que la alfa actinina 3, al encontrarse casi exclusivamente en las fibras rápidas, su grado de influencia depende de la cantidad de fibras que se posean. Sin embargo, la forma en la que la fibra muscular reacciona a la presencia o ausencia de alfa actinina 3 sí podría ser aplicable a ambos casos independientemente de la magnitud.

ACTN3

Expresión ACTN3

ACTN2

Expresión ACTN2 Cantidad total ACTNs

MIOTILINA, ZASP

RCAN1, COX IV

Resistencia Producción Fuerza post recuperación Producción Fuerza postfatiga Producción absoluta de fuerza Capacidad de Fuerza Masa Muscular Tamaño de las fibras 2b Implicaciones fisiológicas del Polimorfismo ACTN3 R577X RR RX XX

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3.1.5 Halterofilia

La halterofilia es un deporte de fuerza y potencia en donde los deportistas compiten por levantar el mayor peso posible en arranque y en envión, que son los dos tipos de levantamientos que componen la competencia (Stone, Pierce, Sands, & Stone, 2006), el arranque es un movimiento más técnico y que requiere de más velocidad, mientras el envión requiere de mayor fuerza bruta y se caracteriza por una mayor producción de fuerza. En la competición, cada deportista tiene 3 intentos en el arranque seguidos de 3 intentos en el envión. Los máximos pesos levantados con éxito en cada movimiento (arranque y envión) se suman para obtener el total (Chiu & K.Schilling, 2005). El deportista que haya levantado el mayor peso será el ganador, sin embargo, en el caso de empate en peso levantado, el ganador será el que realice primero el movimiento correspondiente.

En relación al rendimiento en halterofilia se han encontrado varios factores determinantes como lo son la fuerza, la tasa de desarrollo de la fuerza y la potencia. La importancia de altos niveles de fuerza está relacionada con las elevadas cargas que se oponen en el levantamiento de peso. Ahora bien, como los movimientos en halterofilia ocurren en intervalos de tiempo extremadamente breves (<250 milisegundos), la tasa o velocidad en que se desarrolla la fuerza (asociada a la aceleración) es igualmente determinante puesto que el rendimiento en halterofilia es dependiente de la velocidad. En este sentido, la potencia, que es la relación entre fuerza y velocidad, es probablemente el factor más importante determinando el rendimiento en este deporte (Stone et al., 2006). Desde el punto de vista metabólico, debido a la naturaleza del deporte que posee periodos de trabajo cortos pero de alta intensidad, la principal fuente de aporte energético proviene del sistema de fosfágenos (anaeróbico aláctico), y se apoya en los periodos de recuperación de los sistemas glucolítico y oxidativo para reestablecer los fosfatos de alta energía utilizados. Además, en cuanto a los sistemas anaeróbicos, los pesistas son capaces de realizar una mayor carga de trabajo y resistir a mayores niveles de lactato en comparación a individuos no entrenados, como también registran menores niveles de lactato a la misma intensidad de trabajo (Chiu & K.Schilling, 2005).

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Desde el punto de vista muscular, los deportistas de fuerza y potencia tienen una mayor cantidad de fibras de contracción rápida en comparación a los deportistas de resistencia, como también una mayor área transversal de las mismas. Por tanto, los deportistas de potencia, exhiben porcentajes de fibras rápidas de alrededor del 60% del total del área muscular (Fry et al., 2003). Esto se debe por una parte a factores genéticos pero también se ha encontrado que una de las adaptaciones a largo plazo del entrenamiento de halterofilia y otros modalidades de potencia es la transición de la fibras rápidas tipo 2b en fibras tipo 2a, lo cual podría explicarse por las grandes necesidades de potencia que requieren los pesistas (Chiu & K.Schilling, 2005; Fry et al., 2003).

Por último, los pesistas logran producir mayores niveles de fuerza y potencia en comparación con otros deportistas, superando los 5000 W en algunos movimientos. Por esta razón, y por la relación entre los movimientos de halterofilia y el desarrollo de la fuerza explosiva, en muchas de las modalidades deportivas dependientes de la potencia y la fuerza explosiva son utilizados los ejercicios elementales y auxiliares de halterofilia como medios del entrenamiento, gracias a sus excelentes resultados y a las adaptaciones que producen (Hydock, 2001; Janz & Malone, 2008).

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3.2 ANTECEDENTES

A partir de estudios realizados a finales de 1990 y principios del 2000 en cuanto a las función de las alfa actininas en la célula muscular, y en los que se demostró que aproximadamente el 18% de la población era deficiente de la alfa actinina 3 (ACTN3). Debido a esta deficiencia de actn3 en las fibras musculares de contracción rápida, surgió un interés creciente acerca de la relación de este polimorfismo con el rendimiento deportivo (Mills, 2001).

Los diversos estudios se han enfocado principalmente en observar la relación del polimorfismo con el rendimiento en deportes de velocidad y potencia, como también de resistencia, conjunto y combate. Por otra parte, otros estudios han analizado la influencia del polimorfismo sobre algunos indicadores del rendimiento deportivo. Sobre ello, si bien predominan las evidencias de la relación entre el alelo R y el genotipo RR con el rendimiento en potencia y velocidad, así como de la relación entre el genotipo XX con el rendimiento en resistencia, otras investigaciones no encontraron relación alguna entre los diferentes genotipos y el rendimiento deportivo. (Ver tabla 1).

A continuación se describen los estudios antecedentes subdivididos por enfoque.

3.2.1 ACTN3 y rendimiento deportivo

Dentro de las primeras investigaciones al respecto, encontramos la de Yang et al. (2003), en la que realizaron un estudio en atletas australianos para observar la influencia del genotipo ACTN3 en el rendimiento deportivo. La muestra se dividió en 107 deportistas de potencia y velocidad (35 mujeres y 72 hombres), 194 deportistas de modalidades deportivas asociadas a la resistencia (72 mujeres y 122 hombres) y 436 controles (292 mujeres y 134 hombres). De acuerdo con los resultados encontrados, los deportistas de potencia y velocidad presentaron una menor frecuencia del genotipo XX (6% vs. 18%) en comparación con los controles, y de los cuales ninguna mujer de elite presentó el genotipo

XX. A su vez, tenían una mayor expresión del genotipo RR (50% vs. 30%) en comparación

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con los controles. En cuanto a los deportistas de resistencia, encontraron una mayor frecuencia del genotipo XX en comparación con los controles (24% vs 18%). De acuerdo a los resultados sugirieron que el alelo R proveía una ventaja en relación al rendimiento en potencia y velocidad y que el genotipo XX podría presentar alguna relación con el rendimiento en resistencia. Sin embargo, este último aspecto requería de mayor profundización.

Por otro lado, Niemi & Majamaa, (2005) realizaron un estudio en atletas finlandeses (141 atletas y 1060 controles), en el que encontraron que el genotipo XX era menos común en los deportistas de velocidad y que no se encontraba ningún velocista de alto rendimiento con ese genotipo.

También Papadimitriou, Papadopoulos, Kouvatsi, & Triantaphyllidis (2008) realizaron un estudio para observar las diferencias genéticas en relación al polimorfismo ACTN3 R577X entre la población atleta y general en Grecia. La muestra se conformó por

103 atletas y 181 controles. De acuerdo al estudio concluyeron que la alfa-actinina-3 no

disminuye el rendimiento en resistencia puesto que todos los atletas de resistencia estudiados poseían por lo menos un alelo R. Además, concluyeron que el alelo R representa una ventaja en los deportes de velocidad.

Eynon et al. (2009) analizaron la frecuencia del genotipo en atletas israelíes (n=155) y en población general israelí (n=240). La población atleta fue divida según su especialidad en dos grupo, resistencia y velocidad. Los resultados corroboraron una asociación positiva entre el alelo R y el genotipo RR y el alto rendimiento en velocidad. Por su parte, Kothari et al. (2011) Investigaron la frecuencia del polimorfismo ACTN3 en la población indo asiática y su relación con el rendimiento deportivo tanto a nivel nacional como internacional (150 atletas y 155 controles). En el estudio concluyeron que el alelo R está fuertemente relacionado con la habilidad deportiva de potencia tanto de nivel nacional como internacional.

Nuevamente Eynon et al. (2012) realizaron un estudio para determinar la asociación del polimorfismo ACTN3 R577X con el rendimiento deportivo tanto en potencia/velocidad como en resistencia. Además, examinaron la relación del genotipo con el

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nivel deportivo (nivel mundial vs nivel nacional). La muestra constó de 633 deportistas (278 de resistencia y 355 de potencia) y 808 controles de España, Polonia y Rusia, en la que todos los participantes reportaron ser caucásicos por 3 o menos generaciones. Las principales conclusiones extraídas a partir de los resultados expresaron que los deportistas de potencia tenían una probabilidad 50% menor de poseer el genotipo XX en comparación a los controles. El genotipo XX prevaleció en los deportistas de resistencia, quienes eran 1.88 veces más propensos a poseer este genotipo en comparación a los deportistas de potencia. Y por último, el efecto favorable del genotipo XX en relación al nivel deportivo en deportistas de resistencia, en cuanto la posibilidad de poseer este genotipo por los deportistas de nivel mundial fue aproximadamente 3.7 veces superior a los de nivel nacional. Mikami et al. (2013) realizaron una investigación con atletas de velocidad y resistencia de atletismo de campo y pista. El estudio que incluyó a 299 atletas no encontró relación entre el genotipo XX y el rendimiento en resistencia. Sin embargo, si encontró una relación entre el alelo R (RR + RX) con el rendimiento en potencia y velocidad., especialmente con el rendimiento en los 100m planos.

