Un estudio experimental realizado en Dinamarca sobre los beneficios del ejercicio físico se ha traducido en la elaboración de un Atlas del metabolismo del ejercicio, donde se contabilizan las moléculas de señalización inducidas durante el mismo.
Como detalla en Cell Metabolism la profesora Juleen R. Zierath, del Karolinska Institutet y del Centro de la Fundación Novo Nordisk para la Investigación Metabólica Básica (CBMR), en la Universidad de Copenhague, el cuerpo produce diferentes moléculas de señalización que promueven la salud de una manera específica en los órganos después del ejercicio, según la hora del día.
Estas señales -asegura Zierath- tienen un amplio impacto en la salud, influyendo en el sueño, la memoria, el rendimiento del ejercicio y la homeostasis metabólica.
En el estudio se explica que casi todas las células regulan sus procesos biológicos durante un período de 24 horas (ritmo circadiano). En él también han participado investigadores estadounidenses de las universidades de Texas A&M y California, así como alemanes del Centro Helmholtz Diabetes, en Munich.
Este equipo multidisciplinar de investigadores internacionales quería lograr una comprensión más detallada de este efecto, por lo que llevó a cabo una serie de experimentos con animales de laboratorio. Concretamente, a un grupo de roedores les hacían hacer ejercicio a primera hora de la mañana y al final del día.
Con espectrometría de masas recogieron y analizaron muestras de sangre y de diferentes tejidos, del corazón, cerebro, músculos e hígado, entre otros.
Así pudieron detectar centenares de metabolitos distintos y moléculas de señalización hormonal en cada tejido, para monitorear alteraciones en diferentes horas del día.
El resultado es un Atlas del metabolismo del ejercicio, un mapa completo de las moléculas de señalización inducidas por el ejercicio presentes en diferentes tejidos después del ejercicio en diferentes momentos del día.
Atlas del metabolismo del ejercicio físico
Dominik Lutter, del Centro Helmholtz Diabetes de Munich y miembro del equipo, opina que “como es el primer estudio integral que resume el metabolismo dependiente del tiempo y el ejercicio en múltiples tejidos, es de gran valor para generar y refinar modelos sistémicos para el metabolismo y la diafonía de órganos”.
Los nuevos conocimientos incluyen una comprensión más profunda de cómo los tejidos se comunican entre sí y cómo el ejercicio puede ayudar a realinear los ritmos circadianos defectuosos en tejidos específicos.
Los relojes circadianos defectuosos se han relacionado con un mayor riesgo de obesidad y diabetes tipo 2. Finalmente, el estudio identificó nuevas moléculas de señalización inducidas por el ejercicio en múltiples tejidos, que necesitan un estudio más pormenorizado para comprender cómo pueden influir en la salud de forma individual o colectiva.
Así, el profesor Jonas Thue Treebak, del CBMR de la Universidad de Copenhague y coautor del estudio, asegura que “no solo demostramos cómo los diferentes tejidos responden al ejercicio físico en diferentes momentos del día, también proponemos que estas respuestas están conectadas para inducir una adaptación orquestada que controla la homeostasis de la energía sistémica”.
En el laboratorio de este investigador tratar de definir los mecanismos que vinculan el dinucleótido de nicotinamida y adenina celular (NAD), con la salud metabólica. En particular, su objetivo es determinar el papel de las vías de generación y consumo de NAD+ para mantener la función y la adaptabilidad de los tejidos en respuesta al estrés metabólico.
Para ello, utilizan modelos preclínicos innovadores para manipular los metabolitos relacionados con NAD de forma específica y determinar las implicaciones funcionales. Además, aplican enfoques ómicos imparciales y procesos analíticos avanzados, para identificar los mediadores responsables y determinar las interacciones genotipo/fenotipo. Enfatizan que los hallazgos preclínicos se prueban y traducen en entornos clínicos.
Una ayuda para futuras investigaciones
Los experimentos se llevaron a cabo con roedores y, aunque comparten muchas características genéticas, fisiológicas y de comportamiento comunes con los humanos, también tienen diferencias importantes, por lo que los propios investigadores reconocen que el estudio tiene varias limitaciones.
Por ejemplo, los ratones son nocturnos y el tipo de ejercicio también se limitó a correr en cinta rodante, lo que puede producir resultados diferentes en comparación con el ejercicio de alta intensidad. Finalmente, el impacto del sexo, la edad y posible enfermedad no se consideraron en el análisis.
Así las cosas y a pesar de las limitaciones, el profesor Shogo Sato, del Departamento de Biología en Texas A&M University y miembro del equipo, asegura que han llevado a cabo un estudio importante, “que ayuda -dice- a dirigir más investigaciones que pueden comprender mejor cómo el ejercicio, si se programa correctamente, puede contribuir a mejorar la salud«.
Concretamente, el profesor Sato demostró en 2017 que el control circadiano de las vías metabólicas se reprograma con el envejecimiento, que se recupera con la restricción calórica.
Dos años después, analizó el impacto del ejercicio en función del tiempo desvelando que el ejercicio en la fase activa temprana (fase de ayuno) ejerce respuestas metabólicas sólidas en el músculo esquelético.
Finalmente, Kenneth Dyar, responsable de Fisiología Metabólica en el Centro de Diabetes Helmholtz, destaca la utilidad del citado Atlas como un recurso integral para los biólogos. “Si bien -afirma- nuestro recurso proporciona nuevas e importantes perspectivas sobre los metabolitos energéticos y las moléculas de señalización conocidas, esto es solo la punta del iceberg. Mostramos algunos ejemplos de cómo se pueden extraer nuestros datos para identificar nuevos tejidos y moléculas de señalización específicas en el tiempo”.
