RESUMEN

El músculo esquelético activo y el mantenimiento de la masa muscular son esenciales para la salud, el bienestar, la prevención y el tratamiento de enfermedades. Recientemente se ha documentado que el músculo, como órgano endocrino, es capaz de sintetizar mioquinas. Estos péptidos son secretados en respuesta a las contracciones musculares inducidas por el ejercicio, y son capaces de crear comunicación molecular con otros tejidos, beneficiando así la salud cardiovascular, metabólica y mental.
La función endocrina del músculo continúa en investigación constante, sin embargo, lo conocido hasta ahora nos insta a seguir promoviendo la actividad física. Adicionalmente a esto, extender el conocimiento sobre las mioquinas, es útil para poder prescribir el ejercicio físico de manera individualizada y a la medida de cada paciente.

Palabras Clave: Plasticidad adaptativa, músculos, citocinas, ejercicio físico, actividad motora, enfermedad crónica (Fuente: DeCS BIREME).

ABSTRACT

The active skeletal muscle and the maintenance of muscle mass are essential for good health, wellness and disease prevention and treatment. It has recently been documented that the muscle, as an endocrine organ, is capable of synthesizing myokines. These peptides are secreted in response to muscular contractions induced by exercise, and can develop molecular communication with other tissues, improving cardiovascular, metabolic, and mental health.
The endocrine function of a muscle continues to be in a constant investigation; however, knowledge up to date urges us to continue promoting physical activity. Additionally, the extended knowledge of myokines is useful to prescribe individualized physical exercise programs to each patient.

Keywords: Adaptive plasticity, muscles, cytokines, physical exercise, motor activity, chronic disease (Source : MeSH - NLM).

INTRODUCCIÓN

El músculo es un tejido dinámico implicado en el movimiento, la postura, la respiración ⁽¹⁾, y en la termorregulación corporal ⁽²⁾. Se considera el órgano más abundante del cuerpo humano ⁽²⁾, ya que representa del 30 al 50% del peso corporal total ⁽³⁾.

Desde los años 450 a.C., se han evidenciado los efectos positivos de la actividad física en la salud y en la prevención de enfermedades crónicas. Tal y como lo citó el “padre de la medicina, Hipócrates de Cos: “Caminar es la mejor medicina de un hombre.” y “el deporte es preservador de la salud”. ⁽⁴⁾, en este sentido, el ejercicio también puede ser prescrito como tratamiento para las enfermedades relacionadas con el estilo de vida: enfermedades cardiovasculares, diabetes tipo 2, trastornos neurodegenerativos y cáncer ⁽⁵⁾.

Los beneficios del ejercicio para la salud y el bienestar del ser humano se han atribuido a innumerables mecanismos fisiológicos, sin embargo, en años recientes se ha documentado el rol trascendental que posee el músculo en estos procesos ⁽⁶⁾.

En años recientes, se ha identificado el músculo esquelético como un órgano endocrino, ya que es capaz de sintetizar unas citoquinas llamadas mioquinas, las cuales poseen función autocrina, paracrina y endocrina ^(7,8). Gracias al estímulo del ejercicio, estas moléculas proteicas son liberadas al torrente sanguíneo, permitiendo así la comunicación del músculo no solo consigo mismo, sino también con otros órganos tales como cerebro, hueso, páncreas, intestino, hígado, tejido adiposo, sistema cardiovascular, y la piel ⁽⁵⁾; creando así una conexión fisiológica y única entre el ejercicio y la regulación del metabolismo ⁽²⁾.

Tomando en cuenta el deterioro progresivo de la fisiología muscular con la edad, el músculo esquelético activo y el mantenimiento de la masa muscular son esenciales para el cuidado de la salud, la prevención y el tratamiento de enfermedades ⁽⁹⁾. Por ello, el presente artículo busca realizar una revisión bibliográfica actualizada sobre la importancia del ejercicio físico en la preservación de la masa muscular a lo largo del curso de la vida, tanto para la prevención como para el tratamiento de las enfermedades crónicas no transmisibles.