Por último, Grenda, Kaczmarczyk, & Ficek, (2014) realizaron una investigación en nadadores de velocidad y resistencia con el fin de determinar la interacción de dos variables genéticas (ACE: gen que codifica la enzima convertidora de angiotensina y presenta dos alelos I y D y ACTN3) en relación al rendimiento deportivo en este deporte. Tomaron una muestra de 196 nadadores polacos divididos en dos grupos teniendo en cuenta la naturaleza de las pruebas que realizaban. El primer grupo de 49 nadadores (24 hombres y 25 mujeres) eran de distancias largas o resistencia y el segundo grupo de 147 nadadores (80 hombres y 67 mujeres) de distancias cortas o velocidad. Las frecuencias genotípicas fueron comparadas contra un grupo control compuesto de 379 individuos (222 hombres y 157 mujeres). En relación al polimorfismo ACTN3 no encontraron diferencias en la frecuencia entre los grupos de nadadores y el grupo control. A su vez, no se encontró relación entre el polimorfismo y el rendimiento en ninguna de las modalidades estudiadas, natación de resistencia y velocidad. Por último, un análisis en combinación de ambas variables genéticas arrojó una relación entre las combinaciones ID/RX, ID/XX, II/RX y II/XX con una predisposición hacia la natación de resistencia.

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Además, Alfred et al., (2011) realizaron un meta-análisis de la literatura publicada en cuanto a la asociación del polimorfismo ACTN3 R577X con el rendimiento deportivo así como otras investigaciones asociando el polimorfismo con la capacidad física y fenotipos antropométricos. De acuerdo con la información encontrada, concluyeron que los estudios proveen evidencia de sobrerrepresentación del genotipo RR en deportistas de potencia y velocidad de ascendencia europea. Sin embargo, no encontraron evidencia significativa sobre la relación positiva entre el alelo X y el rendimiento en resistencia. Por último, encontraron poca evidencia soportando la asociación del polimorfismo con los indicadores de capacidad o condición física.

3.2.2 ACTN3, velocidad y potencia

En relación al polimorfismo con el rendimiento específicamente en deportes asociados a la potencia y velocidad, Astratenkova & Rogozkin (2008) realizaron un estudio para examinar la asociación entre el polimorfismo ACTN3 R577X con el nivel o estatus deportivo en deportistas de potencia rusos. La muestra consistió de 486 deportistas hombres y mujeres de nivel nacional o regional en las modalidades deportivas de esquí alpino, gimnasia artística, fisicoculturismo, patinaje artístico, hockey sobre hielo, saltos atléticos, powerlifting, corredores de 100 a 400m, saltos en esquí, fútbol, patinaje de velocidad, natación de 50 y 100m, lanzamientos atléticos, voleibol, halterofilia y lucha, y los compararon contra un grupo control de 1197 ciudadanos no deportistas. Los resultados expresaron una frecuencia significativamente menor del genotipo XX en los deportistas en comparación a los controles (6.4% vs. 14.2%; P < 0.0001), como también del alelo X (33.3% vs. 38.7%; P = 0.004). También se encontró una correlación significativa entre el genotipo XX y el nivel deportivo, en el que la frecuencia del genotipo disminuye a medida que aumenta el nivel deportivo, encontrando sus menores frecuencias (3.4%) en el nivel más alto de competición (campeones de Copas Mundiales, Campeonatos Mundiales o Juegos Olímpicos). Por ello, afirman que el genotipo RR y RX está fuertemente asociado con el nivel deportivo en deportistas de potencia.

Scott et al. (2010) llevaron a cabo una investigación observando la frecuencia del polimorfismo ACTN3 R577X en atletas de Jamaica y Estados Unidos de las modalidades

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de atletismo de pista y campo asociadas a la velocidad y potencia. La investigación incluyó a 116 atletas jamaiquinos y 114 estadounidenses en comparación a grupos controles. Los resultados arrojaron una frecuencia mínima del genotipo XX en ambos grupos así como en los controles (3% en atletas jamaiquinos, 2% en controles jamaiquinos, 2% en atletas estadounidenses y 4% en controles estadounidenses). De acuerdo con los resultados encontrados para ambos grupos, no se encontró asociación entre el polimorfismo ACTN3 y el rendimiento deportivo, sin embargo, la baja frecuencia del genotipo XX en los atletas si concuerda con las hipótesis planteadas al respecto de las ventajas del alelo R en relación a la velocidad y potencia.

También Cięszczyk et al. (2011) realizaron un estudio para determinar la influencia del polimorfismo ACTN3 R577X en el rendimiento deportivo en deportistas de disciplinas deportivas orientadas a la fuerza y la potencia en Polonia. En el estudio identificaron el genotipo de 48 corredores de velocidad, 54 nadadores de velocidad y 56 pesistas; para un total de 158 deportistas comparándolos contra 254 controles no deportistas. Los resultados arrojaron una sub-representación del alelo X en los deportistas en comparación a los controles encontrando valores significativos en el grupo de los corredores de velocidad, por ello sugirieron que el genotipo RR y RX podrían asociarse a la predisposición hacia deportes de potencia.

Por otro lado, Kim et al. (2014) realizaron un estudio para examinar la distribución genotípica en deportistas de potencia, fuerza y velocidad. Y así buscar diferencias en la asociación de los componentes de la potencia con el polimorfismo ACTN3 R577X. Tomaron una muestra de 121 deportistas de potencia divididos en 63 de fuerza y 58 de velocidad, además de un grupo control compuesto por 854 individuos. Los resultados demostraron una mayor frecuencia de genotipos RR/RX en comparación a XX entre los deportistas de potencia y los controles, lo cual indicaría una asociación positiva entre el polimorfismo ACTN3 R577X y el rendimiento en potencia. Sin embargo, en cuanto a las subdivisiones de la potencia, las diferencias significativas fueron encontradas en los deportistas de velocidad y no en los de fuerza; los cual expresa que la asociación positiva entre el polimorfismo y el rendimiento deportivo está relacionado con el componente de velocidad más no de fuerza.

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Finalmente, C. Santiago et al. (2010) realizaron un estudio para observar la relación entre el polimorfismo y la capacidad de producir picos de potencia en no deportistas. Para ello analizaron una muestra de 284 jóvenes adultos no deportistas de los cuales 217 eran hombres y 67 mujeres. La evaluación de la capacidad de producir picos de potencia la realizaron mediante los test de squat jump (SJ), salto en contra movimiento (CMJ) y un sprint de 30m. Los resultados no arrojaron diferencias en las frecuencias genotípicas como tampoco ninguna evidencia significativa que indicara que el genotipo influye en la capacidad de producir picos de potencia.

3.2.3 ACTN3 y resistencia

Por otro lado, en relación al polimorfismo ACTN3 R577X con el rendimiento en modalidades deportivas de resistencia, Lucia et al. (2006) estudiaron la frecuencia genotípica en ciclistas de alto rendimiento (n= 50) en comparación con otros deportistas de resistencia (n=52) y un grupo control (n=123). Los resultados no arrojaron diferencias de frecuencias genotípicas en el grupo de ciclistas (RR: 28.0%, RX: 46.0% y XX: 26.0%). Como tampoco se encontraron diferencias significativas entre los 3 grupos estudiados. Por ello, concluyeron que el genotipo ACTN3 parece no tener influencia en el rendimiento deportivo en modalidades asociadas a la resistencia.

Así mismo, Döring et al. (2010) analizaron en su estudio la relación entre el polimorfismo y el rendimiento en modalidades de resistencia (Cross-country en esquí, ciclismo, atletismo, biatlón, triatlón y remo) en comparación a un grupo control. De acuerdo a los resultados encontrados, no hubo diferencias significativas en las frecuencias genotípicas entre ambos grupos. Por lo cual, concluyeron que el polimorfismo ACTN3 R577X no confiere una ventaja en el rendimiento en deportes de resistencia. De igual modo, Mägi et al. (2016) realizaron un estudio para examinar la prevalencia del genotipo ACE y ACTN3 en esquiadores de Cross-country en Estonia, así como observar la dinámica del rendimiento en resistencia en relación a las variables genéticas en un periodo de 5 años. Para ello midieron la variación del VO2pico durante los 5 años. La muestra consistió de 58 deportistas (41 hombres y 17 mujeres) y un grupo control de 322 individuos (145 hombres y177 mujeres). Encontraron una prevalencia significativa del

p. 43

polimorfismo RR en los esquiadores masculinos, más sin diferencias significativas en las mujeres. En cuanto al rendimiento en resistencia, encontraron una mayor tendencia de incremento en los deportistas con el genotipo ACTN3 XX, sin embargo esta no fue significativa.

Por último, Li et al. (2017) llevaron a cabo una investigación en nadadores de media – larga distancia para observar la asociación del polimorfismo ACTN3 con el rendimiento deportivo. El estudio incluyó a 160 atletas de nivel nacional e internacional y a 206 controles. Los resultados arrojaron una asociación positiva entre el polimorfismo y el rendimiento deportivo puesto que se encontraron frecuencias superiores del genotipo RR en los atletas tanto de nivel nacional como internacional (mayor en estos últimos con 52%) en comparación con la población control.

3.2.4 ACTN3 y otras modalidades deportivas y variables

Aunque la mayoría de las investigaciones y resultados encontrados se han centrado en observar el polimorfismo en deportes en los que la velocidad, potencia y resistencia son determinantes para el rendimiento, otra línea de investigaciones ha explorado la relación entre el polimorfismo y otras modalidades deportivas diferentes. Al respecto, Ruiz et al. (2011) realizaron un estudio en voleibolistas para determinar la influencia del polimorfismo en el rendimiento deportivo en el voleibol así como en el rendimiento en la capacidad de salto. La muestra constó de 66 voleibolistas y 334 controles. La capacidad de salto fue evaluada mediante los test de SJ y CMJ. Los resultados no arrojaron diferencias significativas en las frecuencias genotípicas como tampoco en la capacidad de salto. Por ello concluyeron que el polimorfismo no parece tener influencia en el rendimiento en voleibol. A su vez, Massidda, Corrias, Scorcu, Vona, & Calò (2012) realizaron un estudio para mirar la asociación entre los polimorfismos ACE y ACTN3 en deportistas italianos de elite. La muestra fue constituida por 17 gimnastas, 12 corredores y 30 futbolistas en comparación a 30 controles no deportistas. Los resultados arrojaron una mayor expresión del genotipo ACTN3 RR en los gimnastas, lo cual podría sugerir una influencia en el

p. 44

rendimiento deportivo en este deporte. Para el caso de los corredores y futbolistas, no se encontraron diferencias en relación al grupo control Bell et al. (2012) realizaron una investigación en jugadores de Rugby (n=102), en el cual no solo quiso observar el genotipo en este deporte comparando a los deportistas con un grupo control (n=110), sino también la influencia de acuerdo a la posición de los jugadores (backs y forwards). Los resultados no arrojaron diferencias significativas entre los jugadores y el grupo control, como tampoco entre los subgrupos de deportistas según su posición.

