Wpływ 8-miesięcznego treningu sportowego na stężenie naczyniowo-śródbłonkowego czynnika wzrostu u młodych lekkoatletów – udział adaptacyjnej angiogenezy w kształtowaniu wydolności tlenowej

• Authors: Zbigniew Krenc , Wojciech Mazurowski , Marzenna Wosik-Erenbek , Magdalena Wiszniewska

Title variants

EN

The effects of an 8-month sports training on the levels of vascular endothelial growth factor in young athletes – the role of adaptive angiogenesis in the development of the aerobic capacity

• Languages of publication: EN PL

Abstracts

EN

A long-term sports training induces morphological and functional changes in the cardiovascular system, with the activation of angiogenesis being one of the most significant ones. Aim: The aim of the study was to assess the impact of an 8-month sports training on the serum levels of vascular endothelial growth factor and the physical performance in young athletes. Material and methods: A total of 28 sports middle school students (athletics faculty) aged 13 years, including 14 boys and 14 girls, were included in the study. All participants underwent clinical assessment at each stage of the study. Electrocardiographic and echocardiographic examinations were performed. Furthermore, the levels of vascular endothelial growth factor were measured and a cardiac stress test was performed, the outcome of which was used to calculate the physical working capacity (PWC170). Results: There was a statistically significant decrease (274.3 ± 195.7 vs. 193.8 ± 153.8 ng/ml, p < 0.001) in the serum levels of vascular endothelial growth factor during the 8-month sports training. The levels were significantly lower in male athletes both at baseline (196.2 ± 157.3 vs. 352.4 ± 204.0 ng/ml, p = 0.02), and at the end of the observation period (139.6 ± 110.9 vs. 247.9 ± 174.6 ng/ml, p = 0.003). In the same period, the average PWC170 value increased throughout the study group (108.6 ± 28.1 vs. 119.0 ± 34.1 W, p = 0.02), and sex-related statistically significant changes occurred only on the male group of athletes. No statistically significant correlations were found between the relative changes in the levels of vascular endothelial growth factor and the PWC170 index (Spearman’s rank correlation coefficient – Rs 0.158, p > 0.05). Conclusions: Long-term sports training results in a decrease in the levels of vascular endothelial growth factor. At the same time, physical efficiency improvement is observed, which may suggest the involvement of adaptive, exerciseinduced angiogenesis in the skeletal muscles. However, the observed changes show distinct differences depending on the sex.

PL

Długotrwały trening sportowy prowadzi do morfologicznych i czynnościowych zmian w układzie sercowo-naczyniowym, wśród których ważne miejsce zajmuje aktywacja procesów angiogenezy. Cel pracy: Celem pracy była ocena wpływu 8-miesięcznego treningu sportowego na stężenie naczyniowo-śródbłonkowego czynnika wzrostu w surowicy oraz wydolność fizyczną u młodych lekkoatletów. Materiał i metody: Badaniem objęto 28 uczniów gimnazjum sportowego o profilu lekkoatletycznym w wieku 13 lat, w tym 14 chłopców i 14 dziewcząt. Na każdym etapie badania wszyscy uczestnicy zostali poddani ocenie klinicznej. Wykonano u nich badania elektrokardiograficzne oraz echokardiograficzne. Oznaczono także stężenie naczyniowo-śródbłonkowego czynnika wzrostu oraz przeprowadzono próbę wysiłkową, której wynik posłużył do wyliczenia wskaźnika wydolności tlenowej PWC170. Wyniki badań: Podczas 8-miesięcznego treningu stężenie naczyniowo- -śródbłonkowego czynnika wzrostu w surowicy zmniejszyło się istotnie statystycznie (274,3 ± 195,7 vs 193,8 ± 153,8 ng/ml, p < 0,001). Jego stężenie było też istotnie niższe w grupie sportowców płci męskiej, zarówno na początku (196,2 ± 157,3 vs 352,4 ± 204,0 ng/ml, p = 0,02), jak i na końcu okresu obserwacji (139,6 ± 110,9 vs 247,9 ± 174,6 ng/ml, p = 0,003). W tym samym okresie średnia wartość wskaźnika PWC170 zwiększyła się w całej badanej grupie (108,6 ± 28,1 vs 119,0 ± 34,1 W, p = 0,02), a w odniesieniu do płci zmiany istotne statystycznie wystąpiły tylko u sportowców płci męskiej. Nie stwierdzono istotnych statystycznie korelacji pomiędzy względnymi zmianami stężenia naczyniowo-śródbłonkowego czynnika wzrostu i wartości wskaźnika PWC170 (współczynnik korelacji rang Spearmana – Rs 0,158, p > 0,05). Wnioski: Podczas długotrwałego treningu sportowego dochodzi do obniżenia stężenia naczyniowo-śródbłonkowego czynnika wzrostu. Jednocześnie obserwowana poprawa wydolności fizycznej może sugerować, że odbywa się to przy udziale adaptacyjnej, indukowanej wysiłkiem fizycznym angiogenezy w mięśniach szkieletowych. Zmiany te wykazują jednak wyraźne różnice zależne od płci.