METODOLOGÍA

Se realizó una revisión de artículos científicos en los idiomas español e inglés relacionados con el tema de investigación, los cuales fueron recopilados de: PubMed, Elselvier y SciELO. Por otro lado, se tomaron en cuenta ciertos criterios para la adecuada selección de los artículos: que el título del artículo esté seleccionado con el tema de investigación y que tuvieran un máximo de 6 años de antigüedad, es decir, con fecha del 2015 en adelante. Se excluyeron las cartas al editor relacionadas con el tema.

RESULTADOS

De los 37 artículos encontrados, se seleccionaron 35. Uno se descartó por ser publicado antes del 2015 y el otro por ser carta al editor. Las tablas 1 y 2 detallan los resultados y conclusiones más relevantes de los artículos seleccionados según el objetivo del presente estudio.

DISCUSIÓN

MÚSCULO Y PLASTICIDAD

El músculo es un tejido estructuralmente organizado y funcional, constituyendo la principal reserva de aminoácidos, albergando aproximadamente el 75% de la proteína corporal ^(3,8,10).

El tejido muscular es altamente maleable, plástico ^(3,8), y con una gran capacidad de adaptación y regeneración ante diversos estímulos tales como ingesta de nutrientes, restricción o aumento de calorías, actividad física, enfermedades, hormonas, estrés físico y citoquinas. ⁽¹¹⁾

Es considerable destacar que la alimentación y el ejercicio son claves para la ganancia y la preservación de la masa muscular. ^(3,8,12,13) El mantenimiento del músculo a través de la vida, es necesaria para la salud, el bienestar y para la recuperación de enfermedades. ⁽³⁾ Además, garantiza la independencia física, mejora la calidad de vida ⁽¹³⁾ y previene morbilidades, tales como la resistencia a la insulina ⁽¹²⁾. Así mismo, se ha visto que la fuerza muscular es un predictor de mortalidad, discapacidad y fragilidad en las personas adultas mayores ^(13,14).

El comportamiento fisiológico normal del envejecimiento ocasiona una disminución de la masa muscular. ^(13,14,15). Durante el proceso de envejecimiento se genera atrofia de las fibras musculares tipo II. Además, hay un recambio de fibras II a las de tipo I, es decir, de las rápidas a lentas ⁽³⁾.

En condiciones óptimas, el sistema musculoesquelético se mantiene estable durante el curso de la vida hasta aproximadamente los 50 años, posteriormente la pérdida muscular desciende progresivamente alrededor de 1% por año. Posterior a los 70 años se incrementa a 1.3% - 2.4% y pasado los 80 años puede llegar hasta un 5% por año. ^(13,14,15).

Lo expuesto previamente conceptualiza a lo que se conoce como sarcopenia. La palabra sarcopenia, se deriva del griego: sarx que significa carne, y penia: pérdida. Se define como un desorden muscular crónico, degenerativo ⁽⁸⁾, generalizado, progresivo y asociado con la edad, que se caracteriza por la disminución de la masa musculoesquelética, la fuerza muscular y su funcionabilidad ⁽¹³⁾.

Los mecanismos detrás de la sarcopenia son multifactoriales, involucran factores intrínsecos como: desequilibrio entre la síntesis proteica y el catabolismo de proteínas, alteraciones hormonales, inflamación crónica, condiciones neurodegenerativas, factores genéticos, depósitos ectópicos de grasas y disfunción mitocondrial ^(12,15,16). Así también factores exógenos, por ejemplo, las deficiencias nutricionales y la inactividad física. Si bien es cierto que la sarcopenia es un proceso paralelo a la edad, un mal estilo de vida podría eventualmente acelerar este proceso ^(8,12,14).

Un estudio transversal realizado en Portugal con un total de 3493 adultos mayores (1166 hombres, 2327 mujeres) evidenció que una disminución de la masa y fuerza muscular genera 1.65 a 2.2 más de riesgo de ser físicamente dependiente. ^(17,18)

Por otro lado, una reducción en la masa y fuerza muscular conlleva a una afectación en la función locomotora del sistema musculoesquelético, predisponiendo a alteraciones en la glicemia y niveles de lípidos sanguíneos, particularmente en estados de obesidad ⁽¹⁹⁾.

Existe evidencia científica que con tan solo 2 semanas de inactividad física (650- 1000 pasos al día), como la que sucede en escenarios de reposos absolutos u hospitalizaciones, puede ocasionar cambios importantes a nivel muscular. Lo que conlleva a la instauración de la resistencia a la insulina y un riesgo aumentado de desarrollar diabetes mellitus tipo 2, tanto en gente joven como adulta mayor. ⁽²⁰⁾.