A su vez Garatachea et al. (2014) realizaron un estudio para observar la influencia del polimorfismo en jugadores de baloncesto de elite y en su capacidad para producir picos máximos de potencia. De acuerdo con los resultados en primer lugar no encontraron una prevalencia del genotipo RR en los basquetbolistas, por lo que concluyeron que el polimorfismo no influyen en que un individuo sea o no un jugador de baloncesto de alto rendimiento. En segundo lugar concluyeron que le polimorfismo no presenta ninguna relación con los rendimientos en fuerza explosiva ni con la habilidad de producir picos máximos de potencia en jugadores de baloncesto.

Wessner et al. (2016) realizaron una investigación para comparar las frecuencias genotípicas en cuanto al polimorfismo ACTN3 entre los deportes de Futbol y balonmano y otras modalidades deportivas asociadas a la potencia y la resistencia. El estudio incluyó a 56 atletas de potencia, 86 de resistencia, 82 futbolistas, 61 jugadores de balonmano y 216 controles no deportistas. Los resultados encontraron una mayor frecuencia del genotipo RR en los jugadores de futbol y balonmano en comparación con los controles, como también frecuencias similares a los deportistas de potencia (RR=41,3% RX=42,7% y XX=16%). Por lo cual, concluyen que el polimorfismo está asociado con el rendimiento deportivo en estos 2 deportes.

Además, por esta misma línea, Ulucan, Göle, Altindas, & Güney (2013) estudiaron la distribución genotípica en 8 wind surfers del equipo nacional turco, donde encontraron una mayor expresión del alelo X en los deportistas, por lo que sugirieron cierto grado de implicación en el rendimiento deportivo. Sin embargo, la muestra era muy pequeña para tomar conclusiones decisivas.

p. 45

Jastrzebski et al. (2014) realizaron un estudio para observar la influencia del polimorfismo ACTN3 en atletas de remo en Polonia, en el cual planteaban el deporte de remo como de características de resistencia y buscando asociar el rendimiento al alelo X. En el estudio observaron a 121 remeros de nivel nacional, y en el que los resultados arrojaron un subrepresentación del alelo X en los atletas. Por ello, concluyeron que el alelo X no representa una ventaja hacia la modalidad de remo en cuestión de resistencia, sin embargo que el alelo R si estaba relacionado con el rendimiento en remo. Por otro lado, Roth et al. (2008) realizaron un estudio con fisicoculturistas y powerlifters para examinar la frecuencia genotípica en estas disciplinas enfocadas a la fuerza. La muestra fue constituida por 71 deportistas y un grupo control de 876 individuos. Los resultados arrojaron una menor frecuencia del genotipo XX en los deportistas en comparación a los controles.

Kikuchi, Ueda, Min, Nakazato, & Igawa (2013) investigaron el polimorfismo en relación al rendimiento en luchadores japoneses (135 luchadores y 243 controles). Encontraron una correlación inversa entre el genotipo XX y el rendimiento deportivo en lucha. De acuerdo a los resultados encontrados concluyeron que el genotipo RR y RX están fuertemente relacionados con el rendimiento en lucha.

Balkó, Balkó, Týnková, & Kohlíková (2014) realizaron una investigación para observar la frecuencia del polimorfismo en esgrimistas. El estudio se realizó con 15 esgrimistas de nivel nacional de la República Checa. Los resultados arrojaron una frecuencia del alelo R en los esgrimistas (80%).

Por su parte, Clarkson et al. (2005) Realizaron un estudio en el cual quisieron observar la asociación entre el polimorfismo y la fuerza y tamaño muscular. Para ello evaluaron a 602 sujetos, los cuales realizaron un entrenamiento de musculación de 12 semanas y fueron evaluados tanto antes como después ciclo de entrenamiento en aspectos de fuerza muscular y antropometría. De acuerdo a los resultados, no encontraron asociación entre el genotipo ACTN3 R577X y la fuerza en la población masculina, sin embargo, si encontraron una asociación entre la fuerza y el genotipo en las mujeres.

p. 46

A su vez, en un estudio realizado por Ginevičienė, Pranckevičienė, Milašius, & Kučinskas (2010) se compararon las frecuencias genotípicas y alélicas del polimorfismo ACTN3 R577X como de otras variables genéticas (ACE I/D, PPARGC1A Gly482Ser y PPARA G/C) entre 193 deportistas lituanos (152 hombres y 41 mujeres) y 250 controles (167 hombres y 83 mujeres), así como la asociación del genotipo con algunos indicadores del rendimiento físico (masa muscular, masa grasa, índice de masa corporal, índice de masa muscular/grasa, potencia en una única contracción muscular PUCM (kgm/s/kg), potencia muscular anaeróbica aláctica (kgm/s/kg), índice de Roufier (RI)). En cuanto al genotipo ACTN3, los resultados no arrojaron diferencias de frecuencia entre los deportistas y los controles. Sin embargo, expresaron que el genotipo ACTN3 RR está significativamente asociado con valores elevados de PUCM, sugiriendo que este genotipo podría estar asociado con mejores rendimientos en deportes de potencia y velocidad.

Para finalizar, Holdys, Stanisławski, Kryściak, & Gronek (2011) llevaron a cabo un estudio para analizar la influencia del polimorfismo ACTN3 en relación al consumo máximo de oxígeno. En el estudio analizaron el genotipo de 239 individuos de los cuales 156 eran deportistas de las siguientes modalidades: Atletismo de pista y campo, hockey sobre césped, tenis, rugby, voleibol, baloncesto, balonmano, remo, canotaje, kickboxing, taekwondo, esquí y natación. Los resultados no encontraron ningún efecto significativo entre el genotipo y el consumo máximo de oxígeno.

A continuación se presenta la tabla de resumen de los estudios antecedentes:

Tabla 1 Resumen de los estudios e investigaciones antecedentes sobre la relación del polimorfismo ACTN3 R577X y el rendimiento deportivo

TABLA DE RESUMEN ANTECEDENTES

Autor - Año Distinción de rendimiento Deporte estudiado Relación alelo R con el rendimiento (potencia y velocidad) Relación genotipo XX con el rendimiento (resistencia)

p. 47

Yang et al. (2003) Algunos de nivel olímpico Atletismo, natación, judo, ciclismo, patinaje de velocidad, remo y cross country Si Si Niemi & Majamaa

(2005)

Nivel internacional Atletismo Si No Clarkson et al., (2005) Población no atleta

Lucia et al. (2006) Nivel internacional, olímpico y controles Ciclismo, atletismo

No Papadimitriou, Papadopoulos, Kouvatsi, & Triantaphyllidis

(2007)

Nivel internacional Atletismo Si No Astratenkova & Rogozkin (2008) Nivel nacional y regional Esquí alpino, gimnasia artística, fisicoculturismo, patinaje artístico, hockey sobre hielo, saltos atléticos, powerlifting, corredores de 100 a 400m, saltos en esquí, fútbol, patinaje de velocidad, natación de 50 y 100m, lanzamientos atléticos, voleibol, halterofilia y lucha Si Si Roth et al., (2008) Deportistas y controles Fisicoculturismo y powerlifting Si

N. Eynon et al., (2009) Nivel nacional e internacional Atletismo Si No Scott et al. (2009) Deportistas y controles Atletismo No

Ginevičienė, Pranckevičienė, Milašius, & Kučinskas,

(2010)

Deportistas y controles biatlón, cross country, ciclismo, pentatlón, natación, atletismo, kayak, halterofilia, boxeo, lucha, tenis, futbol y balonmano No Si Döring et al., (2010) Deportistas y controles Cross-country en esquí, ciclismo, atletismo, biatlón, triatlón y remo

p. 48

C. Santiago et al. (2010)

Población no atleta

No No Cięszczyk et al. (2011) Nivel nacional y regional Atletismo, natación y halterofilia Si

Alfred et al., (2011) Revisión bibliográfica

Si No Ruiz et al., (2011) Deportistas y controles Voleibol No

Kothari et al. (2011) Nivel regional, nacional e internacional Atletismo, natación, gimnasia artística, baloncesto, tenis, voleibol y hockey Si No Holdys, Kryściak, Stanisławski, & Gronek

(2011)

Deportistas Atletismo de pista y campo, hockey sobre césped, tenis, rugby, voleibol, baloncesto, balonmano, remo, canotaje, kickboxing, taekwondo, esquí y natación.

