Lo habrás oído millones de veces: el ejercicio ayuda a perder peso. Pero ¿cómo? Una vez más, la ciencia ofrece sus respuestas. Un grupo de científicos ha trazado cómo afecta el ejercicio al cuerpo, mapeando los genes y las vías celulares que contribuyen a la pérdida de peso inducida por el ejercicio. Te lo contamos en este artículo.
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Cómo afecta el ejercicio al cuerpo
El ejercicio es bien conocido por ayudar a las personas a perder peso y evitar ganarlo. Sin embargo, la identificación de los mecanismos celulares que subyacen a este proceso ha resultado difícil debido a la gran cantidad de células y tejidos involucrados.
En un estudio en ratones que amplía la comprensión de los investigadores sobre cómo el ejercicio y la dieta afectan al cuerpo, investigadores del MIT y de la Escuela de Medicina de Harvard han mapeado muchas de las células, genes y vías celulares que se modifican con el ejercicio o la dieta rica en grasas. Los hallazgos podrían ofrecer objetivos potenciales para medicamentos que podrían ayudar a mejorar o imitar los beneficios del ejercicio, dicen los investigadores.
Para los investigadores resulta extremadamente importante comprender los mecanismos moleculares que impulsan los efectos beneficiosos del ejercicio y los efectos perjudiciales de una dieta alta en grasas, para comprender cómo se puede intervenir y desarrollar medicamentos que imiten el impacto del ejercicio.
Los investigadores estudiaron ratones con dietas altas en grasas o normales, que eran sedentarios o tenían la oportunidad de hacer ejercicio cuando quisieran. Usando la secuenciación de ARN de una sola célula, los investigadores catalogaron las respuestas de 53 tipos de células que se encuentran en el músculo esquelético y dos tipos de tejido graso.
«Uno de los puntos generales que encontramos en nuestro estudio […] es cómo las dietas ricas en grasas impulsan a todas estas células y sistemas de una manera, y el ejercicio parece impulsarlos casi a todos en la dirección opuesta»; dicen los investigadores. De hecho, opinan «que el ejercicio realmente puede tener un efecto importante en todo el cuerpo».
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Los riesgos de la obesidad
La obesidad es un problema de salud creciente en todo el mundo. De hecho, junto con el envejecimiento, es un factor global que contribuye a todos los aspectos de la salud humana.
En un estudio anterior, los autores de este estudio demostraron un claro componente genético de la obesidad. Esto les motivó a comenzar a analizar cómo el ejercicio podría actuar sobre los adipocitos progenitores a nivel celular.
Para explorar esa pregunta, los investigadores decidieron realizar la secuenciación del ARN de una sola célula de tres tipos de tejido: músculo esquelético, tejido adiposo blanco visceral (que se encuentra alrededor de los órganos internos, donde almacena grasa) y tejido adiposo blanco subcutáneo (que se encuentra debajo de la piel y principalmente quema grasa).
Estos tejidos procedían de ratones de cuatro grupos experimentales diferentes. Durante tres semanas, dos grupos de ratones recibieron una dieta normal o una dieta alta en grasas. Durante las siguientes tres semanas, cada uno de esos dos grupos se dividió en un grupo sedentario y un grupo de ejercicio, que tenía acceso continuo a una caminadora.
Al analizar los tejidos de esos ratones, los investigadores pudieron catalogar de manera integral los genes que se activaron o suprimieron mediante el ejercicio en 53 tipos de células diferentes.
Los investigadores encontraron que en los tres tipos de tejido, las células madre mesenquimales (MSC) parecían controlar muchos de los efectos inducidos por la dieta y el ejercicio que observaron. Las MSC son células madre que pueden diferenciarse en otros tipos de células, incluidas las células grasas y los fibroblastos. En el tejido adiposo, los investigadores encontraron que una dieta alta en grasas modulaba la capacidad de las MSC para diferenciarse en células que almacenan grasa, mientras que el ejercicio revertía este efecto.
Además de promover el almacenamiento de grasa, los investigadores descubrieron que una dieta rica en grasas también estimulaba a las MSC a secretar factores que remodelan la matriz extracelular (MEC), una red de proteínas y otras moléculas que rodean y dan soporte a las células y tejidos del cuerpo. Esta remodelación de ECM ayuda a proporcionar estructura para las células de almacenamiento de grasa agrandadas y también crea un entorno más inflamatorio.
Los investigadores aclaran que «a medida que los adipocitos se sobrecargan con lípidos, hay una cantidad extrema de estrés y eso provoca una inflamación de bajo grado, que es sistémica y se conserva durante mucho tiempo». Dicen que «ese es uno de los factores que contribuye a muchos de los efectos adversos de la obesidad».
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Efectos circadianos
Los investigadores también encontraron que las dietas ricas en grasas y el ejercicio tenían efectos opuestos en las vías celulares que controlan los ritmos circadianos. Los ritmos circadianos son los ciclos de 24 horas que gobiernan muchas funciones, desde el sueño hasta la temperatura corporal, la liberación de hormonas y la digestión. El estudio reveló que el ejercicio aumenta la expresión de genes que regulan estos ritmos, mientras que una dieta rica en grasas los suprime.
Según los investigadores, la conexión con el ritmo circadiano es muy importante y muestra cómo la obesidad y el ejercicio están afectando directamente ese ritmo circadiano en los órganos periféricos. Esto podría actuar sistémicamente en los relojes distales y regular las funciones de las células madre y la inmunidad.
Luego, los investigadores compararon sus resultados con una base de datos de genes humanos que se han relacionado con rasgos metabólicos. Descubrieron que dos de los genes del ritmo circadiano que identificaron en este estudio tienen variantes genéticas que se han asociado con un mayor riesgo de obesidad en humanos.
El estudio se ha publicado a principios de octubre de 2022 en la revista Cell Metabolism.
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