La investigación, publicada en la revista Nature, se realizó en ratas y se estudiaron 19 órganos; los resultados demuestran que la respuesta del organismo al ejercicio prolongado es más compleja y de mayor alcance de lo que se pensaba.
Según los autores, la actividad física prolongada en estos animales provocó profundos cambios en el ARN, las proteínas y los metabolitos de casi todos los tejidos, lo que proporciona pistas sobre muchas afecciones humanas. Para llegar a sus conclusiones, los científicos utilizaron una serie de técnicas de laboratorio para analizar los cambios moleculares en ratas sometidas a semanas de ejercicio intenso.
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Responder al estrés
Estudiaron diversos tejidos, como el corazón, el cerebro y los pulmones, y descubrieron que cada uno de los órganos cambiaba con el ejercicio, ayudando al organismo a regular el sistema inmunitario, responder al estrés y controlar las vías relacionadas con las enfermedades inflamatorias del hígado, las cardiopatías y las lesiones tisulares.
La investigación está liderada por el MoTrPAC (Consorcio de transductores moleculares de actividad física), en el que participan científicos del Instituto Broad -del Instituto Tecnológico de Massachusetts y de la Universidad de Harvard-, la Universidad de Stanford o los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos.
"Se trata del primer mapa de todo un organismo que analiza los efectos del entrenamiento en varios órganos diferentes. Los recursos obtenidos serán enormemente valiosos y ya han producido muchas perspectivas biológicas potencialmente novedosas para su posterior exploración", subraya Steve Carr, del Broad.
Según Natalie Clark, científica computacional del Broad, “aquí tenemos una amplitud de muchos experimentos diferentes en los mismos tejidos y eso nos ha dado una visión global de cómo todas estas capas moleculares diferentes contribuyen a la respuesta al ejercicio”.
En total, se realizaron cerca de 10.000 ensayos para efectuar unos 15 millones de mediciones en sangre y 18 tejidos sólidos, explica un comunicado del Instituto Broad.
Los investigadores descubrieron que el ejercicio afectaba a miles de moléculas y que los cambios más extremos se producían en la glándula suprarrenal, que produce hormonas que regulan muchos procesos importantes como la inmunidad, el metabolismo y la presión arterial.
Observaron diferencias de sexo en varios órganos, sobre todo en relación con la respuesta inmunitaria. La mayoría de las moléculas de señalización inmunitaria exclusivas de las hembras mostraron cambios en sus niveles entre una y dos semanas de entrenamiento, mientras que las de los machos mostraron diferencias entre cuatro y ocho semanas.
Hígado menos graso
Para su sorpresa, los científicos constataron un aumento en la acetilación de proteínas mitocondriales, implicadas en la producción de energía, y en una señal de fosforilación que regula el almacenamiento de energía, ambas en el hígado y que cambiaban durante el ejercicio.
Estas modificaciones podrían ayudar al hígado a volverse menos graso y menos propenso a la enfermedad con el ejercicio. “Aunque el hígado no participe directamente en el ejercicio, sufre modificaciones que podrían mejorar la salud. Nadie pensó que se producirían estos cambios de acetilación y fosforilación en el mismo tras el entrenamiento”, afirma Jean-Beltran, quien resume: “El ejercicio es un proceso muy complejo y esto es solo la punta del iceberg”.
Los autores, que han puesto los datos en abierto para toda la comunidad científica, esperan que sus hallazgos puedan servir algún día para adaptar el ejercicio al estado de salud de cada persona o para desarrollar tratamientos que imiten los efectos de la actividad física en aquellos que no pueden hacer ejercicio. Ya han iniciado estudios en personas para rastrear los efectos moleculares del ejercicio.