No Eynon et al., (2012) Nivel nacional y mundial Voleibol, atletismo, ciclismo, remo, natación, cross country, triatlón, hockey sobre hielo, patinaje, boxeo, lucha, halterofilia, patinaje artistico, taekwondo Si Si Massidda, Corrias, Scorcu, Vona, & Calò,

(2012)

Nivel nacional e internacional Gimnasia, atletismo y futbol Si

Bell et al. (2012) Deportistas y controles Rugby No

Ulucan, Göle, Altindas, & Güney (2013) Miembros del equipo nacional Wind surf No Si Kikuchi, Ueda, Min, Nakazato, & Igawa

(2013)

Nivel nacional e internacional Lucha Si

Mikami et al. (2013) Nivel nacional e internacional Atletismo Si No Grenda, Kaczmarczyk, & Ficek, (2014) Deportistas y controles Natación No

Kim, Song, & Kim

(2014)

Deportistas y controles Atletismo, patinaje de velocidad, Natación y halterofilia Si

Garatachea et al. (2014) Nivel nacional y controles Baloncesto No

p. 49

Jastrzebski et al. (2014) Nivel nacional y controles Remo Si No Balkó, Balkó, Týnková, & Kohlíková (2014) Nivel nacional y controles Esgrima Si

Mägi et al., (2016) Nivel nacional y controles Esquí cross country

Si Wessner et al. (2016) Deportistas y controles Atletismo, ciclismo, halterofilia, fútbol y balonmano Si No Li et al. (2017) Nivel nacional e internacional Natación

Por otra parte, la siguiente tabla muestra un resumen de las frecuencias genotípicas en la población atleta de los estudios antecedentes relacionados con el polimorfismo ACTN3 R577X y el rendimiento deportivo. Tabla 2 Frecuencias genotípicas de la población atleta. El color verde indica el mayor valor, el color rojo el menor valor y el blanco el valor intermedio.

FRECUENCIAS GENOTIPICAS EN POBLACIÓN ATLETA

Autor - Año % RR % RX % XX Yang et al. (2003)

50,0%

45,0%

5,0%

Yang et al. (2003) Resistencia

31,0%

45,0%

24,0%

Niemi & Majamaa (2005) Velocidad

52,0%

48,0%

0,0%

Niemi & Majamaa (2005) Resistencia

50,0%

35,0%

15,0%

Lucia et al. (2006) Corredores Resistencia

25,0%

57,7%

17,3%

Lucia et al. (2006) Ciclistas Resistencia

28,0%

46,0%

26,0%

Papadimitriou, Papadopoulos, Kouvatsi, & Triantaphyllidis (2007) Potencia

47,9%

35,7%

16,4%

Papadimitriou, Papadopoulos, Kouvatsi, & Triantaphyllidis (2007) Velocidad

73,5%

17,7%

8,8%

Papadimitriou, Papadopoulos, Kouvatsi, & Triantaphyllidis (2007) Resistencia

50,0%

25,0%

Astratenkova & Rogozkin (2008)

39,7%

53,9%

6,4%

Roth et al., (2008)

30,7%

62,6%

6,7%

N. Eynon et al., (2009) Velocidad

50,0%

36,0%

14,0%

N. Eynon et al., (2009) Resistencia

19,0%

49,0%

32,0%

Scott et al. (2009) Velocidad Jamaica

75,0%

22,0%

3,0%

Scott et al. (2009) Velocidad E.E.U.U.

70,0%

28,0%

2,0%

p. 50

Ginevičienė, Pranckevičienė, Milašius, & Kučinskas, (2010) Resistencia

26,6%

62,5%

10,9%

Ginevičienė, Pranckevičienė, Milašius, & Kučinskas, (2010) Potencia

34,0%

53,2%

12,8%

Cięszczyk et al. (2011)

45,0%

48,7%

6,3%

Cięszczyk et al. (2011) Pesistas

42,8%

50,0%

7,2%

Ruiz et al., (2011)

21,2%

65,2%

13,6%

Kothari et al. (2011)

19,0%

46,0%

35,0%

Eynon et al., (2012) Potencia España

31,1%

55,5%

13,4%

Eynon et al., (2012) Resistencia España

26,6%

47,4%

26,0%

Eynon et al., (2012) Potencia Polonia

43,8%

51,4%

4,8%

Eynon et al., (2012) Resistencia Polonia

41,1%

50,0%

8,9%

Eynon et al., (2012) Potencia Rusia

34,4%

54,4%

11,2%

Eynon et al., (2012) Resistencia Rusia

44,4%

55,6%

0,0%

Massidda, Corrias, Scorcu, Vona, & Calò, (2012) Potencia

49,0%

45,0%

6,0%

Massidda, Corrias, Scorcu, Vona, & Calò, (2012) Resistencia

15,0%

55,0%

30,0%

Massidda, Corrias, Scorcu, Vona, & Calò, (2012) Conjunto

12,0%

58,0%

30,0%

Bell et al. (2012)

29,0%

54,0%

17,0%

Ulucan, Göle, Altindas, & Güney (2013)

12,5%

62,5%

25,0%

Kikuchi, Ueda, Min, Nakazato, & Igawa (2013)

28,0%

50,0%

22,0%

Kikuchi, Ueda, Min, Nakazato, & Igawa (2013) Nivel Internacional

27,0%

62,0%

11,0%

Mikami et al. (2013) Resistencia

23,0%

53,3%

23,7%

Mikami et al. (2013) Velocidad

24,6%

58,2%

17,2%

Grenda, Kaczmarczyk, & Ficek, (2014) Velocidad

48,3%

38,1%

13,6%

Grenda, Kaczmarczyk, & Ficek, (2014) Resistencia

30,6%

55,1%

14,3%

Kim, Song, & Kim (2014) Fuerza

39,7%

44,4%

15,9%

Kim, Song, & Kim (2014) Velocidad

41,1%

51,7%

6,9%

Jastrzebski et al. (2014)

52,1%

38,8%

9,1%

Balkó, Balkó, Týnková, & Kohlíková (2014)

26,6%

53,4%

20,0%

Mägi et al., (2016) Mujeres

33,3%

66,7%

0,0%

Mägi et al., (2016) Hombres

40,0%

50,0%

10,0%

Wessner et al. (2016) Resitencia

29,1%

55,8%

15,1%

Wessner et al. (2016) Conjunto

41,2%

42,7%

16,1%

Wessner et al. (2016) Potencia

39,3%

21,4%

Li et al. (2017)

52,6%

36,9%

10,5%

p. 51

4 METODOLOGÍA

4.2 Diseño

La presente investigación se desarrolló a partir de un diseño descriptivo transversal exploratorio, cuyo propósito según Hernandez Sampieri, Fernandez Collado, & Baptista Lucio (2010) es:

Comenzar a conocer una variable o conjunto de variables, una comunidad, un contexto, una situación. Se trata de una exploración inicial en un momento específico. Por lo general, se aplica a problemas de investigación nuevos o poco conocidos, además constituyen el preámbulo de otros diseños (no experimentales y experimentales).

A su vez, el alcance del estudio es también de carácter exploratorio puesto que aunque se encuentran investigaciones sobre el tema a nivel de Europa y Asia, el tema hasta el momento es poco estudiado en el continente americano. El desarrollo de la investigación se llevó a cabo de la siguiente manera:

Determinación de la población Selección de la muestra Toma de muestras sangíneas Extracción del ADN

PCR

Restricción enzimatica Identificación del Polimorfismo Análisis estadístico y de resultados

p. 52

4.3 Participantes

En halterofilia, de la población total de levantadores de peso de alto rendimiento activos que representan a Colombia (n=30), se tomó una muestra por conveniencia de 26 atletas. De estos 16 fueron hombres y 10 fueron mujeres. Los pesistas pertenecen a las categorías de 48Kg, 53Kg, 58 Kg, 63Kg y 69Kg en las mujeres y en los hombres a las categorías 56Kg, 62Kg, 69Kg, 77Kg, 85Kg, 94Kg y 105+Kg. Además, el total de la muestra compite en el nivel senior de la IWF.

Las muestras fueron recolectadas con el apoyo del Comité Olímpico Colombiano y el Centro de Ciencias del Deporte de Coldeportes.

Los criterios de inclusión y exclusión relevantes para la presente investigación son los siguientes:

Inclusión:

 Atletas con altos logros deportivos (participación olímpica, mundial o panamericana).

 Atletas activos que han representado a Colombia en los últimos 5 años  Deben ser colombianos.

 Nivel de competición Senior en la IWF.

 Firma de consentimiento informado

Exclusión:

 Atletas sancionados por dopaje.

4.4 Aspectos Éticos

Todos los atletas participaron de manera voluntaria en la investigación, firmaron el consentimiento informado autorizando y autorizaron para la utilización de los datos obtenidos para ser analizados con fines académicos manteniendo la confidencialidad de la información personal. Esta investigación se enmarca dentro del riesgo mínimo de acuerdo

p. 53

con el artículo 11 de la resolución 8430 del 4 de octubre de 1993 de la República de Colombia.

4.5 Muestra sanguínea

La identificación del genotipo se obtuvo a partir de células sanguíneas. Una bacterióloga, auxiliar de laboratorio clínico o médico enfermero perteneciente al grupo biomédico del Centro de Ciencias del Deporte de Coldeportes realizó la toma de las muestras sanguíneas. Por punción de la vena braquicefálica se tomó un volumen de 10 ml de sangre usando el sistema Vacutainer para recolección en tubo con ácido etilendiaminotetracético (EDTA) como anticoagulante.

4.6 Determinación del genotipo

La identificación del genotipo ACTN3 se obtuvo a partir de los siguientes procedimientos realizados en el laboratorio CorpoGen de la ciudad de Bogotá, Colombia. (www.corpogen.org)

4.6.1 Extracción de ADN

La extracción del ADN genómico de la sangre periférica obtenida de cada participante se realizó a través del Kit CorpoGen DNA 2000 y se cuantificó por espectofotometría.

4.6.2 Reacción en cadena de la polimerasa (PCR)

La reacción en cadena de la polimerasa fue realizada para amplificar la secuencia donde se ubica la mutación. La reacción se llevó a cabo utilizando los siguientes cebadores: delantero: 5’- CTGTTGCCTGTGGTAAGTGGG-3’y el iniciador de reversa: 5’- TGGTCACAGTATGCAGGAGGG-3’ (Mills, 2001). Las condiciones del PCR fueron las siguientes: desnaturación inicial a 94⁰C por 5min; 35 ciclos de desanturación a 94⁰C por 30s, anillaje a 63⁰C por 30s y extensión a 72⁰C por 30s y una extensión final a 72⁰C por 10 min (Lucia et al., 2006).

p. 54

4.6.3 Identificación del polimorfismo

Para la identificación del genotipo, los fragmentos producidos por la PCR fueron sometidos a digestión con la endonucleasa DdeI a 37⁰C por 3 horas. El resultado de la digestión fue evaluado por electroforesis en gel de agarosa al 3%, en corrida por 120 minutos a 100 voltios.

