El mapa molecular de todo el cuerpo explica por qué el ejercicio es tan bueno para usted

El ejercicio no solo mejora la fuerza muscular, mejora la salud del corazón y reduce los niveles de azúcar en la sangre, sino que también ofrece una serie de otros beneficios para la salud. Pero, ¿cómo es que correr regularmente en una cinta, subir una colina empinada en bicicleta o una caminata rápida a la hora del almuerzo produce una variedad tan vertiginosa de beneficios para la salud?

Estamos más cerca de responder esta pregunta gracias a un nuevo y extenso estudio realizado por la Facultad de Medicina de Stanford. Los investigadores tomaron casi 10.000 mediciones en casi 20 tipos de tejido para examinar los efectos de ocho semanas de ejercicio de resistencia en ratas de laboratorio entrenadas para correr en cintas de correr del tamaño de un roedor.

Sus hallazgos resaltan los efectos dramáticos del ejercicio en el sistema inmunológico, la respuesta al estrés, la producción de energía y el metabolismo. Encontraron conexiones significativas entre el ejercicio, moléculas y genes que ya se sabe que desempeñan un papel en una variedad de enfermedades humanas y en la reparación de tejidos.

El estudio forma parte de una serie de artículos publicados el 1 de mayo por miembros de un equipo de investigación multidisciplinario diseñado para sentar las bases para comprender, a nivel molecular y de todo el cuerpo, cómo responden nuestros tejidos y células al ejercicio. p>

“Todos sabemos que el ejercicio es bueno para nosotros”, dice el profesor de patología Stephen Montgomery, Ph.D. “Pero sabemos poco sobre las señales moleculares que se producen en todo el cuerpo cuando las personas hacen ejercicio, o cómo pueden cambiar con el ejercicio. Nuestro estudio es el primero que analiza los cambios moleculares a escala de todo el cuerpo, desde proteínas hasta genes, metabolitos, grasas y producción de energía. Este es el perfil más extenso de los efectos del ejercicio hasta la fecha y crea un mapa importante de cómo el ejercicio cambia el cuerpo".

Montgomery, que también es profesor de genética y ciencia de datos biomédicos, es el autor principal del artículo publicado en Nature.

Una visión coordinada del ejercicio

Los investigadores involucrados en el estudio y otras publicaciones simultáneas son parte de un grupo nacional llamado Consorcio de Transductores Moleculares de Actividad Física, o MoTrPAC, organizado por los Institutos Nacionales de Salud. Esta iniciativa se lanzó en 2015 para estudiar en detalle cómo el ejercicio mejora la salud y previene enfermedades.

El equipo de Stanford Medicine hizo la mayor parte del trabajo pesado, estudiando los efectos de ocho semanas de entrenamiento de resistencia en la expresión de genes (transcriptoma), proteínas (proteoma), grasas (lipidoma), metabolitos (metaboloma) y el patrón. De marcas químicas colocadas en el ADN (epigenoma), sistema inmunológico, etc.

Realizaron 9.466 análisis en múltiples tejidos de ratas que fueron entrenadas para correr distancias cada vez mayores y compararon los resultados con los de ratas que descansaban en sus jaulas. Prestaron especial atención a los músculos de las piernas, el corazón, el hígado, los riñones y el tejido adiposo blanco (un tipo de grasa que se acumula a medida que aumenta el peso); otros tejidos incluyen los pulmones, el cerebro y el tejido adiposo marrón (un tipo de grasa metabólicamente más activa que ayuda a quemar calorías).

La combinación de múltiples ensayos y tipos de tejidos arrojó resultados de cientos de miles de cambios no epigenéticos y más de 2 millones de cambios diferentes en el epigenoma. Estos resultados mantendrán ocupados a los científicos durante los próximos años.

Aunque este estudio sirvió principalmente para crear una base de datos para futuros análisis, ya han surgido algunos resultados interesantes. En primer lugar, observaron que la expresión de 22 genes cambiaba con el ejercicio en los seis tejidos en los que se centraron.

Muchos de estos genes estaban involucrados en las llamadas vías de choque térmico, que estabilizan la estructura de las proteínas cuando las células están expuestas al estrés, incluidos cambios de temperatura, infecciones o remodelación de tejidos. Otros genes han sido implicados en vías que reducen la presión arterial y aumentan la sensibilidad del cuerpo a la insulina, lo que reduce el azúcar en sangre.

Los investigadores también observaron que la expresión de varios genes asociados con la diabetes tipo 2, enfermedades cardíacas, obesidad y enfermedades renales se redujo en ratas que hacían ejercicio en comparación con sus contrapartes sedentarias, lo que indica claramente un vínculo entre su investigación y la salud humana.

Diferencias de género

Finalmente, encontraron diferencias sexuales en la forma en que los diferentes tejidos de ratas macho y hembra respondían al ejercicio. Las ratas macho perdieron alrededor del 5% de su grasa después de ocho semanas de ejercicio, mientras que las ratas hembra no perdieron una cantidad significativa de grasa. (Sin embargo, mantuvieron su porcentaje de grasa corporal inicial, mientras que las hembras sésiles ganaron un 4 % adicional de grasa corporal durante el transcurso del estudio).

Pero la mayor diferencia se observó en la expresión genética en las glándulas suprarrenales de las ratas. Después de una semana, los genes asociados con la producción de hormonas esteroides como la adrenalina y la producción de energía aumentaron en las ratas macho, pero disminuyeron en las ratas hembra.

A pesar de estas primeras y tentadoras asociaciones, los investigadores advierten que la ciencia del ejercicio está lejos de estar completa. Más bien, esto es sólo el comienzo. Pero el futuro parece prometedor.

“A largo plazo, es poco probable que encontremos una intervención mágica que reproduzca todo lo que el ejercicio puede hacer por una persona”, afirmó Montgomery. "Pero podemos acercarnos a la idea del ejercicio de precisión: recomendaciones personalizadas basadas en la genética, el sexo, la edad u otras condiciones médicas de una persona para lograr respuestas beneficiosas en todo el cuerpo".