Keywords

EN

angiogenesis; angiogeneza; athletes; naczyniowo-śródbłonkowy czynnik wzrostu; physical efficiency; sportowcy; vascular endothelial growth factor; wydolność fizyczna

Discipline

• MEDICINE: MEDICINE

• Publisher: Medical Communications
• Journal: Pediatria i Medycyna Rodzinna
• Year: 2015
• Volume: 11
• Issue: 4
• Pages: 402–409

Contributors

author

Zbigniew Krenc

• Pracownia Kardiologii Sportowej przy Klinice Pediatrii, Kardiologii Prewencyjnej i Immunologii Wieku Rozwojowego, Uniwersytet Medyczny w Łodzi, Polska. Kierownik Pracowni: dr n. med. Zbigniew Krenc, Kierownik Kliniki: prof. dr hab. n. med. Krzysztof Zeman Klinika Pediatrii, Immunologii i Nefrologii, Instytut Centrum Zdrowia Matki Polki, Łódź, Polska. Kierownik Kliniki: prof. dr hab. n. med. Krzysztof Zeman

author

Wojciech Mazurowski

• Pracownia Kardiologii Sportowej przy Klinice Pediatrii, Kardiologii Prewencyjnej i Immunologii Wieku Rozwojowego, Uniwersytet Medyczny w Łodzi, Polska. Kierownik Pracowni: dr n. med. Zbigniew Krenc, Kierownik Kliniki: prof. dr hab. n. med. Krzysztof Zeman Klinika Pediatrii, Immunologii i Nefrologii, Instytut Centrum Zdrowia Matki Polki, Łódź, Polska. Kierownik Kliniki: prof. dr hab. n. med. Krzysztof Zeman

author

Marzenna Wosik-Erenbek

• Pracownia Kardiologii Sportowej przy Klinice Pediatrii, Kardiologii Prewencyjnej i Immunologii Wieku Rozwojowego, Uniwersytet Medyczny w Łodzi, Polska. Kierownik Pracowni: dr n. med. Zbigniew Krenc, Kierownik Kliniki: prof. dr hab. n. med. Krzysztof Zeman Klinika Pediatrii, Immunologii i Nefrologii, Instytut Centrum Zdrowia Matki Polki, Łódź, Polska. Kierownik Kliniki: prof. dr hab. n. med. Krzysztof Zeman

author

Magdalena Wiszniewska

• Pracownia Kardiologii Sportowej przy Klinice Pediatrii, Kardiologii Prewencyjnej i Immunologii Wieku Rozwojowego, Uniwersytet Medyczny w Łodzi, Polska. Kierownik Pracowni: dr n. med. Zbigniew Krenc, Kierownik Kliniki: prof. dr hab. n. med. Krzysztof Zeman Klinika Pediatrii, Immunologii i Nefrologii, Instytut Centrum Zdrowia Matki Polki, Łódź, Polska. Kierownik Kliniki: prof. dr hab. n. med. Krzysztof Zeman