4.7 Parámetros del rendimiento

Para la comparación del rendimiento deportivo de los subgrupos por genotipo de la investigación, se utilizaron 3 distinciones o parámetros de rendimiento deportivo:

a. Logros deportivos: Comprende el nivel de participación del atleta en las

diferentes competencias posibles, ya sean de carácter internacional regional, mundial u olímpica.

b. Un coeficiente de rendimiento Sinclair que permite comparar a pesistas de

diferentes categorías de peso y edades, el cual mediante un coeficiente equipara el máximo total levantado por el pesista en una competencia, teniendo en cuenta el peso corporal del atleta al momento del evento. Este coeficiente es utilizado por la Federación internacional de Halterofilia

(IWF, 2017).

c. De acuerdo a una observación empírica de los datos por medio del

investigador, se propuso un tercer parámetro de comparación del rendimiento que consta de comparar el máximo peso levantado por el atleta en cada uno de los movimientos de competencia (arranque, envión y total) en comparación con el record mundial de su categoría para cada movimiento. Es decir, a cuantos kilogramos por debajo del record mundial se encuentra el pesista. Se propuso este parámetro del rendimiento en respuesta a la inhabilidad de comparar a los pesistas mediante los parámetros anteriores en cada uno de los movimientos competitivos de manera independiente, entendiendo que las características de cada movimiento son diferentes y que existen atletas con mejores rendimientos en uno u otro.

p. 55

4.8 Análisis estadístico

Se realizó un análisis porcentual de la distribución del genotipo en la población atleta, además se realizó un análisis estadístico mediante el test T-student de una cola a través de una matriz en el programa excel para la comparación del rendimiento deportivo entre los subgrupos de la muestra. El T-test permite comparar los valores promedio de dos muestras pequeñas con el fin de observar si las diferencias entre los promedios son significativas o no.

p. 56

5 RESULTADOS

Se analizaron 26 muestras de sangre correspondientes a los levantadores de pesas colombianos de alto rendimiento que han representado a Colombia a nivel internacional en relación al polimorfismo ACTN3 R577X. El total de la muestra estuvo constituida por 10 mujeres (26,2 +/- 5,69 años de edad) y 16 hombres (23,81 +/- 7,11 años de edad). Las mujeres de la muestra se encontraron en las categorías 48Kg, 53Kg, 58 Kg, 63Kg y 69Kg; a su vez la muestra masculina se divide en las categorías 56Kg, 62Kg, 69Kg, 77Kg, 85Kg, 94Kg y 105+Kg. Además, el total de la muestra compite en el nivel senior de la IWF.

La identificación del genotipo se realizó mediante PCR, digestión con DdeI9 y electroforesis. Para el alelo R577 la digestión arrojó 2 fragmentos de 205 y 86 pb, mientras para el alelo R577X arrojó 3 fragmentos de 108, 97 y 86 pb. En la visualización los tres genotipos se ven tal como lo ilustra la figura 8:

9 La digestión mediante la enzima DdeI permite fragmentar el ADN arrojado por la PCR con el fin de identificar el genotipo de la muestra mediante la electroforesis.

p. 57

Figura 8 Fragmentos resultantes de la digestión enzimática con DdeI pasados la electroforesis

5.1 Frecuencias de genotipos de la población atleta

De acuerdo a la identificación, se encontró en los levantadores de pesas una frecuencia de 50% RR, 35% RX y 15% XX para el total de la muestra (Figura 9). Al dividir la muestra por sexo encontramos que para las mujeres los porcentajes fueron 60% RR, 30% RX y 10%XX (Figura 10) y en los hombres los porcentajes fueron 44% RR, 37% RX y 19% XX (figura 11).

p. 58

Figura 9 Frecuencias genotípicas del total de la muestra de levantadores de pesas colombianos

Figura 10 Frecuencias genotípicas en las pesistas mujeres

50%

35%

15%

FRECUENCIAS GENOTÍPICAS

DEL TOTAL DE LA MUESTRA

RR RX XX

60%

30%

10%

FRECUENCIAS GENOTÍPICAS

DE LA MUESTRA FEMENINA

RR RX XX

p. 59

Figura 11 Frecuencias genotípicas en los pesistas hombres

5.2 Análisis mediante los logros deportivos

Por otro lado, al analizar los resultados deportivos de los pesistas se observó el rendimiento en competencias de zona, mundiales y olímpicas. En cuanto a los campeonatos panamericanos, el 73% (n=19) de la muestra ha sido ganadora de una medalla panamericana, de los cuales 42% son RR, 37% RX y 21%XX (figura 12). Por otra parte, mirando un nivel mayor de rendimiento, encontramos que un 27% de los pesistas ha ganado una medalla mundial u olímpica, y de los cuales el 29% son RR y el 71% son RX (figura 13).

44%

37%

19%

FRECUENCIAS GENOTÍPICAS

DE LA MUESTRA

MASCULINA

RR RX XX

p. 60

Figura 12 Porcentaje de atletas medallistas en competencias Panamericanas

Figura 13 Porcentaje de atletas medallistas en Campeonatos Mundiales y/o Juegos Olímpicos

42%

37%

21%

FRECUENCIAS GENOTÍPICAS

DE LOS MEDALLISTAS

PANAMERICANOS

RR RX XX

29%

71%

FRECUENCIAS GENOTÍPICAS

DE LOS MEDALLISTAS

OLÍMPICOS Y MUNDIALES

RR RX

p. 61

5.3 Análisis mediante el peso máximo levantado vs Record Mundial

A partir de allí, se realizó un análisis entre el peso máximo levantado por los atletas en comparación con los records mundiales para ver cuantos kilogramos de diferencia existe entre el máximo personal y el record mundial de su categoría de competición para cada modalidad: arranque, envión y total, como un indicador de rendimiento. Esto debido a que como los atletas compiten en distintas categorías de peso, no es posible compararlos por su máximo peso levantado entre ellos, puesto que independientemente del nivel deportivo, los pesistas de categorías de peso superiores, siempre tendrán mayores pesos levantados. Por ello al comparar el record personal con el record mundial de su categoría, es posible identificar un valor comparable entre los distintos pesistas de distintas categorías. Al llevar acabo el análisis, encontramos que los pesistas ganadores de medallas mundiales y/u olímpicas en todas las categorías estaban por debajo del record mundial en promedio -12,3 Kg (n=6) para la modalidad de arranque, en -12,6 Kg para la modalidad de envión y en -23,9 Kg en el total. Por su parte, los no medallistas se encuentran en promedio por debajo del record mundial en -22,3 Kg en la modalidad de arranque, -26 Kg en la modalidad de envión y -44,2 Kg en el total. Las diferencias entre ambos grupos fueron de 10,6 Kg para el arranque, valor que fue significativo con un valor-p de 0.0004241, 14,5 Kg en envión la cual es significativa con un valor-p de 0.0001751 y de 21,7 Kg en el total que también es significativa con un valor-p de 0.000491. (figura 14).

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Figura 14 Diferencias en peso máximo levantado en relación a los records mundiales. Atletas medallistas vs atletas no medallistas. ** valores muy significativos p < 0,01. A partir de lo anterior, se analizó el rendimiento en cuanto al peso levantado por atleta en comparación a los records mundiales de su categoría en subdivisiones por genotipo (figuras 15, 16 y 17). El desempeño individual por pesista en relación al record mundial en su categoría arrojo que los pesistas de genotipo RR poseían un rendimiento superior en la modalidad de arranque que en la del envión, diferencia en promedio de ,3 Kg (no significativa p = 0,0949 (figura 15). Por su parte, los pesistas de genotipo RX poseían un rendimiento también superior en arranque que en envión, sin embargo con una menor diferencia entre ambas modalidades (2,7Kg no significativa p = 0,26318131) en relación a lo visto en los atletas RR (figura 16). Y por último, los pesistas de genotipo XX poseían un mejor rendimiento en la modalidad de envión por encima de la de arranque (diferencia de 2,8Kg no significativa p = 0,14228553) (figura 17).

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Figura 15 Pesistas de genotipo RR. Diferencias individuales por atleta entre su peso máximo levantado en relación al record mundial de su categoría de competición

Figura 16 Pesistas de genotipo RX. Diferencias individuales por atleta entre su peso máximo levantado en relación al record mundial de su categoría de competición.

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Figura 17 Pesistas de genotipo XX. Diferencias individuales por atleta entre su peso máximo levantado en relación al record mundial de su categoría de competición.

De acuerdo con ese análisis, se encontró que los pesistas de genotipo RR se encontraron en promedio en -20,6 Kg por debajo del record mundial en la modalidad de arranque, -25,9 Kg en la modalidad de envión y -43,3 Kg en el total. A su vez, los pesistas de genotipo RX se encontraron en promedio -17,1 Kg por debajo del record en arranque, - 19,8 Kg en el envión y -33 Kg en el total. Por último, los pesistas de genotipo XX se encontraron en promedio -24,5 Kg por debajo del record mundial en arranque, -21,8 Kg para la modalidad de envión y -42 Kg en el total.

A partir de estos datos, se realizó una comparación del rendimiento en las 3 modalidades (arranque, envión y total) entre los tres grupos genotípicos. Si bien para los tres movimientos el grupo RX presentó los valores más bajos, solo se encontraron diferencias significativas en la comparación de los grupos RX vs XX en la modalidad de arranque (p = 0,03980763). Las relaciones RR vs RX y RR vs XX no arrojaron diferencias significativas (figura 18).

