Más de lo que parece | 11 JUN 17

Beneficios del ejercicio para la salud física y metabólica

Aunque la actividad física regular puede prevenir o reducir el riesgo de las enfermedades relacionadas con la edad, los mecanismos moleculares de los efectos protectores del ejercicio son en gran parte desconocidos
Autor/a: Mark A. Febbraio Fuente: Nature Reviews Endocrinology 13, 72–74 (2017) doi:10.1038/nrendo.2016.218  Exercise metabolism in 2016: Health benefits of exercise — more than meets the eye!
INDICE:  1. Página 1 | 2. Referencias bibliográficas
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Introducción

En 2016, una serie de estudios demostraron que el “diálogo” o comunicación entre diversos tejidos durante el ejercicio puede proteger contra enfermedades metabólicas, cáncer, degeneración de la retina y pérdida de memoria. Estos estudios proporcionan una base molecular para el concepto de: "Ejercicio como medicina".

Desde aproximadamente el año ~ 450 aC se sabe que la actividad física es capaz de prevenir enfermedades crónicas. Las citas atribuidas a Hipócrates, el padre de la medicina occidental, incluyen: "El caminar es la mejor medicina del hombre" y "Si hay una deficiencia en el alimento y el ejercicio el cuerpo caerá enfermo". Se sabe que incluso breves períodos de inactividad física se asocian con una alteración de la homeostasis metabólica que se manifiesta como una disminución de la sensibilidad a la insulina, una reducción de la eliminación de lípidos postprandiales, una pérdida de masa muscular y una acumulación de adiposidad visceral.1

Estos cambios agudos proporcionan un vínculo entre la inactividad física y un mayor riesgo de desarrollar muchas enfermedades, incluyendo la diabetes mellitus tipo 2 (DM2), enfermedades cardiovasculares, cánceres como los del colon y mama, la osteoporosis, osteoartritis, disfunción eréctil y síndrome de ovario poliquístico.1,2

Durante el ejercicio, las proteínas, péptidos, enzimas y metabolitos se liberan de un órgano para afectar el metabolismo en otro órgano

Los beneficios de la actividad física se han atribuido a varios mecanismos como la reducción de la adiposidad, el aumento de la capacidad cardiorrespiratoria (consumo máximo de oxígeno (VO2 máx), la reducción de los lípidos circulantes y el mantenimiento de la masa muscular. Sin embargo, en el actual milenio, la investigación ha demostrado que, durante el ejercicio, las proteínas, péptidos, enzimas y metabolitos se liberan de un órgano (principalmente contracción del músculo esquelético) para afectar el metabolismo en otro órgano.

En 2016, este paradigma se fortaleció en varios estudios importantes. Como el ejercicio implica la contracción del músculo la mayoría del énfasis se ha puesto en la liberación de las proteínas de contracción del músculo esquelético (las llamadas miocinas) que afectan los procesos metabólicos en otros órganos.3

Cerebro y cognición

Se sabe que el ejercicio mejora la función cerebral y la cognición. En un elegante trabajo Moon et al.4 trataron inicialmente los miotúbulos L6 con el agonista de la proteína quinasa activada por AMP (AMPK) 5-aminoimidazol-4-carboxamida ribonucleótido (AICAR) en un intento de modelar los efectos del ejercicio in vitro. El cribado subsiguiente de los medios de cultivo para las proteínas usando espectrometría de masas reveló la presencia de catepsina B.

Los investigadores validaron la catepsina B como una mioquina demostrando que los niveles de esta proteína aumentaron en el plasma de ratones, monos y seres humanos durante el ejercicio. En humanos, los niveles plasmáticos de catepsina B se correlacionaron tanto con la aptitud física como con la memoria. Por otra parte, aunque correr produjo una mejora de la memoria y aumento de la neurogénesis en el hipocampo en ratones de tipo salvaje, no se produjo ningún efecto observado en ratones deficientes en catepsina B. Este estudio demostró que el ejercicio puede inducir la liberación de catepsina B por la contracción del músculo esquelético para modificar la memoria y la función cerebral (Figura 1), lo que valida la hipótesis de que el ejercicio es beneficioso para retrasar la demencia en el envejecimiento.

Avances clave
• La catepsina B es una miocina inducida por la contracción que mejora la función de la memoria.4

• La osteocalcina se libera desde el hueso durante el ejercicio para indicar al músculo esquelético que libere IL-6, que a su vez regula la homeostasis metabólica.5

• El ejercicio puede reducir el crecimiento tumoral en una variedad de cánceres en ratones movilizando y redistribución de células asesinas naturales.9

• El ejercicio previene la pérdida de factor neurotrófico derivado del cerebro en la retina después de la lesión para preservar la función neuronal.10

Aunque contraer el músculo es, sin duda, capaz de liberar proteínas y metabolitos durante el ejercicio, otros órganos podrían tener propiedades endócrinas durante la actividad física.

Hueso

En un complejo estudio publicado en 2016, Mera et al.5 demostraron que el hueso también puede impulsar la adaptación al ejercicio físico mediante la liberación de osteocalcina. Los investigadores demostraron que los niveles circulantes de osteocalcina aumentan marcadamente durante el ejercicio. Se demostró entonces que la osteocalcina circulante no solo aumentaba la captación intramuscular de glucosa durante el ejercicio, sino que también aumentaba la producción y liberación de la prototípica miocina IL-6 que a su vez aumenta la disponibilidad de ácidos grasos de los adipocitos y la producción de glucosa en el hígado; hallazgos que apoyan estudios previos realizados hace más de una década.6,7

El estudio de Mera et al.5 es una adición importante al modelo existente de diálogo cruzado entre tejidos  ya que descubrió un eje entre hueso-músculo-hígado y / o el tejido adiposo que regula el suministro de nutrientes y la demanda durante la contracción muscular (Figura 1). Determinar con precisión cómo el hueso detecta la contracción muscular es el siguiente reto en la definición de este modelo.

 

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