References

• Krenc Z: Adaptacyjny przerost lewej komory czy kardiomiopatia przerostowa. Choroby Serca i Naczyń 2015; 12: 25–34.
• Cornelissen VA, Fagard RH: Effects of endurance training on blood pressure, blood pressure-regulating mechanisms, and cardiovascular risk factors. Hypertension 2005; 46: 667–675.
• Cornelissen VA, Fagard RH, Coeckelberghs E et al.: Impact of resistance training on blood pressure and other cardiovascular risk factors: a meta-analysis of randomized, controlled trials. Hypertension 2011; 58: 950–958.
• Di Francescomarino S, Sciartilli A, Di Valerio V et al.: The effect of physical exercise on endothelial function. Sports Med 2009; 39: 797–812.
• Gielen S, Schuler G, Adams V: Cardiovascular effects of exercise training: molecular mechanisms. Circulation 2010; 122: 1221–1238.
• Martin-Vazquez M, Reyes Del Paso GA: Physical training and the dynamics of the cardiac baroreflex: a comparison when blood pressure rises and falls. Int J Psychophysiol 2010; 76: 142–147.
• Rowland TW, Rambusch JM, Staab JS et al.: Accuracy of physical working capacity (PWC170) in estimating aerobic fitness in children. J Sports Med Phys Fitness 1993; 33: 184–188.
• Green DJ, Spence A, Rowley N et al.: Vascular adaptation in athletes: is there an ‘athlete’s artery’? Exp Physiol 2012; 97: 295–304.
• Ribatti D: Genetic and epigenetic mechanisms in the early development of the vascular system. J Anat 2006; 208: 139–152.
• Crivellato E: The role of angiogenic growth factors in organogenesis. Int J Dev Biol 2011; 55: 365–375.
• Vinnichuck JD, Gunina LM: [Vascular endothelial growth factor during physical loads with different mechanism of energy’s providing of muscular work]. Fiziol Zh 2015; 61: 63–71.
• Minchenko A, Bauer T, Salceda S et al.: Hypoxic stimulation of vascular endothelial growth factor expression in vitro and in vivo. Lab Invest 1994; 71: 374–379.
• Pugh CW, Ratcliffe PJ: Regulation of angiogenesis by hypoxia: role of the HIF system. Nat Med 2003; 9: 677–684.
• Ferning DG, Gallagher JT: Fibroblast growth factors and their receptors: an information network controlling tissue growth, morphogenesis and repair. Prog Growth Factor Res 1994; 5: 353–377.
• Klagsbrun M, D’Amore PA: Vascular endothelial growth factor and its receptors. Cytokine Growth Factor Rev 1996; 7: 259–270.
• Senger DR, Galli SJ, Dvorak AM et al.: Tumor cells secrete a vascular permeability factor that promotes accumulation of ascites fluid. Science 1983; 219: 983–985.
• Dvorak HF, Brown LF, Detmar M et al.: Vascular permeability factor/ vascular endothelial growth factor, microvascular hyperpermeability, and angiogenesis. Am J Pathol 1995; 146: 1029–1039.
• Liekens S, De Clercq E, Neyts J: Angiogenesis: regulators and clinical applications. Biochem Pharmacol 2001; 61: 253–270.
• Gerwins P, Skoldenberg E, Claesson-Welsh L: Function of fibroblast growth factors and vascular endothelial growth factors and their receptors in angiogenesis. Crit Rev Oncol Hematol 2000; 34: 185–194.
• Hudlicka O, Brown M, Egginton S: Angiogenesis in skeletal and cardiac muscle. Physiol Rev 1992; 72: 369–417.
• Prior BM, Yang HT, Terjung RL: What makes vessels grow with exercise training? J Appl Physiol (1985) 2004; 97: 1119–1128.
• Wagner PD: Diffusive resistance to O2 transport in muscle. Acta Physiol Scand 2000; 168: 609–614.
• Hoier B, Hellsten Y: Exercise-induced capillary growth in human skeletal muscle and the dynamics of VEGF. Microcirculation 2014; 21: 301–314.
• Campos GE, Luecke TJ, Wendeln HK et al.: Muscular adaptations in response to three different resistance-training regimens: specificity of repetition maximum training zones. Eur J Appl Physiol 2002; 88: 50–60.
• Green H, Goreham C, Ouyang J et al.: Regulation of fiber size, oxidative potential, and capillarization in human muscle by resistance exercise. Am J Physiol 1999; 276: R591–R596.
• Shono N, Urata H, Saltin B et al.: Effects of low intensity aerobic training on skeletal muscle capillary and blood lipoprotein profiles. J Atheroscler Thromb 2002; 9: 78–85.
• Yamashita H, Sato N, Yamamoto M et al.: Effect of endurance training on angiogenic activity in skeletal muscles. Pflugers Arch 1993; 422: 332–338.
• Ryan NA, Zwetsloot KA, Westerkamp LM et al.: Lower skeletal muscle capillarization and VEGF expression in aged vs. Young men. J Appl Physiol (1985) 2006; 100: 178–185.
• Jensen L, Bangsbo J, Hellsten Y: Effect of high intensity training on capillarization and presence of angiogenic factors in human keletal muscle. J Physiol 2004; 557: 571–582.
• Wood RE, Sanderson BE, Askew CD et al.: Effect of training on the response of plasma vascular endothelial growth factor to exercise in patients with peripheral arterial disease. Clin Sci (Lond) 2006; 111: 401–409.
• Nazar K, Kaciuba-Uściłko H: Badania ogólno-lekarskie, kontrolne, diagnostyczne i prognostyczne w sporcie dzieci i młodzieży w dostosowaniu do wieku i dyscypliny sportu. Materiały Naukowe II Interdyscyplinarnej Krajowej Konferencji „Prozdrowotne wychowanie fizyczne i sport dzieci i młodzieży”, Warszawa 1996: 51–56.
• Dobrzyński B: Wydolność fizyczna dzieci i młodzieży oraz zawodników wysokiego wyczynu w odniesieniu do wieku, specjalizacji, zmian rozwojowych, adaptacji i wytrzymałości. Materiały Naukowe II Interdyscyplinarnej Krajowej Konferencji „Prozdrowotne wychowanie fizyczne i sport dzieci i młodzieży”, Warszawa 1996: 26–50.

• Document Type: article