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Figura 18 Diferencias entre el peso máximo levantado por movimiento en relación a los records mundiales del Total de la muestra por genotipos. * Valor significativo p < 0,05. Al analizar las diferencias combinadas agrupando grupos por alelos, poseedores del alelo R (RR+RX) vs XX y poseedores del alelo X (RX+XX) vs RR no se encontraron diferencias significativas en ningún caso., (figura 19 y 20).

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Figura 19 Relación RX + XX vs RR. Diferencias máximo peso levantado en relación a los records mundiales por grupos de alelos. * Valor significativo p < 0,05.

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Figura 20 Relación RR + RX vs XX. Diferencias máximo peso levantado en relación a los records mundiales por grupos de alelos.

También se analizaron las diferencias de rendimiento por sexo. En los hombres no se encontraron diferencias significativas entre los grupos (figura 21). Sin embargo, en mujeres si se encontró para la modalidad de envión en relación a los genotipos RR vs RX (p = 0,0495473) (figura 22). En el grupo de las mujeres no se realizaron comparaciones contra el genotipo XX debido a la falta de atletas con este genotipo.

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Figura 21 Grupo masculino. Diferencias máximo peso levantado en relación a los records mundiales por genotipos.

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Figura 22 Grupo femenino. Diferencias máximo peso levantado en relación a los records mundiales por genotipos.

Como los mejores rendimientos y logros deportivos de Colombia en la halterofilia en cuestión de medalleria en competencias internacionales se han dado en las categorías livianas (por debajo de 77 Kg en hombres y 69 Kg en mujeres), se decidió analizar el rendimiento en estas categorías livianas en donde se encontró que los deportistas de genotipo RX tenían rendimientos significativamente superiores en relación al grupo RR en el envión (p = 0,03105) y en el total (p = 0,02280). En relación al grupo XX se encontraron diferencias significativas en arranque (p = 0,00441231), en envión (p = 0,0303835) y en el total (p = 0,0027141). La relación RR vs XX no encontró diferencias significativas. (figura

23).

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Figura 23 Grupo pesistas hasta 77Kg. Diferencias máximo peso levantado en relación a los records mundiales por genotipos. *Valor significativo p < 0,05; **Valor muy significativo p < 0,01. En el grupo de los hombres solo se encontraron diferencias significativas entre los grupos RX y XX únicamente en el total (p=0,0183572)(figura 24). En las mujeres se encontraron diferencias significativas únicamente entre RR y RX en la modalidad de envión (ver figura 22).

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Figura 24 Grupo pesistas hombres hasta 77Kg. Diferencias máximo peso levantado en relación a los records mundiales por genotipos. *Valor significativo p < 0,05; **Valor muy significativo p < 0,01.

5.4 Análisis mediante Coeficiente Sinclair

Por último, se realizó un análisis del rendimiento de los pesistas mediante el Coeficiente Sinclair. Este coeficiente es utilizado por la Federación Internacional de Halterofilia para comparar a los pesistas de diferentes edades y categorías de peso (IWF, 2017). Bajo este parámetro, se analizaron a los deportistas ganadores de medallas mundiales y/u olímpicas en relación a los demás pesistas, en donde se encontró que tanto en hombres como en mujeres los medallistas poseían en promedio un puntaje Sinclair mayor en relación a sus contrapartes no medallistas, sin embargo las diferencias solo fueron significativas para el grupo masculino mas no para el femenino (hombres p = 0,00059 y mujeres p = 0,063282799) (figuras 25 y 26)

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Figura 25 Coeficiente Sinclair hombres medallistas vs no medallistas. **Valor muy significativo p < 0,01.

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Figura 26 Coeficiente Sinclair mujeres medallistas vs no medallistas Por otra parte, al analizar a los pesistas por grupos genotípicos en relación al coeficiente Sinclair, encontramos que en los hombres, los pesistas de genotipo RX presentaron un puntaje superior al de los pesistas de los grupos RR y XX, sin embargo, las diferencias no fueron significativas (RX vs RR p=0,0735 y RX vs XX p=0,0844) (figura 27). En el grupo de las mujeres, también las pesistas de genotipo RX poseían un puntaje superior a sus contrapartes RR y XX, sin embargo las diferencias tampoco fueron significativas (RX vs RR p= 0,1614 y RX vs XX no se realizó debido a la falta de atletas del grupo XX)(figura

28).

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Figura 27 Coeficiente Sinclair hombres por grupos genotípicos. *Valor significativo p < 0,05.

p. 75

Figura 28 Coeficiente Sinclair mujeres por grupos genotípicos. Al analizar en el coeficiente Sinclair en las categorías más livianas de mejores resultados deportivos para Colombia (hasta 77 Kg en hombres y hasta 69 Kg en mujeres), se encontraron diferencias significativas del grupo RX en comparación al grupo XX (p = 0,0028343) en los hombres (RX vs RR p= 0,0598(figura 29). En las mujeres no se encontraron diferencias significativas (ver figura 28).

p. 76

Figura 29 Coeficiente Sinclair hombres hasta 77Kg por grupos genotípicos. **Valor significativo p <

0,01.

p. 77

6 DISCUSIÓN

La relación entre el polimorfismo ACTN3 R577X, el estatus y rendimiento deportivo ya ha sido estudiado a nivel mundial (Alfred et al., 2011; Druzhevskaya, Ahmetov, Astratenkova, & Rogozkin, 2008; Nir Eynon et al., 2012; Yang et al., 2003). En algunas de las investigaciones se observó relación entre el genotipo RR y el alelo R con el rendimiento deportivo en deportes de velocidad y potencia (N. Eynon et al., 2009a; Papadimitriou, Papadopoulos, Kouvatsi, & Triantaphyllidis, 2008), sin embargo, otros estudios no encontraron relación entre este polimorfismo y el rendimiento en deportes con estas características (Grenda et al., 2014;A. Scott et al., 2010). Por otra parte, estudios analizaron la relación entre el genotipo XX y el rendimiento en deportes de resistencia en los cuales algunos encontraron relación positiva (Ginevičienė et al., 2010; Mägi et al., 2016) mientras otros no encontraron ninguna relación entre este genotipo y el rendimiento (Döring et al., 2010; Li et al., 2017; Lucia et al., 2006).

En esta investigación se encontraron frecuencias genotípicas para el total de la muestra de 50% de genotipo RR (n=13), 35%(n=9) eran de genotipo RX y 15%(n=4) eran de genotipo XX. Estos resultados son similares con lo encontrado en otros estudios como los de Niemi & Majamaa (2005) con 50% RR, 35% RX y 15%XX en atletas de resistencia, Papadimitriou et al. (2008) con 47,9% RR, 35,7% RX y 16,4% XX en atletas de velocidad, N. Eynon et al. (2009) con 50% RR, 36% RX y 14% XX en atletas de velocidad, Grenda et al. (2014) con 48,3% RR, 38,1% RX y 13,6% XX en atletas de velocidad y con Li et al.(2017) con 52,6% RR, 36,9% RX y 10,5% XX en la población atleta. Ahora bien, los estudios realizados incluyendo levantadores de pesas encontraron unas frecuencias genotípicas de 39,7% RR, 53,9% RX y 6,4% XX (Druzhevskaya et al., 2008), 34% RR, 53,2% RX y 12,8% XX (Ginevičienė et al., 2010) y 39,3% RR, 39,3% RX y 21,4% XX (Wessner et al., 2016) las cuales difieren un poco de las encontradas en este estudio, exceptuando el de Wessner et al., (2016) cuyos porcentajes se asemejan a los encontrados en el grupo de los hombres de la presente investigación. No obstante, esos estudios contemplaron a la población pesista en conjunto con otros deportes

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de velocidad y potencia mientras en este estudio se analizó a los pesistas de manera independiente.

El estudio de Kim et al. (2014) si tomó un grupo de únicamente pesistas en el cual encontró frecuencias genotípicas de 39,7% RR (n=25), 44,4%RX (n=28) y 15,9% XX (n=10) lo cual concuerda con lo encontrado por este estudio en relación al porcentaje de genotipo XX en la población pesista. Por su parte, Cięszczyk et al. (2011) tambien tomaron un grupo exclusivo de pesistas en el cual encontraron un 42,86% de RR, 50% de RX y 7,14% de XX, encontrando un porcentaje menor de XX que lo encontrado en la presente investigacion. Al igual que en el presente estudio, tanto Kim et al. (2014) como Cięszczyk et al. (2011) no identificaron una relación entre el genotipo de ACTN3 y el rendimiento en el deporte. Sin embargo, esta conclusión es basada en las frecuencias genotípicas del grupo pesista en relación a poblaciones no atletas, y no en un análisis interno del grupo de pesistas en relación al rendimiento real en el deporte a nivel mundial. En el trabajo de Kim 23 de los pesistas eran medallistas mundiales u olímpicos, sin embargo, la investigación no especifica las frecuencias genotípicas de ese grupo de pesistas medallistas. La gran mayoría de las investigaciones sobre el polimorfismo ACTN3 R577X deducen la relación positiva entre el polimorfismo con el estatus y rendimiento deportivo a partir de la comparación de las frecuencias genotípicas entre los grupos de atletas y los grupos controles, cabe aclarar que la mayoría de los estudios fundamentan el rendimiento deportivo sobre el nivel de competición del atleta (nacional o internacional). En este aspecto, concluyen que una menor frecuencia del genotipo XX (deficiencia de alfa actinina 3) en la población atleta en relación a los controles es un indicador de la relación del polimorfismo con el rendimiento. Ahora bien, en las investigaciones en las que se encontraron relaciones positivas las frecuencias del genotipo XX eran en general menores al 10% (Cięszczyk et al., 2011; Druzhevskaya et al., 2008a; Jastrzebski et al., 2014; Niemi & Majamaa, 2005; Scott et al., 2009; Yang et al., 2003a) además de la frecuencia del genotipo XX en la población general de alrededor de 19% reportada por MacArthur & North (2004).

