This study was designed to investigate the changes of circulating cell-free DNA (cfDNA) in boxer and rats undertook chronic high load and overtraining as well as its possible mechanisms after establishing a sensitive and simple method for detecting circulating cfDNA. Equipment and methods. Thirteen male boxers undertook high load training including 3-week high intensity and high volume trainings with a 4-week interval, while female rats completed high load training or overtraining, with 10 rats each group, in addition to 10 sedentary rats. Blood samples of all the participants were collected prior to the onset of training and at 36h post the last session of training. The cfDNA level was detected by our established Alu-real-time PCR. Indicators monitoring high load training and overtraining including testosterone, cortisol (corticosterone in rat), Hb, creatine kinase (CK) and blood urea nitrogen (BUN), and reflecting oxidative stress such as glutathione peroxidase (GSH-Px) and peroxide index malonaldehyde (MDA), as well as exercise performance were determined.

(1) Our real-time PCR targeting Alu or Alu homogenous gene was confirmed to detect circulating cfDNA simply and sensitively; (2) cfDNA levels were increased in high load training and overtraining rats by about 2.0- and 4.5-fold respectively, with a greater increase in overtraining rats. (3) Surged cfDNA levels were also observed by almost four times in high load training boxers, with no difference between high intensity and high volume trainings.

To our best knowledge, this study firstly suggested that the circulating cfDNA was likely to be a potential biomarker for chronic training and overtraining in human and rat, and the chronic training or overtraining-induced surge of circulating cfDNA might be originated from oxidative stress and muscle damage. Besides, a simple and sensitive quantitative PCR targeting Alu in human or Alu homologous gene in rat was suggested to detect circulating cfDNA concentration.

Cette étude a été conçue pour étudier les changements de l’ADN libre circulant (cfDNA) chez des boxeurs et des rats soumis à une charge élevée chronique et à un état de surentraînement ainsi que ses mécanismes possibles, après avoir établi une méthode sensible et simple pour détecter l’ADNc circulant.

Treize boxeurs mâles ont suivi un entraînement à charge élevée, comprenant des entraînements à haute intensité et à volume élevé sur 3 semaines avec un intervalle de 4 semaines, tandis que les rats femelles ont suivi un entraînement à charge élevée ou un surentraînement expérimental, avec 10 rats chaque groupe, comparés à 10 rats sédentaires. Des échantillons sanguins de tous les participants ont été prélevés avant le début de la formation et 36h après la dernière session d’entraînement. Nous avons développé une technique originale de PCR en temps réel pour doser le cfDNA. Les marqueurs d’entraînement à charge élevée et le surentraînement, comprenant la testostérone, le cortisol (corticostérone chez le rat), l’Hb, la créatine kinase (CK), l’azotémie (BUN), et les marqueurs de stress oxydatif tel que la glutathion peroxydase (GSH-Px), le malonaldéhyde (MDA), ainsi que la performance à l’exercice ont été déterminés.

(1) Nous confirmons que notre PCR en temps réel ciblant Alu ou le gène homogène Alu détecte le cfDNA de façon simple et avec une bonne sensibilité; (2) Les niveaux de cfDNA sont augmentés chez les rats soumis à l’entraînement à charge élevée et au surentraînement d’environ respectivement 2,0 et 4,5 fois, avec une plus grande augmentation en cas de surentraînement chez les rats. (3) Des niveaux plus que quadruplés d’ADNcf ont également été observés chez les boxeurs ayant subi un entraînement à charge élevée, sans que l’on puisse mettre en évidence une différence entre les entraînements à haute intensité et à volume élevé.

Cette étude indique tout d’abord que l’ADNcf pourrait constituer un biomarqueur pour l’entraînement chronique et le surentraînement chez l’homme et le rat, et que l’augmentation de cfDNA résultant de l’entraînement chronique ou du surentraînement semblerait résulter du stress oxydatif et des microlésions du muscle. Nous proposons en outre une PCR quantitative simple et sensible mesurant Alu ou le gène homogène Alu chez l’homme et chez le rat pour quantifier l’ADNc circulant.