Sports Science & Medicine (ISI) Indicizzata. Journal Citation Reports (ISI) Focus On: Citata nel VOLUME 66 - N. 3 - SETTEMBRE 2013

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1 Sports Science & Medicine (ISI) Indicizzata in Focus On: Journal Citation Reports (ISI) Citata nel VOLUME 66 - N. 3 - SETTEMBRE 2013

2 MEDICINA DELLO SPORT Rivista trimestrale della Federazione Medico-Sportiva Italiana. Continuazione di: Studi di Medicina e Chirurgia dello Sport, Medicina Sportiva Direttori G. SANTILLI - M. CASASCO Comitato Editoriale N. BACHL (Austria) - F. BENAZZO (Italia) - F. BOTRÈ (Italia) - P. CERRETELLI (Italia) - G. CERULLI (Italia) L. COIANA (Italia) - D. CORRADO (Italia) - J. M. CUMMISKEY (Regno Unito) - A. DAL MONTE (Italia) - F. DE FERRARI (Italia) E. H. DE ROSE (Brasile) - H. H. DICKHUTH (Germania) - L. DI LUIGI (Italia) - P. E. DI PRAMPERO (Italia) C. FOTI (Italia) - W. FRONTERA (USA) - S. GIANNINI (Italia) - C. G. GRIBAUDO (Italia) - V. KLISSOURAS (Grecia) G. LETIZIA MAURO (Italia) - L. MAGAUDDA (Italia) - D. MC DONAGH (Norvegia) - P. P. MARIANI (Italia) G. MASSAZZA (Italia) - L. MICHELI (USA) - P. PARISI (Italia) - S. PECORELLI (Italia) - A. PELLICCIA (Italia) - F. PIGOZZI (Italia) I. PITSILADIS (Regno Unito) - P. ROCHECONGARD (Francia) - E. ROVELLI (Italia) - R. SALLIS (USA) F. SCHENA (Italia) - A. TODARO (Italia) - C. TRANQUILLI (Italia) - A. G. UGAZIO (Italia) - A. VEICSTEINAS (Italia) P. VOLPI (Italia) - P. ZEPPILLI (Italia) Comitato di Redazione A. BONETTI - E. DRAGO - S. DRAGONI - G. FRANCAVILLA Direttore Responsabile A. OLIARO This journal is PEER REVIEWED and is quoted in: BIOSIS Previews - EMBASE - Science Citation Index Expanded (SciSearch) - Scopus La Rivista è citata nel Journal Citation Reports (ISI) con Impact Factor Direzione e Redazione: Federazione Medico-Sportiva Italiana - Viale Tiziano Roma. rivistamedicinasport@fmsi.it Ufficio grafico, ufficio pubblicità, fotocomposizione, amministrazione - Edizioni Minerva Medica - Corso Bramante Torino - Tel. (011) Fax (011) minervamedica@minervamedica.it Web Site: Stampa - Edizioni Minerva Medica - Tipografia di Saluzzo - Corso IV Novembre Saluzzo (CN) - Tel. (0175) Fax (0175) Abbonamento annuo: Italia - Individuale: Online 90; Cartaceo 95, Cartaceo+Online 100,00; Istituzionale: Cartaceo 130,00, Online (Small 252,00, Medium 282,00, Large 324,00, Extra Large 340,00), Cartaceo+Online (Small 260,00, Medium 295,00, Large 340,00, Extra Large 355,00). Unione Europea - Individuale: Online 150,00; Cartaceo 155,00, Cartaceo+Online 165,00; Istituzionale: Cartaceo 240,00, Online (Small 252,00, Medium 282,00, Large 324,00, Extra Large 340,00), Cartaceo+Online (Small 270,00, Medium 305,00, Large 350,00, Extra Large 365,00) Paesi extraeuropei - Individuale: Online 165,00; Cartaceo 175,00, Cartaceo+Online 185,00; Istituzionale: Cartaceo 285,00, Online (Small 275,00, Medium 305,00, Large 350,00, Extra Large 365,00), Cartaceo+Online (Small 290,00, Medium 325,00, Large 370,00, Extra Large 385,00). Per il pagamento: 1) Gli abbonati possono utilizzare le seguenti forme di pagamento: a) assegno bancario; b) bonifico bancario a: Edizioni Minerva Medica, INTESA SANPAOLO Agenzia n. 18 Torino. IBAN: IT45 K c) conto corrente postale intestato a Edizioni Minerva Medica, Corso Bramante 83-85, Torino; d) carte di credito Diners Club International, Master Card, VISA, American Express; 2) i soci devono contattare direttamente la Segreteria della Federazione I cambi di indirizzo di spedizione, o di qualsiasi altro dato di abbonamento vanno segnalati tempestivamente inviando i nuovi e vecchi dati per posta, fax, o direttamente sul sito alla sezione I tuoi abbonamenti - Contatta ufficio abbonamenti I reclami per i fascicoli mancanti devono pervenire entro 6 mesi dalla data di pubblicazione del fascicolo - I prezzi dei fascicoli e delle annate arretrati sono disponibili su richiesta Edizioni Minerva Medica - Torino 2013 Tutti i diritti sono riservati. Nessuna parte di questa pubblicazione può essere riprodotta, trasmessa e memorizzata in qualsiasi forma e con qualsiasi forma e con qualsiasi mezzo Pubblicazione trimestrale. Autorizzazione del Tribunale di Torino n del Iscrizione nel registro nazionale della stampa di cui alla legge n. 416 art. 11 con il numero vol. 2 foglio 377 in data Pubblicazione periodica trimestra le - Poste Italiane S.p.A. - Sped. in a.p. - D. L. 353/2003 (conv. in L. 27/02/2004 N 46) art. 1, comma 1, DCB/CN

3 MEDICINA DELLO SPORT Vol. 66 Settembre 2013 Numero 3 INDICE 307 AREA FISIOLOGICA Valutazione metabolico-fisiologica nello studio del modello funzionale del rugby Guerra E., Quaranta F., Sperandii F., Borrione P., Ciminelli E., Calò L., Pigozzi F. 315 Effetti di diverse intensità di esercizio di resistenza sulle delezioni di DNA mitocondriale in giovani atleti Rahimi R., Salehi Z., Mousavi Beneh-Hoor Z. 351 AREA MEDICA Effetto del nuovo dilatatore nasale interno DAN-Air sulla respirazione nasale e sulla performance in un gruppo di canottieri Di Lieto C., Granata D., Ceroni Compadretti G., Tasca I., Senaldi R., Crisostomi S., Adami P. E., Rizzo M., Spataro A. 363 Effetti delle strategie di idratazione sulle prestazioni da squash competitivo Fritz S., Toriola A. L., Neveling N. 325 Effetto del training e della pausa di detraining sui livelli serici di leptina nei ragazzi obesi Fazelifar S., Ebrahim K., Sarkisian V. 375 Dipendenza negativa dalla carriera di resistenza e dismorfismo corporeo negli atleti veterani Salas Sánchez J., Ángel Latorre Roman P., Soto Hermoso V. M. 339 Differenze di genere nello stress ossidativo e risposta antiossidante all esercizio esaustivo acuto Balci S. S. 389 Rabbia di tratto, espressione di rabbia, strategie di gestione dello stress e autostima tra atleti d elite di taekwondo Atay I. M., Aydin C., Karatosun H. Vol N. 3 MEDICINA DELLO SPORT XIII

4 INDICE 399 Effetto dell assunzione di acqua e bibite per lo sport sulle variabili biochimiche e fisiologiche in lottatori allenati Rashidlamir A., Goodarzi M., Mirzaee B., Zandi S. 407 AREA ORTOPEDICA Il ruolo dei fattori di crescita nella riparazione del tessuto tendineo Bisciotti G. N., Eirale C., Sannicandro I. 431 LA MEDICINA DELLO SPORT PER SPORT Tiro a volo Anedda A., Cattani M. 439 LA MEDICINA DELLO SPORT PER SPORT NEI FASCICOLI 443 FORUM Un caratteristico modello di marcatori di stress muscolo-scheletrici in un sardo del XVI secolo: un rematore di galea del porto di Alghero? Giuffra V., Bianucci R., Milanese M., Fornaciari G. 461 NOTIZIARIO FEDERALE XIV MEDICINA DELLO SPORT Settembre 2013