Bajo este parámetro, si bien la presente investigación no posee un grupo control con el cual contrastar las frecuencias genotípicas, basándonos en lo encontrado en la literatura, podríamos deducir que el polimorfismo ACTN3 R577X no tiene influencia en que

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un individuo pueda o no llegar a ser un pesista de alto rendimiento en Colombia y representar al país internacionalmente.

No obstante, no se concuerda totalmente con este tipo de análisis para determinar la influencia del polimorfismo con el rendimiento deportivo, puesto que no realiza una comparación interna del grupo atleta en sobre variables de rendimiento propias del deporte. Es decir, las frecuencias genotípicas del grupo atleta no son tan relevantes en la medida que el rendimiento deportivo al ser de carácter multifactorial, permite que atletas que no posean un factor (como en este caso la proteína alfa actinina 3) puedan alcanzar altos rendimientos deportivos debido a otros factores. Ahora bien, una muestra de atletas de alto rendimiento representa un grupo de individuos previamente seleccionados del resto de la población ya sea por selección natural (desempeño deportivo) o por programas especializados de detección de talentos que contemplan una gran variedad de factores del rendimiento deportivo. Por ello, realizar un análisis de las influencias genotípicas dentro del grupo de atletas frente a variables del rendimiento reales de la competencia del deporte si permite observar si ciertos genotipos representan una ventaja competitiva para un individuo frente a otros también altamente cualificados para ese deporte.

Por esto, al analizar los grupos genotípicos en relación a los parámetros de rendimiento deportivo escogidos en la presente investigación, encontramos que el 27% de la muestra (n=7) había sido medallista mundial u olímpica, y que este grupo de los atletas medallistas poseían un rendimiento significativamente superior en arranque (p= 0,0004241), envión (p= 0,0001751) y total de peso levantado (p= 0,000491) en relación al record mundial de su categoría. También tenían puntajes Sinclair superiores en comparación a los atletas no medallistas en hombres como en mujeres, sin embargo la diferencia solamente fue significativa en el grupo de los hombres (p= 0,0005953). Estos valores significativos indican que dentro del grupo de pesistas si hay unos atletas que sobresalen del resto del grupo y que los parámetros de evaluación del rendimiento escogidos sí funcionan como medio de comparación y análisis del rendimiento de los pesistas.

Analizando el rendimiento por genotipos, en primer lugar en relación a los logros deportivos, del total de medallistas mundiales u olímpicos, el 71% (n=5) resultó ser de genotipo RX, con el 29% (n= 2) restante siendo RR. Además, todos los poseedores de

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records panamericanos son atletas del genotipo RX exceptuando un atleta que es de genotipo RR. Por su parte, no se encontraron medallistas mundiales u olímpicos de genotipo XX, similar a lo reportado por Yang et al. (2003) que tampoco encontró atletas XX en que hubiesen participado a nivel olímpico.

Otro de los parámetros del rendimiento escogidos fue la diferencia del máximo peso levantado por el pesista en cada movimiento de competición, como en el total, con el fin de poder observar diferencias en la ejecución de cada uno de los movimientos. Esto a razón de que existen deportistas con rendimientos superiores o cuya especialidad es el arranque por encima del envión y viceversa. Interesantemente, observando las diferencias de rendimiento en las modalidades de competición del deporte para cada grupo, los grupos con el alelo R (RR y RX) poseían rendimientos superiores en el movimiento de arranque por encima del envión. Lo cual, al ser el movimiento de arranque más explosivo que el del envión, los resultados tendrían sentido con lo previamente reportado en cuanto al alelo R y su relación con niveles superiores de rendimiento en velocidad y potencia (Druzhevskaya et al., 2008; N. Eynon et al., 2009; Kothari et al., 2011; Yang et al., 2003). Por otra parte, el grupo XX poseía rendimientos superiores en el envión por encima del arranque. El movimiento del envión al ser menos explosivo podría ser la explicación de porqué los atletas de genotipo XX tuvieran mejores rendimientos en este movimiento en comparación al arranque, lo que iría en línea con lo encontrado en cuanto a que el genotipo XX (deficiencia de alfa actinina 3) no estaría asociado con el rendimiento en potencia y velocidad. (Cięszczyk et al., 2011; Druzhevskaya et al., 2008) Ahora bien, las diferencias de rendimiento de un movimiento al otro fueron menores en el grupos RX y XX que en el grupo RR, no obstante, los valores del grupo RX eran menores que aquellos del grupo XX, lo cual podría ser la razón de un mejor rendimiento global para el grupo RX.

Sobre este aspecto, al mirar las diferencias de rendimiento entre grupos genotípicos, encontramos que el grupo de genotipo RX en peso levantado en las modalidades de arranque, envión y total, presentó valores de rendimiento superiores en comparación a los otros 2 grupos (RR y XX), siendo significativas las diferencias en el arranque en relación al grupo XX (p = 0,03980763).

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Al comparar por grupos de alelos, ni la relación RX+XX vs RR como la relación RR+RX vs XX resultaron ser significativas en ninguno de los casos. Contrario a lo encontrado en otras investigaciones en otros deportes de velocidad y potencia en donde si encontraron una relación positiva entre los grupos del alelo R (RR+RX) en cuanto al rendimiento deportivo en contraste con el alelo X (Cięszczyk et al., 2011; Druzhevskaya et al., 2008; Mikami et al., 2013).

Al dividir los grupos por sexo, también se encontró que el genotipo RX tenía rendimientos superiores, con valores significativos en el grupo de las mujeres entren los grupos RR vs RX en el envión e interesantemente en los hombres también en el envión los genotipos RX y XX presentaron un valor promedio igual.

Por último, al observar únicamente las categorías más livianas (<77Kg) en donde Colombia ha tenido los mayores resultados deportivos en cuanto a medallería internacional, si se encontraron diferencias significativas del grupo RX en relación al RR en envión (p= 0,03105) y en el total (p= 0,02280), así como diferencias significativas del grupo RX vs XX en todos los movimientos de competición: arranque p= 0,004441, envión p= 0,0303 y total p= 0,00271 en el total de la muestra. Lo que podría indicar una ventaja competitiva del genotipo RX en comparación a los otros dos en las en la consecución de altos logros deportivos, especialmente en las categorías livianas.

Finalmente, en cuanto al tercer parámetro de evaluación del rendimiento, los atletas de genotipo RX tenían valores superiores del coeficiente Sinclair tanto en el grupo de los hombres como en el de las mujeres. Sin embargo, aunque solo se encontraron diferencias significativas entre el genotipo RX vs XX (p=0,002834) y cuasi significativas entre RX vs RR (p= 0,05986) en el grupo de los hombres de categorías livianas (<77Kg). Los resultados encontrados bajo este tercer parámetro concuerdan con lo encontrado en los dos previos y soportan la tendencia de una ventaja competitiva del genotipo RX en cuestión al rendimiento deportivo en la halterofilia.

Solamente la investigación de Mikami et al. (2013) reportó una comparación similar a la que se plantea, puesto que observaron el rendimiento de atletas de velocidad en pruebas de 100m y 400m. En esa investigación encontraron que los atletas de genotipos RR y RX presentaron tiempos inferiores en los 100m planos en comparación a los atletas XX.

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Además, reportaron que solo atletas de genotipos RR y RX lograron sobrepasar la marca clasificatoria para los Juegos Olímpicos de Londres 2012 (10,24s.). Aunque en esa investigación asocia a los genotipos RR y RX con el rendimiento deportivo mientras en la presente se asocia al genotipo RX, es cierto que los deportes estudiados tienen características competitivas diferentes por lo que es aceptable que tengan resultados diferentes. Ambas investigaciones soportan el planteamiento de la importancia de realizar comparaciones dentro del grupo de atletas en cuanto a las variables propias del rendimiento en el deporte para obtener un resultado más veraz de la influencia del polimorfismo sobre el rendimiento deportivo.

Aunque estos resultados, que indican que el genotipo RX podría tener una mayor relación con niveles superiores de rendimiento en halterofilia, no concuerdan enteramente con lo encontrado en otras investigaciones en las que se asociaba más al genotipo RR con los niveles superiores de estatus atlético y rendimiento deportivo. Gran parte de las investigaciones contemplaron deportes más asociados a la velocidad-potencia como atletismo de velocidad, natación de velocidad, etc. En estos no solo el deporte se caracteriza por un enfoque más hacia la velocidad que hacia la fuerza en la dimensión de la potencia, sino que también las características de los movimientos son de tipo cíclico repetitivo. Por ejemplo el trabajo de A. Scott et al. (2010) en donde encontraron frecuencias superiores de RR en comparación a RX (75% vs 22%) en atletas de velocidad en Jamaica y (70% vs 28%) en EEUU, población de alto nivel en el atletismo de velocidad. En contraste, la halterofilia es un deporte de características más de fuerza-potencia, en el que los movimientos de competición son de una única ejecución no repetitiva (Kim et al., 2014). En este mismo punto, Roth, Walsh, Liu, Metter, Ferrucci, & Hurley (2008) encontraron una frecuencia elevada del genotipo RX (~62%) en atletas de deportes de fuerza. Esto podría significar que el genotipo RR podría ser beneficioso para deportes de velocidad- potencia, mientras el RX estaría más asociado a los deportes de fuerza-potencia. Por otra parte, Hogarth et al. (2016) encontraron una producción de fuerza similar entre ratones de genotipos RR y RX pero con menor tamaño de fibras (~19% menor, p < 0,01) y cantidad de masa muscular en RX lo que podría inducir diferencias de masa y peso corporal entre RR y RX a un mismo nivel de producción de fuerza. Esto podría ser la

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explicación de rendimientos superiores en RX debido a que es igual la producción de fuerza a menor peso corporal, lo cual es determinante en las pesas para la categoría de competición. Es decir, al ser un deporte de competición por categorías de peso, una producción de fuerza similar pero con un peso corporal inferior podría darle una ventaja competitiva a pesistas RX sobre los pesistas RR, más pesados a similar producción de fuerza. En relación a este aspecto, Kikuchi et al. (2013) en su investigación en el deporte de la lucha, donde también se compite por categorías de peso, encontraron que había más atletas de genotipo RX en nivel internacional de competición que atletas RR (62% RX vs 27% RR). Además, la diferencia RX vs RR fue superior en el nivel internacional que en el nacional (~35% en nivel internacional vs ~14% en nivel nacional) de lo cual se podría deducir un incremento de la influencia de RX a mayor nivel de competición, lo que concuerda con los resultados encontrados en esta investigación.