Por consiguiente, la sarcopenia impacta negativamente también a nivel económico, ya que aumenta los costos al sistema de salud debido agudizaciones o complicaciones de morbilidades, además de un riesgo mayor de hospitalizaciones ⁽¹³⁾, considerándose así un problema de salud pública ⁽⁸⁾.

EL MÚSCULO COMO ÓRGANO ENDOCRINO

El musculo es altamente vascularizado y posee habilidades para secretar mioquinas ⁽²²⁾. Durante la actividad física y el ejercicio, se dan contracciones repetitivas las cuales generan una adaptación de las células musculares, fortaleciendo sus propiedades contráctiles y metabólicas. Esta actividad contráctil es la clave para la producción y liberación de mioquinas ⁽¹¹⁾. Estos péptidos no solo participan en la regulación de la demanda energética, sino que además aportan beneficios para la salud cardiovascular, metabólica y mental ⁽²³⁾.

Las mioquinas regulan la función y adaptación muscular en la oxidación, hipertrofia y angiogénesis ⁽⁷⁾. Además, son los canales de comunicación entre el músculo y diferentes órganos ⁽²³⁾. Dicho sea de paso, dos de las principales consecuencias positivas de este vínculo molecular entre los tejidos son: a) disminución de la inflamación sistémica y con esto reducción de la sarcopenia y la acumulación de grasa visceral, y b) mayor sensibilidad a la insulina ⁽²³⁾.

Se han identificado más de 650 mioquinas ⁽⁵⁾. A continuación, se mencionarán algunas de las más relevantes y sus implicaciones en las enfermedades crónicas.

Interleucina-6 (IL-6):

Originalmente esta interleucina fue considerada como una citoquina proinflamatoria, sin embargo, en años recientes estudios han demostrado sus propiedades antiinflamatorias ^(11,24). La contracción muscular inducida por la actividad física genera un aumento en la expresión genética y liberación de la IL-6 por el miocito ^(6,23), contribuyendo a la homeostasis de la glucosa ⁽⁸⁾. Los niveles plasmáticos de IL-6 pueden incrementarse hasta 100 veces, dependiendo del volumen, intensidad y densidad del ejercicio físico ^(6,23).

Algunos de los órganos diana para la IL-6 circulante son el hígado, páncreas y el tejido adiposo. La IL-6 optimiza la viabilidad de las células β del páncreas, mejora la sensibilidad a la insulina y favorece la lipólisis en el tejido graso ^(7,22). Además, se ha visto que estimula la glucogenólisis hepática, la glucogénesis y la liberación de glucosa ^(7,11).

Por otro lado, esta mioquina, mediante una vía alternativa, promueve la activación de macrófagos, los cuales están involucrados en la protección contra la inflamación y resistencia a la insulina secundaria a la obesidad ⁽⁷⁾.

Inmediatamente después de realizar ejercicio físico, la IL-6 liberada, aumenta significativamente los niveles de IL-10 y del receptor antagonista de interleucina 1 (ILI-ra). Estos cambios se caracterizan por tener un efecto antiinflamatorio ^(6,11).

Un dato muy interesante es que, este efecto antiinflamatorio es más evidente en ciertas condiciones patológicas, especialmente en las cuales las citoquinas inflamatorias y la PCR se encuentran de 2 a 3 veces por encima de sus niveles basales, tales como: aterosclerosis, diabetes tipo II, obesidad e insuficiencia cardiaca ⁽⁶⁾.

En suma, la IL-6 mejora el control glicémico, favorece la pérdida de grasa, suprime el crecimiento tumoral y colabora en el mantenimiento de la masa muscular ⁽⁷⁾.

Interleucina 15 (IL-15):

En los seres humanos esta interleucina es capaz de expresarse en varias células y tejidos, incluyendo el sistema musculoesquelético, células epiteliales, monocitos y células dentríticas ⁽⁹⁾. Es liberada a nivel muscular principalmente posterior al ejercicio físico de fuerza y resistencia ^(2,9).