5 MEDICINA DELLO SPORT Vol. 66 September 2013 No. 3 CONTENTS 307 PHYSIOLOGICAL AREA Physiological and metabolic evaluation in the study of a functional model of rugby Guerra E., Quaranta F., Sperandii F., Borrione P., Ciminelli E., Calò L., Pigozzi F. 315 Effects of different resistance exercise intensity on mitochondrial DNA deletions in young athletes Rahimi R., Salehi Z., Mousavi Beneh-Hoor Z. 351 MEDICAL AREA Effect of the new nasal dilator DAN-Air on nasal breathing and performance in elite rowers Di Lieto C., Granata D., Ceroni Compadretti G., Tasca I., Senaldi R., Crisostomi S., Adami P. E., Rizzo M., Spataro A. 363 Effects of hydration strategies on competitive squash performance Fritz S., Toriola A. L., Neveling N. 325 Effect of exercise training and detraining on serum leptin levels in obese young boys Fazelifar S., Ebrahim K., Sarkisian V. 375 Negative dependence to the career of resistance and corporal dimorphism in veteran athletes Salas Sánchez J., Ángel Latorre Roman P., Soto Hermoso V. M. 339 Gender differences in oxidative stress and antioxidant response to acute exhaustive exercise Balci S. S. 389 Trait anger, anger expression, coping strategies and self-esteem among elite taekwondo players Atay I. M., Aydin C., Karatosun H. Vol N. 3 MEDICINA DELLO SPORT XIII

6 CONTENTS 399 Effect of water and sport beverage intake on biochemical and physiological variables in trained wrestlers Rashidlamir A., Goodarzi M., Mirzaee B., Zandi S. 407 ORTHOPEDIC AREA Role of growth factors in tendon repair Bisciotti G. N., Eirale C., Sannicandro I. 431 SPORT MEDICINE FOR SPORT Skeet Anedda A., Cattani M. 439 SPORT MEDICINE FOR SPORT IN PAST ISSUES 443 FORUM A peculiar pattern of musculoskeletal stress markers in a skeleton from 16 th century Sardinia: a galea rower of the Alghero seaport? Giuffra V., Bianucci R., Milanese M., Fornaciari G. 461 FEDERAL NEWSLETTER XIV MEDICINA DELLO SPORT Settembre 2013

7 FEDERAZIONE MEDICO-SPORTIVA ITALIANA Presidente Onorario: Giorgio SANTILLI CONSIGLIO DIRETTIVO Presidente Federale Maurizio CASASCO Vice Presidenti Luigi DI LUIGI Gabriele PETROLITO Consiglieri Federali Gianfranco BELTRAMI - Gabriele BRANDONI Vincenzo Maria IERACITANO - Adolfo MARCIANO Claudio PECCI - Prisco Patrizio PETTI Antonio PEZZANO - Vincenzo RUSSO Segretario Generale f. f. Maurizio FORTIN COLLEGIO DEI REVISORI DEI CONTI Presidente Massimo CESSARI Componenti Monica VECCHIATI - Vincenzo TATO

8 Physiological area Area fisiologica MED SPORT 2013;66: Physiological and metabolic evaluation in the study of a functional model of rugby Valutazione metabolico-fisiologica nello studio del modello funzionale del rugby E. GUERRA 1, F. QUARANTA 1, F. SPERANDII 1, P. BORRIONE 1, E. CIMINELLI 1, L. CALÒ 1, 2 F. PIGOZZI 1, 2 1Department of Motor Sciences, Foro Italico University of Rome, Rome, Italy 2Villa Stuart Sport Clinic FIFA Medical Centre of Excellence, Rome, Italy SUMMARY Aim. The aim of the present study was to evaluate the main physiological cardiac and neuromotory parameters of a team of rugby players of C series of Italian championship to assess the main determinants of performance. Methods. Twenty players were studied through complete medical examination and functional evaluation including electrocardiogram (ECG), maximal cardiopulmonary incremental step test at cycloergometer (VO2peak), strength isometric test (leg extension, leg curl). Results. Mean age was 28,16±5,5 years, height 180±6 cm, weight 98±14,5 kg. Medical examination did not show pathological signs. ECG resulted normal in 18 out of 20 subjects. The prevalence of ECG abnormalities was: flat or low amplitude of T wave 0.05%. Premature ectopic ventricular beats at rest 0.05%, premature ectopic ventricular beats during stress 20%. Not eligible athletes: 0%. Players were grouped according to their rules in group A: forwards (1st and 2nd lines: 11 players; mean age 26.3±5.4 years, height 180.6±5.3 cm, weight 107.6±12.5 kg) and B: Backswards (3rd lines, medians, wings, centers and outsiders: 9 players, mean age 30.1±4.4 years, height 179±6.2 cm, weight 86.3±7 kg). Cardiopulmonary test: VO2peak group A 37.23±4.8 ml kg-1 min-1, VO2peak group B 42.12±4.52 ml kg-1 min-1 (P=0.03); strength tests Group A L-ext 870±321 Newton (N), L-curl 390±54 N, strenght group B L-ext 744±143 N, L-curl 355±56 N. Group B shows a higher VO2peak/kg and a better weight/power ratio respect to group A, because of the extra work for the aerobic metabolism and frequent high intensity stop and go during training and match. There were no different values as regards the force between the two groups. Conclusion. The Backs have better weight/aerobic power ratio but also Forwards have high Aerobic Power. The values of muscular fitness showed no significant differences. The aerobic training arises as one of the main determinants for both the possibility to travel large distances that for fast recovery in repeated high intensity workouts for both backs and forward players. Key words: Rugby - Weights and measures - Strength. RIASSUNTO Obiettivo. Effettuare una valutazione medica e funzionale dei parametri fisiologici cardiovascolari e neuromotori in una squadra di atleti rugbisti di serie C del campionato italiano per verificare i maggiori determinanti della prestazione. Metodi. Venti giocatori di serie C sono stati sottoposti a visita medica e valutazione funzionale includente elettrocardiogramma (ECG), test cardiopolmonare massimale al cicloergometro (VO2picco), test di forza muscolare mediante dinamometria isometrica (L-extention, Leg curl). Risultati. L età media è risultata 28,16±5,5 anni, l altezza 180±6 cm, il peso 98±14,5 kg. La visita medica non ha mostrato elementi di significato patologico. L ECG è risultato normale in 18 di 20 soggetti. Prevalenza di anomalie elettrocardiografiche: onda T di basso voltaggio/piatta 0,05%, battiti ectopici prematuri ventricolari isolati a riposo 0,05%, battiti ectopici ventricolari isolati da sforzo 20%. Atleti non idonei esclusi: 0%. Sulla base del ruolo i giocatori sono stati divisi in A: Avanti (1 e 2 linee: 11 giocatori; età media 26,3±5,4 anni, altezza 180,6±5,3 cm, peso 107,6±12,5 kg) e B: Posteriori (3 linee, mediani, ali, centri ed estremi: 9 giocatori; età media 30,1±4,4 anni, altezza Vol No. 3 MEDICINA DELLO SPORT 307

