INTRODUCCIÓN

La hipertrofia fisiológica del deportista es un hecho conocido en el síndrome del corazón del deportista1. El sistema renina-angiotensina-aldosterona (SRAA) influye en el crecimiento miocárdico, ya que la angiotensina II estimula la síntesis de proteínas cardiacas, mientras que las bradicininas tienen un efecto antiproliferativo2. El ejercicio físico activa el SRAA de tal forma que su sobrestimulación durante largos periodos de entrenamiento se ha relacionado con el desarrollo de hipertrofia ventricular izquierda. En los deportistas de élite y en los sometidos a entrenamiento de alta resistencia aeróbica, es más evidente la hipertrofia fisiológica3. Sin embargo, no todos los deportistas con un entrenamiento aeróbico similar adquieren el mismo grado de hipertrofia, lo que indica que distintos factores genéticos podrían influir en el tamaño del corazón.

Los genes que codifican los componentes del SRAA regulan la concentración de la enzima de conversión de angiotensina (ECA), así como la función y la expresión de la angiotensina II4. Parece que hay relación entre el polimorfismo de inserción/ deleción (I/D) de un elemento alu de 287 pb en el intrón 16 del gen de la ECA y los diferentes grados plasmáticos y tisulares de actividad de la enzima. El alelo D se asocia a niveles de actividad más altos y a una mayor probabilidad de que se produzca hipertrofia con el ejercicio; sin embargo, el papel del polimorfismo I/D de la ECA en el desarrollo del corazón del deportista todavía no está claro. Algunos estudios consideran la hipertrofia del deportista en respuesta al entrenamiento independiente del genotipo I/D5,6. Sin embargo, otros estudios encuentran asociación, aunque con resultados dispares; para unos autores7,8, en deportistas de disciplinas predominantemente aeróbicas la hipertrofia está asociada a los genotipos DD y DI o a la presencia del alelo D, mientras que otros9 encuentran una mayor frecuencia del alelo I.

El objetivo de este estudio es determinar la relación entre el polimorfismo I/D del gen de la ECA y la adaptación al entrenamiento en deportistas españoles de alto nivel de diferentes disciplinas deportivas.

MÉTODO

Población del estudio

De los deportistas de alto nivel que acudieron al Centro de Medicina del Deporte (Consejo Superior de Deportes) durante la temporada 2007-2008 para un reconocimiento médico-deportivo, 299 formaron parte del estudio y firmaron el consentimiento informado: 193 varones (media de edad, 23,8 ± 5,8 años) y 106 mujeres (23,7 ± 5,6 años) de 32 disciplinas deportivas. Fueron agrupados atendiendo a los componentes dinámico y estático según la clasificación de los deportes de Mitchell10.

Se define componente dinámico de clases A (bajo), B (moderado) y C (alto) si el consumo de oxígeno (VO2) requerido en la competición es < 40%, entre el 40 y el 70% o > 70% del VO2 máximo (VO2máx). Se considera componente estático de clase I (bajo), clase II (moderado) y clase III (alto), según se requiera una contracción voluntaria máxima (CVM) < 20%, de un 20-50% o > 50%. La tabla 1 muestra los diferentes deportes según la clasificación de Mitchell10.

Estudio genético de la enzima de conversión de angiotensina

Las muestras de sangre utilizadas se extrajeron de los tubos con EDTA-K3; se tomaron 185 μl para impregnar un papel Whatmann FTA Cards (VWR Internacional Eurolab, S.L. ref. WHATWB120210). Se cortó un círculo de 1 mm de diámetro y se incubó en 200 μl de buffer TE (Tris-HCl 10 mmol y EDTA 1 mmol; pH 8) a temperatura ambiente durante 2 h. Se realizó una extracción de ADN mediante digestión con proteinasa K, precipitación de proteínas con ACNH4 4 mol (acetato de amonio) y posterior precipitación del ADN con etanol. Se utilizaron unos 20 ng de ADN para la amplificación por PCR de un fragmento del intrón 16 del gen de la ECA que contiene el polimorfismo I/D (rs 4646994), utilizando los cebadores ECA1F 5'-CTGGAGACCACTCCCATCCTTTCT-3' y ECA1R, 5'-GATGTGGCCATCACATTCGTCAGAT-3', que generan productos de 234 pb y 480 pb para los alelos D e I, respectivamente.

