Entrenamiento celular
Ratón en una caminadora
Es indiscutible: el ejercicio es bueno para ti. Pero a nivel molecular, los científicos realmente no saben por qué. Publicado en línea hoy en Nature, los investigadores muestran por primera vez que un mecanismo de limpieza celular, llamado autofagia, podría ser la fuente de los efectos beneficiosos del ejercicio, incluida la protección contra la diabetes. Centrarse en la vía podría imitar los efectos del ejercicio en la salud (todas las ventajas sin el sudor) y ayudar a tratar la diabetes tipo II, sugieren los autores.
“Realmente es una idea nueva” dijo Marc Francaux, quien estudia la bioquímica del ejercicio en la Université catholique de Louvain y no participó en la investigación. “Usan tres modelos diferentes de ratones transgénicos. Es realmente convincente».
«Proporciona una nueva perspectiva de cómo el ejercicio produce sus beneficios». dijo Gökhan Hotamisligil, quien estudia las vías reguladoras metabólicas en la Escuela de Salud Pública de Harvard y tampoco participó en el estudio….
La autofagia es un sistema de reciclaje interno que degrada los orgánulos dañados o no deseados y proteínas en una célula y produce energía. En modelos animales, se ha demostrado que este proceso protege contra el cáncer, los trastornos neurodegenerativos, las infecciones, la diabetes y más. Se sabe que el ejercicio protege contra todas estas mismas enfermedades, dijo Beth Levine, bióloga del Centro Médico Southwestern de la Universidad de Texas, por lo que tenía sentido para nosotros que el ejercicio pudiera inducir la autofagia.
Tinción con GFP del músculo tibial anterior, pre-ejercicio (izquierda) y post-ejercicio, después de 80 minutos de ejercicio en cinta rodante (derecha). Los puntos verdes representan autofagosomas. BETH LEVINE, CENTRO MÉDICO SUROESTE DE UT
El equipo de Levines primero analizó ratones transgénicos que forman puntos de proteína verde fluorescente en sus células durante la autofagia. Descubrieron que después de correr en una caminadora durante al menos 30 minutos, las células de los ratones exhibieron niveles más altos de autofagia, lo que demuestra que el ejercicio estimula el proceso digestivo in vivo.
A continuación, los investigadores crearon ratones con una mutación en Bcl2, un importante regulador de la autofagia. Estos ratones mutantes aún eran capaces de realizar una autofagia básica de bajo nivel, pero no pudieron aumentar la autofagia durante el ejercicio. Cuando se ejercitaron en una caminadora, los ratones no pudieron correr tanto tiempo y no metabolizaron la glucosa tan bien como los ratones de control. El equipo confirmó sus hallazgos en otros dos modelos de ratones con mutaciones en diferentes pasos de la vía de la autofagia.
Finalmente, Levine y su equipo evaluaron los efectos protectores del ejercicio en ratones alimentados con una dieta rica en grasas para inducir la diabetes. Normalmente durante el ejercicio, los niveles de glucosa en sangre disminuyen y el animal se vuelve más sensible a la insulina, por lo que niveles bajos o normales de insulina son suficientes para mantener niveles saludables de glucosa en sangre y prevenir la diabetes. Postulamos que la autofagia es necesaria para estos efectos protectores del ejercicio, dijo Levine. Cuando se los colocó en la dieta alta en grasas, tanto los ratones normales como los mutantes aumentaron de peso y mostraron una sensibilidad a la insulina alterada, un sello distintivo de la diabetes tipo II. Correr en una cinta rodante mejoró estos síntomas en animales capaces de autofagia inducida por el ejercicio. Los ratones mutantes, por otro lado, perdieron algo de peso pero no disfrutaron de los efectos del ejercicio para revertir la diabetes.
Los hallazgos plantean la posibilidad de que la regulación positiva de la autofagia podría ser un nuevo método potencial para imitar los efectos del ejercicio. hacer ejercicio y posiblemente tratar la diabetes, dijo Levine. A continuación, su equipo tiene previsto investigar el papel de la autofagia en otras enfermedades en las que el ejercicio tiene efectos beneficiosos, como el cáncer y el Alzheimer.
Otro resultado sorprendente del estudio fue la evidencia de que la autofagia se activa durante el ejercicio en el Tejidos hepáticos y pancreáticos distintos del músculo esquelético y cardíaco. Todo el campo se ha centrado en los beneficios del ejercicio que provienen de cosas que suceden en los músculos, dijo Hotamisligil. Esto sugiere que ciertas vías activadas por el ejercicio se extienden más allá del tejido muscular e influyen en otros sitios metabólicamente críticos.
C. He, et al., La autofagia regulada por BCL2 inducida por el ejercicio es necesaria para la homeostasis de la glucosa muscular, Nature, 481:511-5, 2012.
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