9 GUERRA Physiological and metabolic evaluation 179±6,2 cm, peso 86,3±7 kg ). Test cardiopolmonari: VO2picco gruppo A 37,23±4,8 ml kg-1 min-1, VO2picco gruppo B 42,12±4,52 ml kg-1 min-1.(p=0,03); test di forza: gruppo A L-ext 870±321 Newton (N), L-curl 390±54 N, forza gruppo B L-ext 744±143 N, L-curl 355±56 N. Il gruppo B ha VO2picco/kg maggiore, e quindi un miglior rapporto peso/potenza rispetto al gruppo A per il maggior lavoro aerobico e per le caratteristiche di gioco con frequenti stop and go ad alta intensità durante allenamento e partita. Non sono stati riscontrati valori differenti per quanto riguarda la forza tra i due gruppi. Conclusioni. I giocatori Backs hanno migliori caratteristiche di rapporto peso/potenza aerobiche rispetto ai Forwards che comunque hanno elevati valori di massima potenza aerobica. I valori di fitness muscolare non hanno mostrato differenze significative. L allenamento aerobico si pone come uno dei maggiori determinanti sia per la possibilità di percorrere ampie distanze che per un rapido recupero nelle ripetute di alta intensità, sia per i giocatori anteriori che posteriori. Parole chiave: Rugby - Peso e misurazioni - Forza. Rugby is a contact sport, involving both aerobic and anaerobic activity, practiced the world over at both professional and amateur level. Numerous studies describe analyses conducted through laboratory tests on the physiological-functional capabilities of rugby players and the metabolic demands during rugby practice on a playing field. 1 Energy demands have been proven to increase with competitive level, i.e., to be higher in professional athletes than in amateur and non professional players. 2 Various studies have investigated Maximum Aerobic Power (VO 2max ) in professional athletes, which (expressed in ml kg -1 min -1 ) are seen to vary from 48.6 to The roles of rugby players are diversified. Many authors have tried to identify the metabolic-physiological differences associated with the different roles involved, and have defined two basic groups of players: forwards (A) and backs (B). This distinction is not that marked, 4 which means that training modalities may be the same for all positions. 3-6 From the literature we find that VO2max in professional players is of the order of 56.4 ml kg -1 min -1 for A roles and 55.4 ml kg -1 min -1 for B roles 7. In the case of semi-professional players the values for A and B positions are 50.5±4.8 ml kg -1 min -1 and 54.1±4.3 ml kg -1 min -1, respectively. 8 The values for amateur players are 38.1±2.7 ml kg -1 min -1 and 40±2.2 ml kg -1 min -1 for A and B positions, respectively. 8 Muscular fitness has also been investigated extensively, as in this sport high strength levels make it possible to push, lift and tackle the opponents effectively during a match. 9 Most of the studies conducted in a laboratory used jump tests and isokinetic force tests as a measuring method for the lower limbs; moreover, force measurements were taken during scrums. 5, 7 To the best of our knowledge, the literature provides no data concerning iso- Il rugby è uno sport di contatto, aerobico-anaerobico alternato, giocato in tutto il mondo sia a livello agonistico che amatoriale. Numerosi studi hanno analizzato le capacità fisiologicofunzionali dei giocatori in laboratorio così come le richieste metaboliche correlate all esercizio praticato su campo 1. È stata dimostrata una crescente richiesta energetica a seconda del livello competitivo, più elevata nei giocatori professionisti rispetto ai giocatori amatoriali e non professionisti 2. Vari studi hanno indagato i valori di massima potenza aerobica (VO 2max ) nei professionisti, tali valori si attestano in ml kg -1 min -1 tra 48.6 e I ruoli dei giocatori si diversificano molto tra loro. Molti lavori hanno cercato di individuare le differenze metabolico-fisiologiche in relazione al ruolo, evidenziando due gruppi fondamentali: anteriori o forwards (A) e posteriori o backs (B). Tale distinzione non è molto marcata 4 e questo dato suggerisce che l allenamento per i giocatori di rugby possa essere uniforme per tutte le posizioni 3-6. I dati disponibili in letteratura indicano che il VO 2max di giocatori professionisti sia dell ordine di 56.4 ml kg -1 min -1 per il ruolo dei giocatori A e 55,4 ml kg -1 min -1 per quelli B 7. Giocatori semi-professionisti hanno rispettivamente 50,5±4,8 ml kg -1 min -1 per gli A e 54,1±4,3 ml kg -1 min -1 per i B 8. Rugbisti amatori hanno valori di 38,1±2,7 ml kg -1 min -1 per gli A e 40±2,2 ml kg -1 min -1 per quelli B 8. Anche la fitness muscolare è stata ampiamente studiata, poiché in questo sport alti livelli di forza permettono di spingere, sollevare ed opporsi durante una partita 9. La maggior parte degli studi effettuati in laboratorio ha utilizzato come metodica di misurazione per gli arti inferiori il vertical jump test e i test di forza isocinetica; inoltre sono state effettuate misure di forza durante la mischia 5, 7. A nostra conoscenza non sono presenti dati in letteratura riguardanti misure di forza 308 MEDICINA DELLO SPORT Settembre 2013

10 Physiological and metabolic evaluation GUERRA metric force measurements of lower limb front and rear muscle groups. The purpose of this study was to carry out a medical and functional evaluation of the basic physiological parameters in a 15-player rugby team competing in the Italian championship Serie C. An experimental protocol was drawn up to verify the health conditions of the members of a non-professional team and to assess their aerobic and neuromuscular characteristics with a view to defining appropriate guidelines for a specific training process and the monitoring thereof. At the request of the coaches, an attempt was also made to determine whether the players on the team had different cardiometabolic or neuromuscular profiles corresponding to the various positions. Materials and methods Twenty Serie C players (age 28.16±5.5 years, height 180±6 cm, weight 98 ±14.5 kg) underwent a specialist sports medicine examination, including full anamnesis, general medical examination, ba sic electrocardiogram, cardiopulmonary tests on a cycle ergometer (ergospirometer Cosmed K4b 2, cycle ergometer, and Mortara stress ECG machine) for the determination of VO2peak and anaerobic threshold (AT). The test was performed according to the following protocol: 2-minute warm-up with a 50 watt load, pedalling frequency of 60 rpm, increases of 25 watt/minute up to muscular exhaustion. The anaerobic threshold was assessed by taking into account ventilation kinetics and according to Wassermann s equivalent fans method. From the literature we can identify two metabolic levels: one, referred to as the anaerobic threshold, is associated with lactate content in the blood increasing beyond the basal value, while the other, referred to as respiratory compensation, is the level reached when the increase in pulmonary ventilation is no longer proportional to the increase in work load. This respiratory compensation corresponds to an increase in the activity of the upper cardiorespiratory centres, due to a reduction in ph brought about by higher CO 2 levels and the ensuing onset of lactic acidosis. Muscular fitness measurements were made through isometric dynamometry tests (Muscle Lab, Bosco System). Measurements were performed on the anterior thigh muscles (leg extension, Technogym l-ext) and rear compartment muscles (leg curl, Tech- isometrica dei gruppi muscolari anteriori e posteriori degli arti inferiori. Lo scopo del presente studio è stato quello di effettuare una valutazione medica e funzionale dei parametri fisiologici fondamentali in una squadra di atleti di rugby a 15 giocatori di serie C del campionato italiano. Abbiamo costruito un protocollo sperimentale sia per verificare lo stato di salute di una squadra di atleti non professionisti sia per valutare le caratteristiche funzionali aerobiche e neuromuscolari dei giocatori al fine di un corretto indirizzo del training specifico e del monitoraggio dell allenamento. Dietro richiesta degli allenatori abbiamo inoltre cercato di verificare se all interno della squadra fossero presenti differenti profili cardiometabolici o neuromuscolari che corrispondessero ai ruoli di gioco. Materiali e metodi Venti giocatori maschi agonisti di serie C (età 28,16±5,5 anni, altezza 180±6 cm, peso 98±14,5 kg) sono stati sottoposti a visita medica specialistica di medicina dello sport, comprensiva di anamnesi completa, visita medica generale, elettrocardiogramma di base, test cardiopolmonare massimale al cicloergometro (ergospirometro Cosmed K4b 2, cicloergometro ed elettrocardiografo da sforzo Mortara) per la determinazione del VO 2picco e della soglia anaerobica (AT). Il test è stato condotto osservando il seguente protocollo: riscaldamento 2 minuti con carico di 50 watt, frequenza di pedalata 60 giri al minuto, incrementi di 25 watt al minuto condotti fino ad esaurimento muscolare. La soglia anaerobica è stata valutata considerando la cinetica della ventilazione e il metodo degli equivalenti ventilatori secondo Wassermann. In letteratura possono essere individuati due livelli metabolici: un primo identificato come soglia anaerobica ed è quello dovuto ad un incremento dei valori di lattato ematico rispetto ai valori basali ed un secondo detto di compensazione respiratoria in cui la ventilazione polmonare incrementa in modo non proporzionale rispetto all incremento del carico di lavoro. Tale compensazione respiratoria corrisponde ad un incremento di attività dei centri cardiorespiratori superiori dovuto a riduzione del ph condizionato dall incremento della CO 2 e quindi dal tamponamento dell acido lattico. Le misure di fitness muscolare sono state effettuate utilizzando test di dinamometria isometrica (Muscle Lab, Bosco System). Sono state eseguite le misurazioni relative ai muscoli anteriori della Vol No. 3 MEDICINA DELLO SPORT 309