Hogarth et al. (2016) también encontraron que los niveles de fuerza para el genotipo RX y RR eran superiores a los de genotipo XX, con diferencia significativa entre RX y XX (34% superior, p> 0.01 ) lo cual tambien soportaria las diferencias RX vs XX encontradas en la presente investigación. Clarkson et al. (2005) tambien encontro diferencias significativas en cuanto a los niveles de fuerza entre mujeres no atletas de genotipo RX en comparación con mujeres del genotipo XX (p < 0,05).

La investigación de Hogarth et al. (2016) no fue realizada en humanos sino en ratones, en los cuales el procentaje de fibras de contracción rapida en el musculo es superior a los humanos, por lo que la influencia del polimorfismo podria ser más visible e influyente en ellos, ya que afecta directamente las fibras rápidas. Sin embargo, los resultados encontrados podrían explicar de cierta manera la forma en la que el genotipo influenciaría al individuo. Este último punto es importante debido a que como el polimorfismo ACTN3 R577X afecta las fibras de contracción rápida, la magnitud de su efecto e influencia en el individuo dependerá de la cantidad de fibras rápidas que este posea, siendo menor la influencia a menor cantidad de fibras y viceversa.

Es así como podríamos encontrar un atleta de genotipo XX que aún con el déficit de alfa actinina 3, que indicaría una menor producción de fuerza y tamaño de sus fibras de contracción rápida, equiparara o superara el nivel de producción de fuerza explosiva

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de un atleta RX o RR; si el atleta XX poseyera mayor cantidad de fibras rápidas que su contraparte RX o RR.

Esto en el sentido que el rendimiento deportivo es de carácter multifactorial, y que la influencia de un factor como en este caso la presencia o ausencia de alfa actinina 3 en la fibra muscular esta interrelacionado con otros factores. Por ello no es viable realizar una sentencia contundente sobre un atleta y sus posibilidades de lograr grandes rendimientos deportivos a partir de una sola variable, sino que debe ser contemplada junto con una extensa gama de variables y factores que potencian el rendimiento deportivo en un deporte específico. Ahora bien, aunque los resultados encontrados indican una relación positiva entre el genotipo RX con rendimientos superlativos en la halterofilia, el presente estudio presentó limitaciones debido al tamaño de la muestra y la falta de un grupo control para contrastar las frecuencias genotípicas encontradas. Por esto es necesario realizar futuras investigaciones con grupos más grandes y en diferentes poblaciones con el fin de soportar y validar los resultados encontrados.

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7 CONCLUSIONES

En conclusión, se determinó que la frecuencia del polimorfismo ACTN3 R577X en los levantadores de pesas colombianos fue similar a lo encontrado en otros estudios, con un porcentaje del genotipo XX alrededor de lo común encontrado en la población en general reportada en otras latitudes. Debido a ello, si bien no se tuvo una población control en Colombia, los resultados encontrados no indican una relación entre el polimorfismo ACTN3 R577X y el estatus atlético de los individuos en cuanto a ser o no un pesista de alto rendimiento.

Al comparar los grupos genotípicos en términos del rendimiento deportivo, los resultados sugieren una relación significativa entre el genotipo RX y mayores rendimientos y resultados deportivos en la halterofilia, evidenciada en los tres parámetros de rendimiento evaluados. No obstante, los resultados encontrados no concuerdan con lo encontrado en estudios previos en donde se asociaba al genotipo RR con mayores rendimientos deportivos. Estos resultados plantean la necesidad de explorar la hipótesis de que el genotipo RR este más relacionado con el rendimiento en deportes de velocidad y potencia, mientras el genotipo RX este más relacionado con deportes de fuerza y potencia, especialmente en deportes en los que el peso corporal es un factor clave en la competencia.

Por último, al considerar la relación e influencia del polimorfismo sobre el rendimiento deportivo, aun cuando se encontraron pesistas de alto rendimiento con cada uno de los genotipos, aquellos poseedores del genotipo RX tendrían una ventaja competitiva sobre los demás en cuanto a la posibilidad de alcanzar logros deportivos mayores en halterofilia. Esta ventaja podría ser a causa de elevados niveles de producción de fuerza a menor peso corporal del atleta.

LIMITACIONES

Una de las limitaciones del presente estudio se deben al tamaño de la muestra, ya que en una muestra pequeña un valor que salga de la tendencia normal de la desviación estándar de su grupo tiene una influencia estadística superior sobre de los datos a la que tendría en una

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muestra de mayor tamaño, impidiendo así revelar una relación significativa que en realidad pudiese existir.

Por otra parte, en este estudio no se utilizó un grupo control no atleta ya que se analizó la influencia del polimorfismo sobre el rendimiento deportivo a partir del análisis interno del grupo de atletas en relación a variables específicas del rendimiento en halterofilia, por lo que la comparación con un grupo control de población no atleta no hubiese sido determinante para el análisis de los datos. En esto esta investigación se diferenció de la gran mayoría de las investigaciones en las que se basaba la influencia del polimorfismo en el rendimiento a partir de diferencias de frecuencia genotípica entre población atleta y población control. Sin embargo, es una limitante puesto que la posibilidad de observar las frecuencias genotípicas en la población colombiana, teniendo en cuenta la diversidad étnica y regional del país, ayudaría a corroborar o descartar la relación negativa entre el polimorfismo y el estatus atlético planteada en esta investigación, así como aportar al conocimiento sobre la distribución del polimorfismo en la población colombiana.

RECOMENDACIONES

Se recomienda realizar futuras investigaciones con un tamaño muestral mayor con el fin de aportar un mayor soporte a los resultados encontrados, así como tener un grupo control no solo para contrastar las frecuencias encontradas en las poblaciones atleta sino también para determinar la frecuencia del polimorfismo en la población colombiana. Además, de acuerdo con los resultados encontrados se recomienda realizar futuras investigaciones en modalidades deportivas en las que la competencia se lleve a cabo por subdivisiones de categorías de peso, para analizar a mayor profundidad la influencia del genotipo RX en el rendimiento deportivo y la variable del peso corporal. Por último, se recomienda realizar comparaciones al interior de los grupos atletas en relación a variables específicas de la competencia del deporte con el fin de observar la influencia real de los genotipos sobre el rendimiento deportivo.

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8 REFERENCIAS

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https://doi.org/10.1086/377590

p. 94

10. ANEXOS

Anexo 1 consentimiento informado

CONSENTIMIENTO INFORMADO

La Universidad de Ciencias Aplicadas y Ambientales (U.D.C.A) y El Comité Olímpico Colombiano, le invita a participar en la investigación denominada “Análisis exploratorio de la relación entre el polimorfismo ACTN3 R577X y el rendimiento deportivo en levantadores de pesas colombianos”, que tiene como fin analizar la frecuencia del polimorfismo en pesistas colombianos, además de observar la pertinencia del polimorfismo en la población colombiana y su relación con el rendimiento deportivo en halterofilia. Para efectos de la investigación, se realizará una extracción de 10ml de sangre por punción venosa una (1) sola vez que será realizada por una profesional del área de la salud, especialista en bacteriología. Las muestras de sangre se utilizaran única y exclusivamente para la extracción y análisis del ADN en relación al polimorfismo ACTN3 R577X. Los datos obtenidos de la investigación podrán ser utilizados en procesos académicos, informes y publicaciones, sin embargo, el equipo investigador mantendrá la confidencialidad relacionada con su privacidad e identidad la cual no será publicada. De acuerdo con el artículo 11 de la resolución 8430 del 4 de octubre de 1993 de la República de Colombia, la presente investigación es de riesgo mínimo, sin embargo podrán producirse algunas molestias de dolor localizado en el sitio de punción para la extracción de la sangre. Los beneficios de la presente investigación están relacionados con el aporte a mejorar los procesos de preparación deportiva en relación al rendimiento en potencia y al deporte de altos logros.

Ante cualquier duda acerca de los procedimientos, riesgos, beneficios y otros asuntos relacionados con la investigación, podrá realizar las preguntas que considere necesarias previo a la firma de este consentimiento. Además posee la libertad de retirar su consentimiento en cualquier momento y dejar de participar en el estudio. De acuerdo con lo anterior, yo _________________________________________ identificado(a) con el número C.C/T.I ________________ expedida en __________________, certifico que he leído, que he sido informado y soy consciente de los objetivos, de la naturaleza y finalidad de los procedimientos y de los riesgos previsibles e imprevisibles de la investigación. Por ello, de manera libre y espontánea y en pleno uso de mis facultades mentales superiores, expreso mi consentimiento y decisión para participar de forma voluntaria en la presente investigación. Autorizo al uso y publicación de los datos obtenidos de acuerdo a las especificaciones explicadas en este consentimiento. Dado en Bogotá, D.C. a los ___ días, del mes de _____________ del año ______.

_______________________ _________________________________ Firma del atleta Firma del profesional que toma la muestra

p. 95

________________________ Firma del Investigador

Cita: Strucky Byler, Lucas Benjamín (2018), Análisis exploratorio de la relación entre el polimorfismo ACTN3 R577X y el rendimiento deportivo en levantadores de pesas colombianos, Universidad de Ciencias Aplicadas y Ambientales, p. N. https://repository.udca.edu.co/handle/11158/1056