El ejercicio estimula el cambio molecular

En el estudio más completo realizado hasta la fecha sobre los cambios moleculares que se producen en el cuerpo a causa del ejercicio, los investigadores observaron «una coreografía orquestada de procesos biológicos».

Los investigadores de la Universidad de Stanford descubrieron que una sesión de ejercicio genera cambios en la notable cantidad de 9815 moléculas en la sangre.[1]

Los resultados revelan que el ejercicio hace mucho más que simplemente aumentar el ritmo cardíaco y hacer sudar. La actividad física produce una respuesta molecular en todo el organismo, que incluye cambios en los marcadores inflamatorios y en las vías metabólicas.

Esto permite entender por qué el simple hecho de moverse se asocia a tantos beneficios para la salud física y mental, desde el refuerzo del sistema inmunitario hasta la protección de la función cognitiva.

Las «ómicas» revelan una coreografía molecular

El término «ómica» se utiliza en el campo de las ciencias biológicas para describir el estudio de grandes conjuntos de moléculas biológicas.[2] La proteómica, por ejemplo, se refiere al estudio de las proteínas dentro de una célula, mientras que la metabolómica se refiere a las moléculas de la sangre que influyen en el metabolismo, y la genómica profundiza en las moléculas relacionadas con la expresión genética.[3]

Aunque los estudios ómicos anteriores han analizado cómo influye el ejercicio en áreas específicas, la metabolómica por ejemplo, el estudio destacado, publicado en Cell, fue un paso más allá.

«Realizamos un perfil multiómico longitudinal del plasma y de las células mononucleares de la sangre periférica, incluyendo el metaboloma, el lipidoma, el inmunoma, el proteoma y el transcriptoma de 36 voluntarios bien caracterizados, antes y después de una sesión controlada de ejercicio limitado por los síntomas», declararon los investigadores.[4]

En otras palabras, los investigadores observaron los cambios moleculares en una amplia franja de los vastos sistemas bioquímicos del cuerpo antes y después en 36 personas.

Se trata del estudio más completo realizado hasta la fecha sobre los cambios moleculares que se producen en el cuerpo debido al ejercicio, lo que proporciona una visión sin precedentes de los detalles de la respuesta fisiológica del organismo. El estudio demostró que se produce «una coreografía coordinada de procesos biológicos», incluidos los relacionados con:[5]

• El metabolismo energético
• El estrés oxidativo
• Inflamación
• La reparación de los tejidos
• Respuesta del factor de crecimiento

Los participantes en el estudio tenían edades comprendidas entre los 40 y los 75 años, con diferentes niveles de condición física y salud. Algunos participantes eran resistentes a la insulina. Los voluntarios realizaron una prueba de resistencia en una cinta de correr que duró entre ocho y doce minutos, y se les extrajo sangre antes y dos minutos después de la sesión, así como 15, 30 y 60 minutos después.[6]

También se realizaron extracciones de sangre antes y después de un periodo de descanso, que sirvió de control.

«Todos saben que el ejercicio es bueno para la salud, pero realmente no sabemos qué es lo que impulsa eso a nivel molecular», dijo en un comunicado Michael Snyder, profesor y presidente de genética de la Universidad de Stanford. «Nuestro objetivo al principio era realizar un análisis muy completo de lo que ocurre en el cuerpo justo después de hacer ejercicio».[7]

En total, se midieron 17,662 moléculas, de las cuales 9815 cambiaron en respuesta al ejercicio, algunas subiendo y otras bajando. Algunas moléculas también se dispararon inmediatamente después del ejercicio y luego bajaron rápidamente, mientras que otras se mantuvieron aumentando durante una hora.

«Fue como una sinfonía», dijo Snyder a The New York Times. «Primero entra la sección de metales, luego las cuerdas y después se unen todas las secciones».[8]

Los cambios moleculares varían según el momento y el estado de salud

Un hallazgo intrigante fue la diferencia de los cambios metabólicos en los individuos dependiendo de su estado de salud, en particular en relación con la resistencia a la insulina, que desempeña un papel en prácticamente todas las enfermedades crónicas. En las personas con resistencia a la insulina se observó una menor respuesta inflamatoria y una menor respuesta inmunitaria después del ejercicio.

También se observaron diferencias significativas en función del momento en que se extrajo la sangre, y los investigadores describieron una «intensa actividad molecular» en el organismo en los dos primeros minutos después del ejercicio. En esos primeros minutos, los marcadores moleculares de la inflamación, la curación de los tejidos y el estrés oxidativo, que es un subproducto del metabolismo, aumentaron drásticamente.