11 GUERRA Physiological and metabolic evaluation nogym l-curl). These force measurements were obtained by means of standard Technogym machines suitably modified by blocking their motion with steel chains, and by means of a force transducer from the Muscle Lab system (Bosco System). During force tests, the athlete was sitting at the following angles: column-pelvis at a 90 degree angle, femur-tibia at an angle of 110 degrees for anterior compartment tests and 90 degrees for the tests conducted on the posterior muscular groups. The study was planned in accordance with the Declaration of Helsinki and all subjects adhered to the protocol after signing an informed consent form. Statistical analysis The SPSS 19 program was used for the statistical analysis. The variance between the average values recorded for each of the two groups was analysed, and the univariate ANOVA test was used to compare the differences between the VO2/kg, VO2/AT (anaerobic threshold) values recorded for front and rear thigh muscles. Results Electrocardiographic analysis The basic ECG was normal in 18 subjects. Undiagnosed anomalies were observed in one subject, characterised by a low voltage T wave, and isolated ventricular premature ectopic beats were observed in another. In 4 subjects stressinduced ventricular arrhythmias were observed, again in isolated form and in low quantities (no more than 6 isolated beats under stress). In one subject, ectopic beats showed precocity (R over T). In all the subjects, the prevailing morphology of the arrhythmias was right bundle branch block type. For all subjects presenting arrhythmias, colour Doppler ECG and Holter ECG tests were requested and did not reveal any underlying pathological condition. Cardiopulmonary tests Basal cardiac frequency (CF) turned out to be 74±12.6 bpm, VO 2peak was ± ml/min, corresponding to 39.44±4.74, CFpeak was 167.4±8.5 bpm, max. power reached was ±26.61 watt, VO 2 at anaerobic threshold level was ±241.8 ml min -1, CF at anaerobic threshold level was ±5.5 bpm, and mechanical power at the threshold was 234±19 watt. coscia (leg extension, Technogym l-ext) e dei muscoli delle regioni posteriori (leg curl, technogym l-curl). Tali misurazioni di forza sono state effettuate su macchine standard TECNOGYM opportunamente modificate bloccando il movimento con catene in acciaio ed utilizzando in serie un traduttore di forza del sistema Muscle Lab (Bosco System). Durante i test di forza l atleta era seduto con i seguenti angoli: colonna-bacino a 90, femore-tibia a 110 per i test anteriori e 90 per i test delle catene muscolari posteriori. Lo studio è stato disegnato in accordo con la Dichiarazione di Helsinki e tutti i soggetti hanno aderito al protocollo dopo la firma del consenso informato. Analisi statistica Per l analisi statistica è stato utilizzato il programma SPSS 19. È stata eseguita l analisi della varianza tra le medie dei due gruppi, il test ANO- VA uni variata è stato utilizzato per confrontare le differenze tra i valori di VO 2 /kg, VO 2 /AT (valore di soglia anaerobica), forza dei muscoli anteriori e posteriori delle cosce. Risultati Analisi elettrocardiografica L elettrocardiogramma di base è risultato normale in 18 soggetti. In un soggetto sono state riscontrate anomalie non diagnostiche caratterizzate da onda T di basso voltaggio ed in un soggetto sono stati riscontrati battiti ectopici prematuri ventricolari isolati. In 4 soggetti sono state riscontrate aritmie da sforzo, di tipo ventricolare sempre in forma isolata e in numero ridotto (max 6 battiti isolati durante sforzo). In un soggetto i battiti ectopici avevano caratteristiche di precocità (R su T). La morfologia prevalente delle aritmie è stata in tutti i soggetti a tipo blocco di branca destra. In tutti i soggetti presentanti aritmie sono stati richiesti ecocardiogramma color doppler ed Holter ecg che non hanno messo in evidenza quadri di tipo patologico. Test cardiopolmonare La frequenza cardiaca (FC) basale è risultata 74±12,6 bpm, il VO 2picco 3809,34±386,09 ml/min, pari a 39,44±4,74, la FC picco 167,40±8,5 bpm, la potenza massima raggiunta è stata di 277,63±26,61 watt, il VO 2 al livello della soglia anaerobica 3274,50±241,8 ml min -1, la FC alla soglia anaerobica 149,70±5,5 bpm, la potenza meccanica alla soglia è risultata pari a 234±19 watt. 310 MEDICINA DELLO SPORT Settembre 2013

12 Physiological and metabolic evaluation GUERRA Force tests The average value of the isometric force recorded for the anterior muscles of the lower limbs (Leg extension) was ± Newtons (N). For the posterior muscles (Leg curl) it was ±59.11 N. Identification of groups having similar technical characteristics Based on the technical information supplied by the coach and data from the literature, the athletes were divided into two functional groups: group A (first and second rows; 11 players; average age 26.36±5.4 years, height 180.6±5.3 cm, weight 107.6±12.6 kg), and group B (third rows, halfbacks, wingers, centres and full-backs; 9 players; average age 30.11±4.42 years, height 179±6.2 cm, weight 86.3±7 kg). The VO 2peak values recorded for group A players came to 37.23±4.8 ml kg -1 min -1, and group B values were 42.12±4.52 ml kg -1 min -1. Group A and group B corresponded to forwards and backs, respectively, i.e., the groups considered in most of the scientific studies conducted so far on 15-player rugby teams Average force values were: L-ext 870±321 Newton (N), L-curl 390±54 N for group A, and L-ext 744±143 N, L-curl 355±56 N for group B. Of all the values recorded and compared, a statistically significant difference was observed only for Max. Oxygen Consumption (P=0.03). Discussion Aerobic capacity, or aerobic power, is rated in some studies as a basic requirement for a rugby player; 17 other studies do not share this view. 18 In this sport, in fact, technical skills and explosive force are considered to be the primary requirements. To make their case, some authors point out that other team sports, such as soccer and field hockey, show higher oxygen consumption values. 19, 20 The results of this study showed a higher VO 2max per kg (P<0.05) in group B than in group A players. A factor to be taken into account in the analysis is that the body mass was higher in group A subjects and so was the absolute value of VO 2max. This reflects a more favorable weight/power ratio for group B, as opposed to actual differences in absolute metabolic power. Such differences, which may be ascribed to the positions and roles of the athletes in the field, Test di forza La forza isometrica degli arti inferiori delle catene anteriori (Leg extension) è risultata in media pari a ± Newton (N), la forza dei muscoli posteriori degli arti inferiori (Leg curl) è risultata mediamente pari a 375,39±59,11 N. Individuazione di gruppi con simili caratteristiche tecniche Sulla base delle informazioni tecniche fornite dall allenatore e sulla base della letteratura scientifica gli atleti indagati sono stati suddivisi in 2 gruppi funzionali: gruppo A (prime e seconde linee; 11 giocatori; età media 26,36±5,4 anni, altezza 180,6±5,3 cm, peso 107,6±12,6 kg), gruppo B (terze linee, mediani, ali, centri ed estremi; 9 giocatori; età media 30,11±4,42 altezza 179±6,2 cm, peso 86,3±7 kg). Per quanto riguarda il VO 2picco il gruppo A ha mostrato valori pari a 37,23±4,8 ml kg -1 min -1, il gruppo B pari a 42,12±4,52 ml kg -1 min -1. Il gruppo A e il gruppo B costituiscono rispettivamente i forwards e i backs della maggior parte dei lavori scientifici che sono stati effettuati finora sul rugby a Per quanto riguarda la Forza il gruppo A ha mostrato i seguenti valori: L-ext 870±321 Newton (N), L-curl 390±54 N, il gruppo B: L-ext 744±143 N, L-curl 355±56 N. Tra tutti i valori confrontati è risultato esistere una differenza statisticamente significativa solo per i valori di Massimo Consumo di Ossigeno (P=0.03). Discussione La capacità aerobica o potenza aerobica viene da alcuni studi considerata un requisito fondamentale di un giocatore di rugby 17, al contrario altri studi non confermano questo dato 18. Infatti, si tratta di uno sport dove la tecnica e la componente di forza esplosiva sono reputati i requisiti principali dei giocatori. A supporto di questa considerazione alcuni ricordano come altri sport di squadra, invece del rugby, come il calcio e l hockey su prato, mostrino valori di consumo di ossigeno più elevati 19, 20. I risultati del presente studio hanno evidenziato un VO 2 max pro chilo più elevato (p<0,05) nel gruppo B rispetto al gruppo A. Occorre tenere in conto nell analisi del dato che la massa corporea appare superiore nel gruppo A cosi come il valore assoluto di VO 2max. Questo indica un rapporto Peso/Potenza maggiormente a favore del gruppo B più che Vol No. 3 MEDICINA DELLO SPORT 311