Todas las muestras que amplificaron exclusivamente el alelo D, y que presumiblemente eran homocigotas DD, tuvieron una amplificación independiente, utilizando los cebadores ECA2F 5'-TGGGACCACAGCGCCCGCCACTAC-3' y ECA2R 5'-TCGCCAGCCCTCCCATGCCCATAA-3', con el fin de confirmar la ausencia del alelo I. Esta amplificación da como producto un fragmento de 336 pb sólo en el caso de que la muestra tenga el alelo I.

Además de esta segunda amplificación y para asegurar la calidad de la genotipificación, se reanalizó un 20% de las muestras, y el 100% confirmó el genotipo obtenido la primera vez.

Estudio antropométrico

Las variables incluidas fueron peso, estatura, tres perímetros (brazo, muslo y pierna) y ocho pliegues cutáneos (cresta iliaca, supraespinal, abdominal, subescapular, bíceps, tríceps, muslo anterior y pierna medial). Se utilizó báscula SECA delta, estadiómetro, cinta métrica y plicómetro (Holtain). La técnica fue la recomendada por la ISAK (International Society of the Advancement of Kinanthropometry)11. Se calcularon la superficie corporal, el sumatorio de pliegues, el porcentaje de grasa12,13, la masa y el porcentaje muscular14, el índice de masa corporal (IMC) y el índice de masa libre de grasa (IMLG), calculado restando al peso total el peso graso y dividiéndolo por el cuadrado de la estatura en metros.

Estudio cardiológico

Ningún deportista tenía historia de hipertensión arterial, tabaquismo o enfermedad renal ni historia familiar de miocardiopatía hipertrófica o muerte súbita. Se realizó una exploración cardiovascular, electrocardiograma de reposo de doce derivaciones (electrocardiógrafo MAC 5000; General Electrics) y ecocardiograma (Phillips Sonos 7500, transductor multifrecuencia de 2-4 MHz.). Analizaron las medidas dos observadores experimentados. Los diámetros de las cavidades cardiacas y el grosor de las paredes se midieron en eje largo paraesternal (modo M), según recomendaciones de la American Society of Echocardiography15,16. Se calculó la masa ventricular izquierda por la fórmula de Devereux y Reichek17 y el índice de masa del ventrículo izquierdo dividiéndolo por la superficie corporal.

Ergoespirometría

La prueba de esfuerzo máxima se realizó en cinta sin fin (Jaeger LE 580 C) o cicloergómetro (Jaeger ER 900) utilizando protocolos incrementales en rampa. El protocolo en la cinta fue: calentamiento de 2 min (4 km/h mujeres y 6 km/h varones), fase de ejercicio inicial a 6 y 8 km/h respectivamente, con incrementos de 0,25 km/h cada 15 s, pendiente constante al 1% hasta el minuto 13, en que se incrementa el 0,25% cada 15 s. En cicloergómetro el calentamiento fue de 1 min a 25 W, con incremento de la carga en 5 W cada 12 s y frecuencia de pedalada de 65-90 rpm18. En la monitorización electrocardiográfica de doce derivaciones (General Electric CASE 8000) y el análisis del intercambio de gases respiratorios y de la ventilación pulmonar (ergoespirómetro Jaeger Oxycon Pro), se obtuvo el VO2máx absoluto y relativo al peso corporal, ventilación pulmonar, frecuencia cardiaca, pulso de oxígeno y presión arterial. El criterio utilizado para la determinación del VO2máx19 fue la presencia de meseta en la curva del VO2 o cociente respiratorio > 1,1.

Estudio estadístico

El programa estadístico utilizado fue el SPSS versión 12.0 para Windows. Se realizó el análisis descriptivo y comparativo de los datos obtenidos (media ± desviación estándar), según sexo, modalidades deportivas y polimorfismo de la ECA, mediante prueba de la t de Student y ANOVA. El test de Levene se aplicó para comprobar la homogeneidad de las variables, utilizando el test de Bonferroni o el test de Games-Howell según fueran homogéneas o desiguales. El estudio de la distribución de los distintos polimorfismos en la muestra y su relación con las modalidades deportivas se realizó mediante la prueba de la χ2. Se consideró diferencia estadísticamente significativa si p ≤ 0,05.

