Exerquinas y ejercicio
El ejercicio agudo activa una red integral de vías de transducción de señales y programas de transcripción que responden a la contracción dentro de la musculatura en funcionamiento, la disponibilidad de energía celular, el entorno hormonal, el flujo iónico, la disponibilidad de O2 y el estado redox.
Por ejemplo, el ejercicio agudo altera aproximadamente 400 sitios de fosforilación en alrededor de 200 proteínas, como la proteína quinasa activada por AMP (AMPK), las quinasas de proteínas dependientes de calcio/calmodulina (CaMKs), las quinasas de proteínas activadas por mitógenos (MAPKs), la diana de rapamicina en células de mamífero (mTOR) y la proteína quinasa A (PKA).
De manera similar, el ejercicio agudo activa programas de transcripción de manera temporal, impulsados por múltiples factores de transcripción, así como coactivadores y corepresores de transcripción.
Se ha puesto un énfasis particular en el papel del coactivador del receptor activado por proliferadores de peroxisomas-gama-1-alfa (PGC-1α) y el reclutamiento consiguiente y la co-regulación de factores de transcripción. De hecho, PGC-1α forma un nodo central para la señalización estimulada por el ejercicio, donde las señales de AMPK, CaMKs y MAPKs se integran para coordinar la regulación transcripcional en varios tejidos.
Aunque se activa un núcleo de transductores de señales canónicos en respuesta al ejercicio (AMPK, mTOR y PGC-1α), muchas características de la adaptación persisten incluso en su ausencia. Además, las respuestas post-traduccionales y transcripcionales al ejercicio agudo son específicas de la modalidad y del tejido. Por lo tanto, es necesario explorar más a fondo cómo estas señales median en las adaptaciones crónicas en múltiples tejidos.
EL PAPEL DE LAS EXERQUINAS EN LA SEÑALIZACIÓN INTERORGÁNICA
La idea de que factores humorales derivados del músculo esquelético son liberados durante el ejercicio fue postulada por primera vez por Goldstein y, más recientemente, el término «exerquina» ha sido ampliamente utilizado para abarcar una amplia gama de moléculas señalizadoras inducidas por el ejercicio. Una exerquina puede definirse como una entidad señalizadora que se libera en respuesta a una sesión de ejercicio agudo o entrenamiento crónico, ejerciendo efectos sobre tejidos objetivos a través de vías endocrinas, paracrinas y autocrinas.
El término exerquina engloba una variedad de entidades señalizadoras, incluyendo lípidos y metabolitos, proteínas (citoquinas) y péptidos, así como ácidos nucleicos (microARN, ARN mensajero y ADN mitocondrial [mtDNA]), que a menudo se empaquetan y liberan en forma de vesículas extracelulares (EVs).
Aunque las investigaciones iniciales se centraron en factores derivados del músculo esquelético (mioquinas), ahora se aprecia que la liberación y la absorción de exerquinas involucran a múltiples órganos, incluyendo el hígado, el cerebro, el corazón, el páncreas, el intestino y el tejido adiposo.
De entre las exerquinas genuinas, la citoquina interleucina-6 (IL-6) ha sido la más extensamente caracterizada. IL-6 se libera de células inmunes y miofibras del músculo esquelético, y se ha observado un aumento en las concentraciones circulantes en respuesta al ejercicio de resistencia aeróbica y al ejercicio de fuerza. IL-6 también ejerce efectos metabólicos en tejidos periféricos, incluyendo el aumento de la lipólisis en el tejido adiposo y la captación de glucosa en el músculo esquelético en reposo, al tiempo que también influye en el metabolismo de la glucosa durante el ejercicio.
Además, se han observado reducciones dependientes de IL-6 en el tejido adiposo visceral después de HIIT en individuos con obesidad, sugiriendo que IL-6 influye en la adaptación al ejercicio. Sin embargo, las mejoras inducidas por el ejercicio en el pico de consumo de oxígeno (VO2pico) no se vieron afectadas por el bloqueo de IL-6 a través de un antagonista del receptor de IL-6.
Esfuerzos recientes para caracterizar los efectos metabólicos del ejercicio agudo tanto en roedores como en humanos se han centrado en la utilización de tecnologías «ómicas» para capturar una amplia gama de factores sensibles al ejercicio.
Por ejemplo, una investigación multiómica utilizó lipidómica, metabolómica, proteómica, transcriptómica y epigenómica para perfilar las alteraciones inducidas por el ejercicio en el plasma derivado de la sangre y en células mononucleares periféricas.
Las alteraciones inducidas por el ejercicio agudo afectaron al 57% (>9,000) de los metabolitos totales medidos, incluyendo citoquinas inflamatorias, ácidos grasos libres, acilcarnitinas, aminoácidos y cuerpos cetónicos. Por lo tanto, es tentador proponer que tales alteraciones proporcionan la base para las señales que median en los beneficios positivos a largo plazo del ejercicio.
Sin embargo, aunque estos datos destacan los cambios metabólicos pronunciados asociados con una sesión aguda de ejercicio, se requieren más investigaciones para validar el papel de exerquina individuales en la mediación de las adaptaciones al ejercicio. Se necesita una validación adicional, incluida la confirmación de un aumento en las concentraciones circulantes durante o después del ejercicio, la identificación del tejido y el tipo celular de origen y tejido objetivo respectivo, así como la investigación del mecanismo de acción, lo que representa un desafío futuro para el campo.
Fuente del estudio: Ashcroft SP, Stocks B, Egan B, Zierath JR. Exercise induces tissue-specific adaptations to enhance cardiometabolic health. Cell Metab. 2024 Feb 6;36(2):278-300. doi: 10.1016/j.cmet.2023.12.008.
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