13 GUERRA Physiological and metabolic evaluation Sarebbe opportuno in un futuro studio evidenziare nella stessa popolazione sia i risultati di test funzionali che di misure di forza in muscoli isolati. Esistono quindi delle differenze nel profilo dei giocatori anteriori e posteriori, in termini di Potenza aerobica per kg di massa, evidenziando mifind confirmation in many findings of the international literature. 21, 22 Many studies, in fact, confirm that the amount of oxygen used by backs is greater than the amount used by forwards In the case of our athletes, another consideration to be kept in mind is that group B athletes were older than those in group A; this age difference, perhaps a casual factor in our study, supports the hypothesis that, on account of their role in the field, backs have a better aerobic capacity and a more favourable weight/ power ratio. This observation confirms that the role is facilitated by suitable metabolic characteristics: a high value of VO 2max facilitates high intensity work. 23 The results of this study are in good agreement with the findings of the international literature for the competition level considered. Our athletes, in fact, are at a level internationally regarded as amateur. No statistically significant differences were observed in terms of lower limb isometric force values. It should be noted that the measurements were taken during leg extension and leg curl exercises, by means of isometric dynamometers. Normally, these measurements are obtained through functional tests, such as jump tests and the like, which on the one hand are simpler, but, on the other hand, do not enable force to be evaluated in specific compartments. With isometric dynamometry it is possible to isolate albeit within certain limits some specific groups of muscles, so as to obtain results concerning the neuromotorial and biomechanical characteristics per se, i.e., not conditioned by the technical gesture. Accordingly, the values obtained make it possible to quantify the muscular components in themselves. This may very well be the reason why our results, which do not show appreciable differences between group A and group B, are not in very close agreement with the data in the literature whereby fowards are ascribed greater strength and backs are deemed to be faster. 24 Conclusions In a future study, it would be interesting to obtain functional tests results and force measurement on individual muscles results from the same population. Thus, there are differences in the profiles of forwards and backs, in terms of aerobic power per kg of body mass and weight/power ratio. reali differenze in Potenza metabolica assoluto. Tali differenze sarebbero ascrivibili al tipo di ruolo degli atleti osservati e quindi al tipo di lavoro che essi svolgono in campo e trovano conferma in numerosi dati della letteratura internazionale 21, 22. Molti studi infatti confermano come il consumo di ossigeno per chilogrammo dei backs appaia più elevato rispetto ai fowards Nel caso dei nostri atleti, inoltre, un dato da tenere in considerazione è che gli atleti del gruppo B sono più anziani di quelli del gruppo A; questa differenza anagrafica, forse casualmente presente nel nostro studio, supporta ancora di più l ipotesi che i backs in virtù del ruolo che svolgono in campo hanno migliori capacità aerobiche e di rapporto Peso/Potenza. Questo dato conferma che il ruolo è facilitato dalle caratteristiche metaboliche: un elevato valore di VO 2max facilita le ripetizioni ad alta intensità 24. I dati del presente studio sono in accordo con la letteratura internazionale per quello che riguarda il livello agonistico considerato. Infatti i nostri atleti si posizionano in un livello internazionalmente considerato come amatori. Per quanto riguarda i valori di forza isometrica degli arti inferiori, non abbiamo riscontrato differenze statisticamente significative. Occorre puntualizzare che le misure sono da noi state effettuate con esercizi di leg extension e di leg curl, mediante dinamometria isometrica. Solitamente tali misure sono realizzate con test funzionali come il jump test o test similari, che se da un lato sono più semplici, dall altro non permettono una valutazione della forza in modo distrettuale. Con la dinamometria isometrica è possibile isolare, nei limiti della metodica, alcuni gruppi muscolari dando così un risultato sulle caratteristiche neuromotorie e biomeccaniche in modo puro, con esclusione del gesto tecnico. Tale valore ci permette quindi di quantificare la componente del muscolo per se. Forse per tale motivo il nostro risultato che non evidenzia grosse differenze tra gruppo A e B non è molto confrontabile con altri dati della letteratura che sostengono come i forwards abbiano valori più elevati di forza e i backs migliori caratteristiche di velocità 23. Conclusioni 312 MEDICINA DELLO SPORT Settembre 2013

14 Physiological and metabolic evaluation GUERRA Backs are seen to be better trained from the aerobic standpoint. In terms of the roles played in the game, these characteristics may be accounted for by the fact that backs cover more distance during a match, are engaged in more repetitive actions and more sprints. Rugby relies on both the aerobic and the anaerobic systems: having high VO 2 levels is a key attribute and, if present in all the players, makes for faster recovery during rest periods and ensures greater endurance when confronted with prolonged, repetitive efforts. Thus, training modalities designed to enhance the aerobic characteristics of all the players are definitely helpful to improve the performance of a team and lead to a higher competitive level. glior rapporto Peso/Potenza. I giocatori posteriori risultano i più allenati dal punto di vista aerobico. In termini di gioco queste caratteristiche potrebbero essere spiegate dal fatto che i giocatori posteriori compiano maggiori distanze durante la partita, maggiori ripetute, maggiori scatti. Il rugby è uno sport aerobico-anaerobico alternato: avere elevati livelli di VO 2 è una caratteristica fondamentale e, se presente in tutti i giocatori, permette un rapido recupero durante le fasi di riposo ed una maggiore resistenza a sforzi di lunga durata e ripetitivi. È quindi sicuramente utile ai fini dell aumento della performance in gioco e di un auspicato aumento del livello competitivo, un allenamento mirato ad incrementare le caratteristiche specifiche aerobiche di tutti i giocatori. References/Bibliografia 1) King DA, Hume PA, Milburn P, Guttenbeil D. A review of physiological and anthropometrical characteristis of rugby league players. South African Journal for Research in Sport, Research and Recreation 2009;31: ) Gabbett TJ. Science of rugby league football: a review. 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The authors certify that there is no conflict of interest with any financial organization regarding the material discussed in the manuscript. Received on February 19, Accepted for publication on August 1, Corresponding author: E. Guerra, via Cesare Laurenti 50, Roma Lido, Rome, Italy. emanuele.guerra@uniroma4.it Vol No. 3 MEDICINA DELLO SPORT 313