RESULTADOS

Distribución del polimorfismo inserción/deleción de la enzima de conversión de angiotensina

El alelo D fue el más abundante en nuestra muestra, con una frecuencia del 60,4%, mientras que el alelo I se observó en un 39,6%. La figura 1 muestra la distribución de los genotipos del polimorfismo I/D de la ECA por categorías según la clasificación de Mitchell10. El genotipo más frecuente fue el DI tanto en varones como en mujeres (el 57,5 y el 54,7% respectivamente) y el menos frecuente, el II (el 11,9 y el 10,4%). El genotipo DD se encontró en el 30,6% de los varones y el 34,9% de las mujeres. Estas frecuencias genotípicas no siguen el equilibrio de Hardy-Weinberg por un exceso de heterocigotos DI. No se encontraron diferencias en la distribución de los genotipos entre varones y mujeres.

Fig. 1. Distribución de los genotipos del polimorfismo I/D de la enzima de conversión de angiotensina según los componentes estático y dinámico de los deportes. Clasificación de Mitchell10, A: bajo componente dinámico; B: moderado componente dinámico; C: alto componente dinámico; I: bajo componente estático; II: moderado componente estático; III: alto componente estático.

No encontramos asociación entre el polimorfismo I/D de la ECA y las distintas categorías de la clasificación de Mitchell10. Se compararon (fig. 2) los genotipos encontrados en las diferentes modalidades deportivas, con un número de deportistas ≥ 12 (atletismo de fondo, hockey sobre hierba, esgrima, atletismo de salto y atletismo de velocidad, gimnasia artística, kárate, judo, triatlón y boxeo), pero no hubo diferencias significativas. Llama la atención que en el grupo de los karatecas se observa que no hay ningún deportista con el genotipo II (DD, 23,1%; DI, 76,9%) y que el genotipo DD es el más frecuente en el grupo de gimnasia artística (DD, 66,6%; DI y II, 16,6%) y en atletismo de velocidad (DD, 52,6%; DI, 36,8%; II, 10,5%). Si consideramos de manera aislada deportes de potencia (gimnasia artística y atletismo de salto y de velocidad) y deportes de resistencia aeróbica (atletismo medio-fondo, fondo y triatlón), sí encontramos asociación con el polimorfismo I/D de la ECA (χ2 = 6,03; p < 0,049), y son más frecuentes el genotipo DD en los de potencia (48,8%) y el DI en los de resistencia (58%), aunque predomina el alelo D en ambos grupos (el 65,8% en los de potencia y el 61,2% en los de resistencia).

Fig. 2. Distribución de los genotipos del polimorfismo I/D de la enzima de conversión de angiotensina en diferentes modalidades deportivas.

Adaptación al entrenamiento y polimorfismo inserción/deleción

Estudio antropométrico

Las características antropométricas de la muestra agrupada según el polimorfismo de la ECA se muestran en la tabla 2. No hay diferencias significativas entre los grupos, excepto en la muestra femenina, en el IMC, entre el genotipo DD y el genotipo DI (p < 0,03). Con relación al sexo, se encontraron diferencias significativas (p < 0,0001) en todas las variables antropométricas; los varones tienen mayores peso, estatura, masa muscular e índices ponderales (IMC, IMLG) que las mujeres, mientras que éstas tienen mayores panículo adiposo y porcentaje de grasa corporal.

Estudio cardiológico y ergoespirométrico

No se encontraron diferencias entre varones y mujeres en la fecuencia cardiaca (FC) basal (56,8 ± 9,7 y 58,1 ± 10,5 lpm) ni en FC máxima alcanzada durante la prueba de esfuerzo (189,5 ± 9,5 y 188,4 ± 8,9 lpm); sin embargo, sí encontramos diferencias en la presión arterial basal tanto sistólica (117,5 ± 10,4 y 108,1 ± 10,1 mmHg) como diastólica (67,1 ± 7,6 y 62,3 ± 7,1 mmHg), más altas en los varones. Al comparar estas variables entre los distintos genotipos del polimorfismo I/D de la ECA en ambos sexos, no se encontraron diferencias.