Además, en los primeros minutos, los marcadores moleculares sugerían que el cuerpo tendía a metabolizar los aminoácidos para obtener energía, pero luego cambiaba al azúcar glucosa a los 15 minutos del entrenamiento. «El cuerpo descompone el glucógeno [una forma de glucosa almacenada] como parte de su respuesta de recuperación del ejercicio, así que por eso vemos ese pico un poco más tarde», dijo Snyder.[9]

¿Podría un análisis de sangre revelar su nivel de fitness?

Se encontró una fuerte correlación entre un conjunto de moléculas y el nivel de condición física aeróbica de un individuo, lo que llevó a los investigadores a sugerir que podría ser posible utilizar un análisis de sangre para controlar el nivel de condición física.

Los investigadores descubrieron que miles de moléculas se correlacionaban con el nivel de condición física aeróbica, tras observar a los que obtenían mejores resultados en una prueba de resistencia en cinta rodante. La prueba medía el VO2 máximo como indicador de la capacidad aeróbica. Esta prueba mide la capacidad del cuerpo para transportar y utilizar el oxígeno.

Las moléculas relacionadas con la aptitud física también sirven como marcadores de la inmunidad, el metabolismo y la actividad muscular.

«En este momento, no entendemos del todo la conexión entre algunos de estos marcadores y cómo se relacionan con una mejor aptitud física», dijo Snyder. También es limitada la aplicación de estos conocimientos, en caso de que se desarrollen, dado que estos perfiles moleculares serían actualmente demasiado caros y extensos para que los médicos los utilicen en las clínicas.

Sin embargo, con más investigación, podría ser posible detectar qué biomarcadores son más útiles para determinar los niveles de aptitud física basándose en los que están más correlacionados con los resultados del VO2 máximo.[10]

«Esto nos dio la idea de que podríamos desarrollar una prueba para predecir el nivel de aptitud física de alguien», dijo el autor del estudio Kévin Contrepois, director de metabolómica y lipidómica en el Departamento de Genética de Stanford. «La aptitud aeróbica es una de las mejores medidas de la longevidad, por lo que un simple análisis de sangre que pueda proporcionar esa información sería valioso para el seguimiento de la salud personal».[11]

Aunque existen otras pruebas de aptitud física —la fuerza de agarre, por ejemplo, puede estar asociada con el riesgo de sufrir un ataque cardíaco o un ictus—, un análisis de sangre para comprobar la aptitud física permitiría controlar cómo funcionan los cambios en la rutina de aptitud física y ajustarlos en consecuencia.

Prolongue su vida con solo unos minutos al día

Los resultados del estudio presentado son impresionantes, en parte por la magnitud de los cambios producidos por una breve sesión de ejercicio. «Yo había pensado, son solo unos nueve minutos de ejercicio, ¿cuánto va a cambiar?», dijo Snyder. «Resulta que mucho»[12].

En términos de «rentabilidad» en lo que respecta a la salud, el ejercicio es uno de los usos más eficaces del tiempo. Algunos de los cambios bioquímicos inducidos por el ejercicio ya están bien establecidos y pueden afectar al riesgo de cáncer y a las siguientes formas:[13]

Factor de crecimiento similar a la insulina

Efectos epigenéticos en la expresión genética y la reparación del ADN

• HIF 1-alfa
• Estrés oxidativo y vías antioxidantes
• Proteínas de choque térmico
• Testosterona
• Regulador negativo de la miostatina
• Inmunidad
• Inflamación crónica y prostaglandinas
• Metabolismo energético

Las investigaciones sobre la resistencia a la insulina también han demostrado que hacer ejercicio durante 15 minutos al día, o una media de 92 minutos a la semana, reduce la mortalidad por todas las causas en un 14 por ciento y prolonga la esperanza de vida en tres años en comparación con la inactividad,[14] incluso entre las personas con factores de riesgo de enfermedad cardiovascular, y cada 15 minutos adicionales de ejercicio diario reducen la mortalidad por todas las causas en otro 4 por ciento.

Por otro lado, las personas inactivas presentaron un riesgo de mortalidad un 17 por ciento mayor, incluso en comparación con las que hacían ejercicio durante solo 15 minutos al día. Esto significa que no es necesario pasar dos horas en la cinta de correr o en el gimnasio para obtener resultados significativos: los cambios beneficiosos se producen en mucho menos tiempo. Los investigadores todavía están precisando el alcance de estos cambios, pero cuando abarcan 9815 moléculas, basta con decir que son significativos.