15 MED SPORT 2013;66: Effects of different resistance exercise intensity on mitochondrial DNA deletions in young athletes Effetti di diverse intensità di esercizio di resistenza sulle delezioni di DNA mitocondriale in giovani atleti R. RAHIMI 1, Z. SALEHI 2, Z. MOUSAVI BENEH-HOOR 2 1Department of Physical Education and Sport Sciences, University of Kurdistan, Sanandaj, Iran 2Department of Biology, Faculty of Sciences, University of Guilan, Rasht, Iran SUMMARY Aim. The purpose of the present study was to examine the effect of resistance exercise (RE) with different intensities on mitochondrial DNA deletions including 4977-bp (mtdna 4977 deletion), 8.7 kb, 7.5 kb and 7.4 kb deletion in young athletes. Methods. Ten resistance-trained men (age: 21±2.30 year; weight: 74.71±8.73 kg; height: ±5.95 cm) performed high intensity RE (4 sets of 5 exercises at 90% of 1RM with 3 min rest between sets) and moderate intensity RE (4 sets of 5 exercises at 75% of 1RM with 1 min rest between sets) on a separate occasion in a counterbalanced order. Blood samples were obtained before (Pre) and immediately after (Post) RE for analyzing mtdna deletions in blood leucocytes by multiplex polymerase chain reaction (PCR). Results. The results indicated that 8.7 kb, 7.5 kb, 7.4 kb and mtdna 4977 deletion, were not evident in leucocytes at Pre and Post during both RE intensities. Conclusion. In conclusion, our findings showed that RE did not induce mtdna deletions in resistance trained men, probably because of adaptations occurring owing to chronic resistance training. Key words: Mutation - Resistance training - Oxidative stress. RIASSUNTO Obiettivo. Obiettivo del presente studio è stato quello di esaminare l effetto di diverse intensità dell esercizio di resistenza (ER) sulle delezioni di DNA mitocondriale, inclusa la delezione a carico della coppia di basi n (delezione mtdna4977) e le delezioni di 8,7 kb, 7,5 kb e 7,4 kb in giovani atleti. Metodi. Dieci uomini allenati alla resistenza (età: 21±2,30 anni; peso: 74,71±8,73 kg; altezza: 175,14±5,95 cm) hanno effettuato un ER ad alta intensità (4 serie di 5 esercizi con carico al 90% di 1RM e 3 minuti di riposo tra le serie) e un ER di moderata intensità (4 serie di 5 esercizi con carico al 75% di 1RM e 1 minuto di riposo tra le serie) in momenti separati e in ordine controbilanciato. I campioni ematici sono stati prelevati prima (pre) e immediatamente dopo (post) l esercizio di resistenza per analizzare le delezioni di mtdna nei leucociti ematici mediante reazione a catena della polimerasi (PCR) multiplex. Risultati. I risultati hanno indicato che le delezioni di 8,7 kb, 7,5 kb, 7,4 kb e di mtdna4977 non erano evidenti nei leucociti nel pre- e post-er a entrambe le intensità. Conclusioni. Per concludere, i nostri risultati hanno mostrato che l ER non ha indotto delezioni di mtdna negli uomini allenati alla resistenza, probabilmente a causa degli adattamenti verificatisi a causa dell allenamento cronico della resistenza. Parole chiave: Mutazione - Esercizio di resistenza - Stress ossidativo. There is a growing body of evidence indicates that an acute bout of intense exercise increase reactive oxygen species (ROS) genera- V i è una crescente quantità di evidenza che indica come una sessione acuta di esercizio fisico intenso aumenti la produzione di specie Vol No. 3 MEDICINA DELLO SPORT 315

16 RAHIMI Resistance exercise intensity reattive dell ossigeno (ROS), conducendo all ossidazione delle macromolecole 1-5. È stato suggerito come i mitocondri siano la principale fonte intracellulare di produzione di ROS, come l anione superossido o i radicali idrossilici 6, 7. Tali ROS sono generate come normali sottoprodotti della catena di trasporto degli elettroni e la loro produzione aumenta durante l esercizio fisico 1, 4. I mitocondri sono un importante organulo intracellulare e sono essenziali per la respirazione e la fosforilazione ossidativa della cellula. I mitocondri possiedono il proprio genoma (mtdna) che è composto da una molecola circolare a doppio filamento lunga bp che codifica 13 polipeptidi essenziali della catena respiratoria, 2 RNA ribosomiali e 22 RNA di trasferimento 8. Inoltre, evidenze sperimentali dimostrano che le mutazioni di mtdna sono il risultato dello stress ossidativo 8, 9. È stato dimostrato che la mutazione di mtdna è circa 10 volte maggiore rispetto al DNA nucleare (ndna) e ciò è dovuto alla più elevata concentrazione di ROS nei mitocondri, a inefficaci meccanismi di riparazione del DNA e all assenza di istoni protettivi 10. Adachi et al. 11 hanno fornito la prima evidenza diretta per mostrare che le ROS sono responsabili dell occorrenza delle delezioni di mtdna. Essi hanno dimostrato che una delezione di 4 kb nel mtdna è stata generata nei cardiomiociti attraverso la somministrazione intraperitoneale di doxorubicina in topi Balbc. È noto che la doxorubicina induce la formazione di radicali liberi nel cuore e stimola la formazione di anioni superossido nei mitocondri 12. In base a tali ragioni, è possibile presupporre che il mtdna sia più soggetto a danneggiarsi in condizioni di stress ossidativo 10 e che tale danneggiamento possa verificarsi a causa dello stress ossidativo indotto dall esercizio fisico 13. Tra le mutazioni di mtdna, una delle più importanti per lunghezza e frequenza è una singola delezione, quella a carico della coppia di basi n del mtdna (mtdna4977) che si verifica in diversi tipi di carcinomi umani La delezione di mtdna4977 (delezione comune) rimuove un terzo del genoma essenziale del mtdna, compresi geni strutturali della catena di trasporto degli elettroni (ATPasi 8, ATPasi 6, citocromo ossidasi III, subunità 3 della NADH deidrogenasi [ND3], ND4L e ND4) e cinque geni per trna 19. Una maggiore mutazione di mtdna si verifica spesso negli esseri umani con l avanzare dell età 9 ed è stata associata a diverse malattie degenerative associate all età avanzata 14, 20, 21. Nonostante l importanza della delezione di mtdna4977 nella produzione di energia nel corso dell esercizio fisico, i dati disponibili non sono definitivi e solo pochi studi sembrano avere affrontion leading to macromolecule oxidation. 1-5 It has been suggested that the mitochondria are the major intracellular source of ROS generation such as superoxide anion or hydroxyl radicals. 6, 7 These ROS are produced as normal byproducts of the electron transport chain and its production increased during exercise. 1, 4 Mitochondria are an important intracellular organelle that are essential for respiration and oxidative phosphorylation of the cell. Mitochondria have own genome (mtdna) which is composed of 16,569-bp circular double-stranded molecule that encodes 13 essential polypeptide of the respiratory chain and 2 ribosomal RNAs and 22 transfer RNAs. 8 In addition, experimental evidence demonstrates that mtdna mutations are supposed to be a result of oxidative stress. 8, 9 It has been shown that the mtdna mutation is about 10 times more than the nuclear DNA (ndna) which is due to the higher concentration of ROS in mitochondria, ineffective DNA repair mechanisms, and the absence of protective histones. 10 Adachi et al. 11 provided the first direct evidence to show that ROS are responsible for the occurrence of mtdna deletions. They demonstrated that a 4 kb deletion of mtdna was generated in the cardiomyocytes by intraperitoneal administration of doxorubicin to Balbc mice. It is known that doxorubicin induces formation of free radicals in the heart and stimulates superoxide anion formation in mitochondria. 12 Based on these reasons; it is possible to postulate that mtdna is more susceptible to damage under oxidative stress 10 and it may be occurring due to exercise-induced oxidative stress. 13 Among mtdna mutations, one of the most important by its length and frequency is one single deletion, the 4977 bp deletion of mtd- NA (mtdna 4977 ), which is occurring in different types of human cancers The mtdna 4977 deletion (common deletion) removes one-third of the essential mtdna genome which include structural genes of electron transport chain (AT- Pase 8, ATPase 6, cytochrome oxidase III, NADH dehydrogenase subunit 3 (ND3), ND4L, and ND4) and five trna genes. 19 Increased mtdna mutation frequently occurs in humans with aging 9 and has been associated with a number of age related degenerative diseases. 14, 20, 21 Despite the importance of mtdna 4977 deletion in energy production during exercise, 316 MEDICINA DELLO SPORT Settembre 2013