Las tablas 3 y 4 muestran los valores ecocardiográficos y ergoespirométricos según el polimorfismo I/D de la ECA. Hay diferencias significativas tanto en el VO2máx como en todas las variables ecocardiográficas entre varones y mujeres. No hay diferencias en ninguna de las variables ecocardiográficas y ergoespirométricas en los varones agrupados según el componente estático de Mitchell10. En las mujeres hay diferencias entre los grupos de bajo y alto componente estático en el grosor del septo interventricular y en la masa VI/SC entre los grupos I y III (SIV, 7,4 ± 0,99 y 8,18 ± 1,08 mm; masa VI/SC, 74,5 ± 18,3 y 84,5 ± 17,8 g/m2 respectivamente); las del grupo III presentan mayor hipertrofia del ventrículo izquierdo. Considerando el componente dinámico, los deportistas pertenecientes al grupo C, tanto varones como mujeres, son los que presentan los mayores valores de espesores parietales, volumen telediastólico y masa del ventrículo izquierdo corregidos por la SC y mayor consumo de oxígeno con respecto a los grupos A y B.

Al analizar por separado en varones y mujeres la relación entre las distintas variables y el polimorfismo I/D de la ECA, no se encuentran diferencias significativas, excepto en las mujeres entre los genotipos DD y DI con la dimensión superoinferior de la AD (p = 0,005).

DISCUSIÓN

En nuestro estudio no encontramos asociación entre el polimorfismo I/D de la ECA y los distintos deportes agrupados según el componente dinámico y estático de la clasificación de Mitchell10; los genotipos más frecuentes son el heterocigoto DI, seguido del homocigoto DD y el II. Sin embargo, hay asociación cuando agrupamos deportes de potencia y deportes de predominio aeróbico, con mayor frecuencia del genotipo DD en los de potencia y del DI en los aeróbicos.

La mejor adaptación cardiovascular, en ambos sexos, se encuentra en la clase C (consumo de oxígeno en competición > 70% del VO2máx), con mayores espesores parietales, dimensión diastólica y consumo de oxígeno, en concordancia con los datos de publicaciones previas20-22. Sin embargo, no encontramos diferencias en el polimorfismo I/D en función de la exigencia cardiovascular (fig. 1); el genotipo más frecuente en cualquiera de las categorías es el DI.

El ejercicio físico activa el SRAA y la síntesis de varios componentes de este sistema, como la ECA, por lo que el aumento de la concentración de angiotensina II se ha puesto en relación con el crecimiento del miocardio; sin embargo, el grado en que la masa del ventrículo izquierdo cambia en respuesta al ejercicio es muy variable. Por otro lado, los individuos no deportistas homocigotos para el alelo D tienen mayores concentraciones plasmáticas y tisulares de ECA y más riesgo de sufrir hipertrofia ventricular izquierda (HVI) que los sujetos con genotipos DI o II23. Esto ha llevado a pensar que los deportistas homocigotos para el alelo D sometidos a altas cargas de entrenamiento podrían sufrir mayor HVI. Diferentes estudios han asociado los distintos genotipos del polimorfismo I/D de la ECA con la modalidad deportiva practicada. Algunos estudios24-26 asocian el genotipo DD con el desarrollo de HVI en deportistas de modalidades de resistencia aeróbica. Otros autores27-28 asocian el alelo I con deportes aeróbicos y el alelo D con los de potencia, y ponen en relación el aumento del alelo I con una buena adaptación cardiovascular. Karjalainen et al5, en deportistas de resistencia aeróbica, sin embargo, no encuentra asociación entre la HVI y el polimorfismo I/D. Estos resultados dispares pueden deberse a diferencias étnicas y que algunos de estos trabajos cuentan con una muestra reducida o sólo incluyen deportes de similar demanda cardiovascular. Nuestra muestra es amplia y comprende 32 disciplinas deportivas de distinta demanda cardiovascular, y los deportistas son de alto nivel. Nuestros resultados coinciden con los hallazgos de Karjalainen et al5 y otros autores que, al igual que nosotros, utilizan deportes variados29. En nuestro estudio, el alelo más abundante es el D (60,4%), al igual que en la mayoría de las poblaciones no deportistas europeas, libanesa y estadounidense30-35 y de deportistas de resistencia aeróbica españoles9,24 y deportistas de élite israelíes25 e italianos27. Este hallazgo difiere de la población asiática36 y de los remeros australianos28, posiblemente en relación con el distinto origen étnico. La tabla 59,24,25,27,28,30-36 muestra la distribución del polimorfismo en distintas poblaciones.

