LABORATORIO DE URGENCIAS

Respuesta Fisiológica al Ejercicio

                                                                                                                                          
                                                                                                                           MoTrPAC Study Group

                                                                                                                                        Nature 629; 174 – 183 (2024)

                                                                                                                                       Resumido por: Carmen Leitch

El ejercicio regular proporciona amplios beneficios para la salud, incluida la reducción de los riesgos de mortalidad por todas las causas, enfermedades cardiometabólicas y neurológicas, cáncer y otras patologías. El ejercicio afecta a casi todos los sistemas de órganos, ya sea para mejorar la salud o reducir el riesgo de enfermedades, con efectos beneficiosos resultantes de adaptaciones celulares y moleculares dentro y entre muchos tejidos y sistemas de órganos.
Una nueva investigación ha tratado de aclarar exactamente cómo el ejercicio afecta a un organismo y, en particular, al cuerpo humano, en un esfuerzo conocido como Consorcio de Transductores Moleculares de Actividad Física (MoTrPAC). Los últimos hallazgos de este proyecto han confirmado lo que han indicado muchos otros estudios de investigación: el ejercicio puede mejorar la cognición, estimular la función inmune, retardar la aparición de enfermedades y reducir la tasa de mortalidad por cualquier causa.
Para estudiar estos eventos se han utilizado varias plataformas "ómicas" ("omes"), incluidas la transcriptómica, la epigenómica, la proteómica y la metabolómica. Sin embargo, el trabajo hasta la fecha generalmente cubre uno o dos omas en un solo momento, está sesgado hacia un sexo y, a menudo, se centra en un solo tejido, con mayor frecuencia el músculo esquelético, el corazón o la sangre, y pocos estudios consideran otros tejidos. En consecuencia, se necesita un mapa multiómico completo, de todo el organismo, de los efectos del ejercicio para comprender los fundamentos moleculares de las adaptaciones inducidas por el entrenamiento. Para abordar esta necesidad, se creó el Consorcio de Transductores Moleculares de Actividad Física (MoTrPAC) con el objetivo de construir un mapa molecular de la respuesta al ejercicio en una amplia gama de tejidos en modelos animales y en el músculo esquelético, el tejido adiposo y la sangre en humanos.
Aquí presentamos el primer mapa molecular de todo el organismo de los efectos temporales del entrenamiento con ejercicios de resistencia en ratas macho y hembra y proporcionamos múltiples conocimientos permitidos por este recurso de datos multiómicos de MoTrPAC.
Para identificar la expresión genética que responde al entrenamiento de tejidos específicos y de múltiples tejidos, consideramos los seis tejidos con el perfil molecular más profundo: gastrocnemio, corazón, hígado, tejido adiposo blanco, pulmón y riñón. En resumen, se asignaron 11.407 características diferenciales de estos conjuntos de datos a su gen afín, para un total de 7.115 genes únicos en los tejidos.
La mayoría de los genes con al menos una característica de respuesta al entrenamiento eran específicos de tejido (67%), y el mayor número aparecía en el tejido adiposo blanco.
Identificamos vías enriquecidas por estos genes de respuesta al entrenamiento específicos de tejidos y tabulamos un subconjunto de genes altamente específicos para comprender mejor la adaptación al entrenamiento de tejidos específicos. Centrarse en las respuestas sexualmente conservadas reveló adaptaciones dependientes de los tejidos. Estos incluyeron cambios relacionados con el reclutamiento de células inmunes y la remodelación de tejidos en el pulmón, la biosíntesis de cofactor y colesterol en el hígado, el flujo de iones en el corazón y los procesos metabólicos y la contracción del músculo estriado en el gastrocnemio. Se presenta un análisis detallado de las adaptaciones del tejido adiposo blanco al entrenamiento físico. proporcionado en otro lugar.
Una nueva investigación ha tratado de aclarar exactamente cómo el ejercicio afecta a un organismo y, en particular, al cuerpo humano, en un esfuerzo conocido como Consorcio de Transductores Moleculares de Actividad Física (MoTrPAC). Los últimos hallazgos de este proyecto han confirmado lo que han indicado muchos otros estudios de investigación: el ejercicio puede mejorar la cognición, estimular la función inmune, retardar la aparición de enfermedades y reducir la tasa de mortalidad por cualquier causa.
MoTrPAC tiene como objetivo generar un mapa de los cambios moleculares y, en última instancia, de los efectos sobre la salud que se producen en respuesta al ejercicio, en modelos animales y humanos. Un aspecto específico de MoTrPAC es analizar cómo el ejercicio altera las proteínas a nivel molecular y qué cambios ocurren en los genes que se expresan. Cuando los genes están activos y se transcriben en moléculas de ARN mensajero, la célula modifica los ARNm antes de traducirlos como proteínas; esos cambios se conocen como modificaciones postraduccionales. Con herramientas proteómicas, los científicos pueden evaluar cómo cambian las proteínas en diversas condiciones.
Este, el primer artículo importante del consorcio MoTrPAC; describe el efecto del entrenamiento con ejercicios de resistencia en un organismo, a nivel molecular. Esta investigación utilizó la rata como modelo y los animales se ejercitaron en cintas de correr motorizadas durante períodos de una, dos, cuatro y ocho semanas. Se recogieron muestras de sangre y otros tejidos dentro de las 48 horas posteriores a los intervalos de entrenamiento. Se utilizaron como comparaciones ratas sedentarias de la misma edad y sexo. Con cuerpos más grandes que los ratones, las ratas proporcionan a los investigadores tamaños de muestra más grandes y sus sistemas de señalización de órganos son similares a los encontrados en los humanos.
Un análisis ómico mostró que el ejercicio mejora el metabolismo, la estructura del corazón, la salud intestinal y hepática, y también reduce los niveles de inflamación en el intestino delgado y los pulmones.
Los investigadores también están trabajando para confirmar estos hallazgos en humanos. Estos datos nos ayudarán a llevar el conocimiento de la rata a la esfera humana.
Si bien este trabajo es más bien una descripción general, también hay estudios más especializados en marcha en la investigación del MoTrPAC, como la forma en que algunos programas de regulación genética se relacionan con el ejercicio. Por ejemplo, el ejercicio puede afectar la expresión de genes relacionados con las mitocondrias, el sistema inmunológico o las respuestas al choque térmico.
El tejido adiposo blanco es un tipo específico de grasa que se ha asociado con muchos trastornos, incluidos algunos tipos de cáncer, obesidad, enfermedades cardiovasculares y diabetes tipo 2. También está relacionado con el sistema inmunológico y la salud del cuerpo.
En un modelo de rata, parece haber diferencias sexuales importantes en cuanto a cómo el ejercicio puede afectar los niveles de tejido adiposo blanco. Las ratas macho pierden tejido adiposo blanco después del ejercicio, pero las ratas hembra no. Sin embargo, el ejercicio previene el aumento de masa grasa en ratas hembra.

Próximamente se obtendrán más datos y hallazgos del esfuerzo del MoTrPAC.