17 Resistance exercise intensity RAHIMI the available data are not conclusive and only a few studies appear to have addressed the mtdna 4977 deletion after exercise. 13, 22, 23 Sakai et al. 13 showed that acute exercise (at a running speed of 40 m/min for 20 min) causes the mtdna 380-bp deletion in rat skeletal muscle compared to control rats, and concluded that the oxidative stress induced by acute exercise modifies mtdna. However, Jafari et al. 24 demonstrated that one session of aerobic exercise does not cause mtdna deletion in rat skeletal muscle. Also, Huang et al. 25 demonstrated that exhaustive exercise (at a speed of 30 m/min until exhaustion) had no effect on mtdna 4834 deletion of muscular and hepatic tissues in young rats. To date, there are only 3 studies to investigate the effect of exercise on the mtdna 4977 deletion in human. 22, 23, 26 However, there aren t any studies in relating other mtdna deletions such as 8.7 kb and 7.5 kb deletion in response to exhaustive exercise. Iwai et al. 23 examined the dynamic changes of the deleted mitochondrial DNA in human blood leucocytes after endurance exercise in untrained individual. In this study, the mtdna 4977 deletion in leucocytes was detected prior to the exercise regime in all five subjects, who were all living normal, exercise-free lifestyles. They demonstrated that the common deletion in leucocytes disappears over a period of several days after endurance exercise and reappears a number of days thereafter. Also, Iwai et al. 22 identified mtdna 4977 deletion in healthy female soccer players and showed that drinking green tea catechins for 5 weeks caused the frequency of mtdna 4977 deletion to significantly decrease. However, Mirzaei et al. 26 examined the effect of aerobic exercise training on mtdna 4977 deletion in blood leucocytes of untrained healthy young men. They reported that eight week aerobic training did not induce mtdna 4977 in human blood leucocytes. Based on literature knowledge, no studies, to date, have examined the effect of resistance exercise on mtdna 4977 deletion and 8.7 kb, 7.5 kb and 7.4 kb deletion in athletes. Therefore, in an attempt to progress in the understanding of exercise-induced mtdna deletions, the present study was designed to investigate the effect of resistance exercise with different intensities on mtdna deletions in young athletes. tato la delezione di mtdna4977 dopo l esercizio fisico 13, 22, 23. Sakai et al. 13 hanno mostrato che l esercizio fisico intenso (a una velocità di corsa di 40 m/minuto per 20 minuti) causa la delezione a carico della coppia di basi n. 380 del mtdna nei muscoli scheletrici dei ratti rispetto a ratti di controllo, e hanno concluso che lo stress ossidativo indotto dall esercizio intenso modifica il mtdna. Tuttavia, Jafari et al. 24, hanno dimostrato che una sessione di esercizio fisico aerobico non causa la delezione di mtdna nel muscolo scheletrico dei ratti. Inoltre, Huang et al. 25 hanno dimostrato che l esercizio fisico estenuante (a una velocità di 30 m/minuto fino alla spossatezza) non ha avuto alcun effetto sulla delezione di mtdna4834 nei tessuti epatici e muscolari di ratti giovani. Finora, sono stati condotti solo 3 studi che hanno esaminato l effetto dell esercizio fisico sulla delezione di mtdna4977 negli esseri umani 22, 23, 26. Tuttavia, non esistono altri studi che abbiano esaminato altre delezioni di mtdna come la delezione di 8,7 kb e 7,5 kb in risposta all esercizio fisico estenuante. Iwai et al. 23 hanno esaminato le variazioni dinamiche del DNA mitocondriale soggetto a delezione nei leucociti del sangue umano dopo l esercizio di endurance in individui non allenati. Nel presente studio, la delezione di mtd- NA4977 nei leucociti è stata rilevata prima del regime di esercizio fisico in tutti e cinque i soggetti, i quali conducevano tutti stili di vita normali, senza praticare attività sportive. Essi hanno dimostrato che la delezione comune nei leucociti scompare in un periodo di diversi giorni dopo l esercizio di endurance e riappare diversi giorni dopo. Inoltre, Iwai et al. 22 hanno identificato la delezione di mtdna4977 in calciatrici sane e hanno mostrato che l assunzione di catechine del tè verde per 5 settimane ha causato una riduzione significativa della frequenza di delezione del mtdna4977. Tuttavia, Mirzaei et al. 26 hanno esaminato l effetto dell allenamento aerobico sulla delezione di mtd- NA4977 nei leucociti ematici di giovani uomini sani e non allenati. Essi hanno riportato come otto settimane di allenamento aerobico non abbiano indotto delezioni di mtdna4977 nei leucociti del sangue umano. Sulla base delle conoscenze riportate dalla letteratura, nessuno studio ha finora esaminato l effetto dell esercizio di resistenza sulla delezione di mtdna4977 e di 8,7 kb, 7,5 kb e 7,4 kb negli atleti. Pertanto, nel tentativo di migliorare la comprensione delle delezioni di mtdna indotte dall esercizio fisico, il presente studio è stato concepito per esaminare l effetto dell esercizio di resistenza, condotto a diverse intensità, sulle delezioni di mtdna nei giovani atleti. Vol No. 3 MEDICINA DELLO SPORT 317

18 RAHIMI Resistance exercise intensity Materials and methods Experimental approach to the problem Mitochondrial DNA deletions were determined to heavy- and moderate-re protocols using a randomized, counterbalanced design. All subjects acted as their own controls in a crossover design. Ten resistance-trained (RT) men were randomly assigned to participate in bouts of RE, separated by 72 h, involving 4 sets of 5 exercises with 90% of 1RM and 4 sets of 5 exercise with 75% of 1RM until exhaustion. Blood samples were collected before (Pre) and immediately after (Post) each RE session to analyze mtdna deletions in blood leucocytes using multiplex polymerase chain reaction (PCR). Subjects Ten resistance trained men (age: 21.00±2.30 year; weight: 74.71±8.73 kg; height: ±5.95 cm) who had at least 1 year experience in whole-body resistance training volunteered to participate in this study. The experimental procedure was explained in details to all subjects and they completed a written informed consent approved by the local institutional ethics committee. Subjects were on their ordinary diet, and did not consume anabolic steroids or any other anabolic agents known to increase performance. No subjects were smoker or used antioxidant supplementation. Experimental design One week prior to the experimental resistance exercise workouts, subjects came to the Exercise Physiology Lab for measuring height, weight and one repetition maximum (1RM) for the bench press, leg press, seated bar shoulder press, arm curls and lat pull down exercises. 3, 27 Prior to 1RM testing, all subjects performed warm-up, which consisted of 3 min running, 5-10 repetitions at 50% of perceived maximum strength and stretching period. The warm-up procedure was held constant throughout all the testing sessions. Each subject performed 2 RE protocols of different intensities in a randomized, cross-over design. At least 72 hours of recovery time were allowed between each training session. Subjects were instructed not to train or be involved in strenuous activ- Materiali e metodi Approccio sperimentale al problema Le delezioni di DNA mitocondriale sono state determinate in protocolli di esercizio di resistenza (ER) a intensità elevata e moderata utilizzando un disegno randomizzato controbilanciato. Tutti i soggetti hanno agito come controlli di se stessi in un disegno crossover. Dieci uomini allenati alla resistenza (AR) sono stati assegnati in maniera casuale per partecipare a sessioni di ER, separate da 72 ore, che prevedevano 4 serie di 5 esercizi con carico al 90% di 1RM e 4 serie di 5 esercizi con carico al 75% di 1RM fino alla spossatezza. I campioni di sangue sono stati raccolti prima (Pre) e immediatamente dopo (Post) ciascuna sessione di ER per analizzare le delezioni di mtdna nei leucociti ematici mediante reazione a catena della polimerasi (PCR) multiplex. Soggetti Dieci uomini allenati alla resistenza (età: 21±2,30 anni; peso: 74,71±8,73 kg; altezza: 175,14±5,95 cm) che avevano almeno 1 anno di esperienza nell allenamento della resistenza corporea si sono offerti volontari per partecipare a questo studio. La procedura sperimentale è stata spiegata nel dettaglio a tutti i soggetti, i quali hanno compilato il consenso informato scritto approvato dal locale Comitato etico dell istituto. I soggetti seguivano una dieta ordinaria, senza consumo di steroidi anabolizzanti o di altre sostanze anaboliche note per aumentare la performance. Nessun soggetto era fumatore o faceva uso di integratori antiossidanti. Disegno sperimentale Una settimana prima degli allenamenti sperimentali di esercizi di resistenza, i soggetti si sono recati presso il laboratorio di fisiologia dell esercizio per la misurazione di altezza, peso e di una ripetizione massimale (1RM) per gli esercizi di bench press, leg press, shoulder press con bilanciere da seduti, arm curls e lat pull down 3, 27. Prima dei test di 1RM, tutti i soggetti hanno effettuato un riscaldamento, che prevedeva 3 minuti di corsa, 5-10 ripetizioni al 50% della forza massima percepita e un periodo di stretching. La procedura di riscaldamento è stata mantenuta costante per tutte le sessioni di test. Ogni soggetto ha effettuato 2 protocolli di ER a diverse intensità in un disegno crossover randomizzato. Tra le sessioni di allenamento sono state fatte passare almeno 72 ore di tempo di recupero. I soggetti sono stati istruiti a non allenarsi o 318 MEDICINA DELLO SPORT Settembre 2013