En relación con el perfil antropométrico, no encontramos diferencias entre los deportistas agrupados según el polimorfismo I/D de la ECA, y es similar a lo referido en estudios con deportistas de alta competición, que se caracterizan por presentar un porcentaje de grasa inferior y un porcentaje muscular superior a los de la población sedentaria13,14. Estudios previos asocian el alelo I con un aumento del IMC y obesidad, y el alelo D con un menor IMC37 y mayor desarrollo del músculo esquelético38,39. En nuestro trabajo sólo 8 deportistas varones tenían un IMC en rango de obesidad, sin predominio de ningún genotipo; 3 en DD (5,1%), 4 en DI (3,6%) y 1 en II (4,3%). Por otro lado, los indicadores del desarrollo muscular (masa y porcentaje muscular e IMLG) fueron similares agrupados por su polimorfismo I/D. Esto puede deberse a que todos nuestros deportistas son de alto nivel y su composición corporal es ya la óptima y está determinada tanto por los factores genéticos como por los ambientales.

Debido a los múltiples factores que influyen en el éxito deportivo, es difícil valorar la importancia del polimorfismo I/D de la ECA de forma aislada. Aunque no disponemos de un grupo control de población sedentaria para poder establecer diferencias, si comparamos nuestros resultados con los hallados en controles sedentarios españoles de estudios previos9,30, parece que hay mayor frecuencia del genotipo DI en los deportistas de élite, lo que podría reflejar una mejor capacidad aeróbica, aunque no disponemos de una explicación fisiológica para la asociación entre el polimorfismo I/D de la ECA y la adaptación al entrenamiento.

Limitaciones del estudio

Aunque disponemos de una muestra de casi 300 deportistas, al agruparlos según la clasificación de Mitchell el número de deportistas es escaso en las categorías IA, IIA y IIIB. Esto se debe a que en estas categorías hay deportes poco practicados en España (cricket, curling) y deportes no olímpicos (motociclismo, automovilismo, buceo), y a nuestro centro acuden mayoritariamente deportistas de modalidades olímpicas. Por otro lado, la muestra total está en desequilibrio de Hardy-Weinberg para el polimorfismo I/D, por un exceso de heterocigotos DI (χ2 = 9,88; grados de libertad, 1; p = 0,0017), lo cual no parece debido a errores de genotipificación (se reanalizó un 20% de las muestras al azar, y éstas mostraron idéntico genotipo que en el análisis previo). Precisamente el genotipo DI es el más abundante (56,5%) y diferencia nuestra muestra de la mayoría de las series mencionadas en la tabla 5, aunque la frecuencia es similar a la encontrada en muestras de deportistas de resistencia canarios24 y anaeróbicos italianos27, lo que nos hace pensar que las diferencias podrían deberse a un sesgo en las muestras, pues en todos los casos se trata de deportistas de competición.

CONCLUSIONES

Los deportistas con mayor adaptación cardiovascular son los practicantes de deportes de alto componente dinámico. El polimorfismo I/D del intrón 16 de la ECA parece que no influye en la adaptación cardiovascular al entrenamiento, aunque el genotipo más frecuente, sin diferencias por sexo, en nuestra población es el DI, probablemente por un sesgo de la muestra, compuesta por deportistas de élite. Serían necesarios nuevos estudios que amplíen el número de deportistas e incluyan diferentes niveles competitivos y no competitivos. Tanto el grado de HVI como el desarrollo de músculo esquelético son independientes del genotipo I/D de la ECA en el deportista de alta competición.

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen el apoyo prestado por el personal de los Servicios de Cardiología, Fisiología, Antropometría y Laboratorio Clínico del Centro de Medicina del Deporte del Consejo Superior de Deportes.

ABREVIATURAS

SRAA: sistema renina-angiotensina-aldosterona.

VO2máx: consumo de oxígeno máximo.

VO2 kg máx: consumo de oxígeno máximo relativo.

Full English text available from: www.revespcardiol.org

Este estudio ha sido posible gracias a la Beca Coca Cola concedida por la Fundación Española del Corazón 2007.

Correspondencia: Dra. A. Boraita Pérez.

Centro de Medicina del Deporte. Consejo Superior de Deportes.

El Greco, s/n. 28040 Madrid. España.

Correo electrónico: araceli.boraita@csd.gob.es

Recibido el 7 de septiembre de 2009.

Aceptado para su publicación el 2 de febrero de 2010.