La falta de tiempo es una de las excusas más habituales para no hacer ejercicio, pero los cambios del estudio presentado ocurrieron en unos 10 minutos. Otros estudios han encontrado beneficios del ejercicio después de solo siete minutos de actividad de intensidad moderada, incluyendo beneficios en la fuerza muscular, la resistencia y la aptitud aeróbica.[15]

Un ejemplo de entrenamiento en circuito, desarrollado por Brett Klika, entrenador de rendimiento del Instituto de Rendimiento Humano de Orlando, Florida, y Chris Jordan, director de fisiología del ejercicio en el Instituto de Rendimiento Humano, es el siguiente:[16]

Cada ejercicio se realiza durante unos 30 segundos, con 10 segundos para las transiciones. Esto suma un entrenamiento de aproximadamente siete minutos, que se puede repetir en su totalidad dos o tres veces. Los ejercicios se deben realizar en el orden indicado, ya que están seleccionados para permitir que los grupos musculares opuestos alternen entre el descanso y el trabajo, pero son un ejemplo de cómo se puede hacer ejercicio incluso si se está en casa y/o se dispone de poco tiempo.

1. Saltos de tijera (cuerpo entero)
2. Sentada en la pared (parte inferior del cuerpo)
3. Flexiones (parte superior del cuerpo)
4. Abdominales (cuerpo entero)
5. Subida a una silla (cuerpo entero)
6. Sentadilla (parte inferior del cuerpo)
7. Bajada de tríceps en la silla (parte superior del cuerpo)
8. Tablón (centro)
9. Rodillas altas/corriendo en el lugar (cuerpo entero)
10. Zancada (parte inferior del cuerpo)
11. Flexión y rotación (parte superior del cuerpo)
12. Tablón lateral (centro)
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Una nueva era de la ciencia del ejercicio

A medida que los investigadores profundicen en la interrelación de la biología molecular con la fisiología del ejercicio, se producirán emocionantes avances en la comprensión de la importancia del ejercicio para la salud humana. La ciencia del ejercicio ha entrado en una nueva era,[17] y mediante el uso de la metabolómica y otras tecnologías ómicas, los investigadores probablemente podrán avanzar hacia intervenciones de ejercicio más personalizadas, en lugar de realizar recomendaciones genéricas como «hacer al menos 150 minutos de ejercicio a la semana».

La NFL y otras grandes organizaciones deportivas profesionales ya han adoptado técnicas más especializadas, como el entrenamiento de restricción del flujo sanguíneo (BFR), para la recuperación y la rehabilitación. El entrenamiento BFR mejora la fuerza y desarrolla los músculos utilizando pesos muy ligeros, mientras que, metabólicamente, disminuye el riesgo de sarcopenia y la mayoría de las demás enfermedades relacionadas con la edad, haciéndolo especialmente útil para las personas mayores.

Otros tipos de ejercicio, como el yoga, con su combinación única de movimiento físico, trabajo de respiración y meditación, pueden ser especialmente beneficiosos para la función cerebral,[18] mientras que otros ejercicios más específicos, como los levantamientos de peso muerto, también tienen su lugar.

Los investigadores de la Universidad de Stanford están estudiando si los datos moleculares podrían utilizarse para determinar qué tipos de ejercicio, como el entrenamiento de resistencia o fuerza, son los mejores para cada persona, ya que algunas pueden tener una mayor resistencia aeróbica, por ejemplo, mientras que otras tienen un perfil molecular que puede favorecer un tipo de entrenamiento diferente.[19]

Por el momento, como no se dispone de este tipo de objetivos personalizados, el mensaje importante que hay que recordar es el inmenso efecto que tiene el ejercicio en el cuerpo a nivel individual. Es importante aprovechar su enorme potencial para mejorar la salud poniéndose en marcha y convirtiendo la actividad física en una parte habitual de su vida.

El Dr. Joseph Mercola es el fundador de Mercola.com. Médico osteópata, autor de best-sellers y ganador de múltiples premios en el campo de la salud natural, su visión principal es cambiar el paradigma de la salud moderna proporcionando a la gente un recurso valioso para ayudarles a tomar el control de su salud. Este artículo fue publicado originalmente en Mercola.com.

Fuentes y referencias:

• 1, 4, 5 Cell. 2020 May 28;181(5):1112-1130.e16. doi: 10.1016/j.cell.2020.04.043.
• 2 Occup Environ Med. 2010 Feb; 67(2): 136–143.
• 3, 6, 8, 12, 19 The New York Times June 10, 2020
• 7, 9, 10, 11 Stanford University May 28, 2020
• 13 Br J Sports Med. 2017 Apr; 51(8): 640–644.
• 14 The Lancet August 16, 2011
• 15, 16 ACSM’S Health & Fitness Journal May/June 2013 – Volume 17 – Issue 3 – p 8–13
• 17 Clin Chem. 2020;96:55-84. doi: 10.1016/bs.acc.2019.11.003. Epub 2019 Dec 18.
• 18 Brain Plasticity 2019; 5(1): 105-122

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