19 Resistance exercise intensity RAHIMI ity for 48 hours before or after the experimental RE trial. All the subjects completed two RE protocols that consisted of 4 sets of the bench press, leg press, seated bar overhead press, arm curls and lat pull down exercises at 90% of 1RM with 3 min rest between sets and at 75% of 1RM with 90s rest between sets, and each set was performed to exhaustion. To ensure that all subjects were moving at approximately the same velocity for each repetition, each set was timed using a handheld stopwatch. The spotter called out a cadence for the eccentric and concentric phases of each repetition. The repetition velocity consisted of a 3-second eccentric phase followed by a 1-second concentric phase. The volume of each exercise was calculated as the number of sets complete repetitions load (kg). Blood sampling and mtdna extraction Blood samples were collected from each subject in a seated position from an antecubital vein into EDTA-containing tubes at pre and post RE bouts. Mitochondrial DNA was isolated from peripheral blood leukocytes using standard phenol-chloroform method by GPP Solution kit (Gen Pajoohan Pouya Co). Multiplex PCR Multiplex PCR reactions were carried out using four sets of primers: ONP89/ONP86 with ONP74/ONP25, ONP10/ONP74 and ONP25/ ONP99 (Table I). ONP89 primer located at bp and ONP86 located at bp of the mtdna were used to amplify a 279-bp fragment in a rarely deleted region as an internal control in each sample. ONP74 primer located at bp and ONP25 located at bp of the mtdna were used to amplify a prendere parte ad attività faticose per 48 ore prima o dopo la prova sperimentale di ER. Tutti i soggetti hanno completato due protocolli di ER composti da 4 serie di esercizi di bench press, leg press, overhead press con bilanciere da seduti, arm curls e lat pull down con un carico al 90% di 1RM e 3 minuti di riposo tra le serie e con un carico al 75% di 1RM e 90 secondi di riposo tra le serie; ciascuna serie è stata condotta fino alla spossatezza. Per garantire che tutti i soggetti si muovessero a circa la stessa velocità per ogni ripetizione, ogni serie è stata cronometrata utilizzando un cronometro portatile. L osservatore stabiliva un ritmo per le fasi eccentriche e concentriche di ogni ripetizione. La velocità di ripetizione prevedeva una fase eccentrica di 3 secondi seguita da una fase concentrica di 1 secondo. Il volume di ogni esercizio è stato calcolato come numero di serie x ripetizioni completate x carico (kg). Campionamento ematico ed estrazione di mtdna I campioni ematici sono stati raccolti da ogni soggetto in posizione seduta da una vena antecubitale in provette contenenti EDTA nelle sessioni pre- e post-er. Il DNA mitocondriale è stato isolato da leucociti nel sangue periferico con il tradizionale metodo fenolo-cloroformio mediante il kit della soluzione GPP (Gen Pajoohan Pouya Co). PCR multiplex Le reazioni di PCR multiplex sono state condotte utilizzando quattro serie di primer: ONP89/ONP86 con ONP74/ONP25, ONP10/ONP74 e ONP25/ ONP99 (Tabella I). Il primer ONP89 ubicato a bp e il primer ONP86 ubicato a bp del mtdna sono stati utilizzati per amplificare un frammento di 279-bp in una regione raramente soggetta a delezioni come controllo interno in ogni campione. Il primer ONP74 ubicato a bp e il primer ONP25 ubicato a bp del mtdna sono stati utilizzati per amplificare una regione di 502-bp creata dalla delezione Table I. Position and oligonucleotide sequences of primers used in multiplex PCR amplification. Tabella I. Posizione e sequenze oligonucleotidiche dei primer utilizzati nell amplificazione mediante PCR multiplex. Name of primer Nucleotide position of primer Primer sequence ONP 86 (LF) (ND2) 5'- CCC TTA CCA CGC TAC TCC TA-3 ' ONP 89 (HB) (OL) 5 ' - GGC GGG AGA AGT AGA TTG AA-3 ' ONP 10 (HB) (Cyt b) 5 ' - TTG GCG TGA AGG TAG CGG AT- 3 ' ONP 74 (HB) (ND5) 5 ' - GGT TGA CCT GTT AGG GTG AG- 3 ' ONP 25 (LF) (COII) 5 ' - CTA CGG TCA ATG CTC TGA AA-3 ' ONP 99 (HB) B(D-loop) 5 ' - GTG GTC AAG TAT TTA TGG TA-3 ' Vol No. 3 MEDICINA DELLO SPORT 319

20 RAHIMI Resistance exercise intensity Table II. Primers position used in PCR amplification for detection of four mtdna deletions. Tabella II. Posizione dei primer utilizzati nell amplificazione mediante PCR per la rilevazione di quattro delezioni di mtdna. Primers Start point of primer End point of primer Length of deletion (kb) Length of observed PCR product (bp) ONP 86, ONP ONP 86, ONP ONP 25, ONP ONP 25, ONP ONP 86, ONP (internal control) 502-bp region created by the mtdna 4977 deletion. ONP86 primer and ONP10 primer located at bp, ONP86 primer and ONP74 primer, ONP25 primer and ONP99 primer located at bp were used to amplify regions created by 8.7 kb, 7.5 kb and 7.4 kb deletions (Table II). 28 The distances between the primers were long enough to allow amplification only if a part of the DNA between respective primers was deleted. PCR reaction was carried out in a total volume of 25µL containing: 100 ng of total DNA, 10 pmol of each primer, 2.5 mm MgCl 2, 200 mm of each dntp, 2.5 µl 10 PCR buffer and 1 U TaqDNA polymerase. 28, 29 The PCR protocol included an initial melting temperature of 94 C (5 min) followed by 35 cycles of amplification (1 min at 94 C, 1 min at 57 C, 40 s at 72 C). A final 10 min extension step (72 C) terminated the process. PCR products were separated on 2% agarose gels, run in 1X TBE at 95 V for 50 min, stained in 0.1 μg ml -1 ethidium bromide and visualized by UV light. Statistical analysis The Fisher s exact test of independence was used to compare mtdna mutations before and after both resistance exercise protocols. A P value <0.05 was considered statistically significant. Results Blood samples were analyzed for mtdna deletions using the multiplex PCR (Figure 1). No mtdna deletions were found in blood leucocytes samples before and after RE protocols. Also, the results revealed no significant difference in mtdna deletions between pre- and post test in both RE protocols (P>0.05). Exercise volume completed during two RE protocols were shown in Figures 2 and 3. di mtdna4977. Il primer ONP86 e il primer ONP10 ubicati a bp, il primer ONP86 e il primer ONP74, primer ONP25 e il primer ONP99 ubicati a bp sono stati utilizzati per amplificare regioni create dalle delezioni di 8,7 kb, 7,5 kb e 7,4 kb (Tabella II) 28. Le distanze tra i primer erano abbastanza lunghe da permettere l amplificazione solo se una parte del DNA tra i rispettivi primer era soggetto a delezione. La reazione di PCR è stata condotta in un volume totale di 25µl contenente: 100 ng di DNA totale, 10 pmol di ciascun primer, 2,5 mm MgCI2, 200 mm di ciascun dntp, 2,5 µl di 10x PCR buffer e 1 U di TaqDNA polimerasi 28, 29. Il protocollo di PCR prevedeva un iniziale temperatura di fusione di 94 C (5 minuti) seguita da 35 cicli di amplificazione (1 minuto a 94 C, 1 minuto a 57 C, 40 secondi a 72 C). Una fase di estensione finale da 10 minuti (72 C) ha concluso il processo. I prodotti della PCR sono stati separati su gel di agarosio al 2%, sottoposti a corsa in 1xTBE a 95 V per 50 minuti, colorati in 0,1 µg ml-1 bromuro di etidio e visualizzati con luce ultravioletta. Analisi statistica Il test esatto di Fisher per l indipendenza è stato utilizzato per confrontare le mutazioni di mtdna prima e dopo entrambi i protocolli dell esercizio di resistenza. Un valore P inferiore a 0,05 è stato considerato statisticamente significativo. Risultati I campioni ematici sono stati analizzati per delezioni di mtdna utilizzando la PCR multiplex (Figura 1). Non è stata osservata nessuna delezione di mtdna nei campioni di leucociti ematici prima e dopo i protocolli di ER. Inoltre, i risultati non hanno rivelato nessuna differenza significativa nelle delezioni di mtdna tra i test precedenti (pre) e successivi (post) a entrambi i protocolli di ER (P>0,05). Il volume dell esercizio fisico completato durante i due protocolli di ER è illustrato nelle Figure 2 e MEDICINA DELLO SPORT Settembre 2013