La IL-15 se ha caracterizado por sus propiedades anabólicas en el músculo esquelético ^(6,11), su habilidad para inducir hipertrofia se ha demostrado a través de la reducción en la degradación proteica en sarcopenia y caquexia, destacando así este poder terapéutico ^(6,11). Otro dato interesante que reafirma este concepto, es que los niveles plasmáticos de IL-15 descienden con la edad, estudios reportan que las personas adultas mayores con sarcopenia tienen niveles significativamente inferiores de esta mioquina ⁽⁹⁾.

Paralelamente, se ha visto que la IL-15 inhibe el factor de necrosis tumoral α (TNF-α) en el músculo durante los estados de caquexia. Aunado a esto, una disminución de esta citoquina se ha asociado con enfermedades autoinmunes como artritis reumatoidea y leucemia ⁽⁶⁾.

Miostatina:

Fue la primera mioquina identificada, a pesar de que en su época de descubrimiento no era llamada una mioquina ⁽⁷⁾. La función principal de la miostatina es regular negativamente la masa muscular ^(7,11). Se puede decir que esta citoquina es “inversa” comparada con las otras citoquinas musculares, ya que tanto el ejercicio aeróbico, de fuerza y/o de resistencia, disminuyen considerablemente su expresión en los miocitos ^(9,11). La ablación de la misma genera hipertrofia muscular, acrecienta la fuerza muscular y mejora la arquitectura ósea ⁽²⁴⁾.

Pacientes con insuficiencia cardiaca y cáncer poseen niveles altos de esta proteína, lo que podría eventualmente resultar en caquexia. Sin embargo, durante la actividad física estos niveles disminuyen, lo que ilustra el beneficio anti catabólico en este tipo de pacientes ^(6,9). El mismo resultado se observa en los pacientes con enfermedad renal crónica ⁽⁹⁾.

La miostatina ha recibido nueva atención debido a su potencial para el tratamiento de síndrome metabólico, ya que los niveles de esta sustancia se encuentran elevados en pacientes con diabetes tipo 2 y mujeres con obesidad ⁽⁷⁾.

Músculo- tejido adiposo e irisina:

Un tejido que mantiene una estrecha “comunicación” con el músculo, es el adiposo. El tejido adiposo está constituido por 2 tipos de grasa: la grasa blanca y la grasa parda. La blanca almacena el exceso de energía y secreta innumerables sustancias proinflamatorias, es decir, en términos generales se podría decir que es metabólicamente no favorable. En cambio, la grasa parda es beneficiosa ⁽²²⁾, ya que tiene la capacidad de regular la termogénesis debido a su alta concentración de mitocondrias ⁽⁶⁾, dicho de otra forma, consume la energía acumulada y por ende se disminuyen los niveles de los triglicéridos ⁽²²⁾.

La comunicación músculo- tejido adiposo durante las contracciones musculares provoca: disminución de la adiposidad, aumento de la termogénesis debido a incrementos en la actividad adrenérgica, pardeamiento del tejido graso blanco y aumento en la lipolisis. ^(6,22) Este proceso de pardeamiento, se da principalmente por la mioquina llamada irisina, la cual se une a un receptor en los adipocitos, propiciando la modificación fenotípica de la grasa y con ello un aumento en el gasto de energía. Este efecto termogénico es mediado por la expresión de una proteína desacoplante presente en las mitocondrias, también conocida como termogenina, o UCP1 (por sus siglas en inglés) ⁽⁶⁾ La figura 1 resume de manera clara el proceso.

Adicionalmente, se ha reportado que protege la función pancreática, mediante el estímulo de la proliferación de las células β del páncreas y la protección ante la apoptosis ⁽²⁴⁾. La producción de la irisina es mayor en el músculo cardiaco que en el esquelético. Sin embargo, el ejercicio aeróbico, favorece su expresión genética, generando un aumento a nivel plasmático ⁽⁹⁾.

Por otro lado, se han documentados diversos estudios tratando de demostrar si los niveles de irisina aumentan más significativamente con entrenamiento aeróbico versus el anaeróbico. Sin embargo, existen discrepancias entre estas evidencias, lo que se explica por la técnica utilizada para medir los niveles séricos de irisina. Aún así, hay evidencia científica contundente que ambos tipos de ejercicio pueden aumentar la irisina circulante ⁽²⁵⁾.

Músculo- cerebro:

La actividad física representa una de las estrategias más efectivas para reducir la prevalencia e incidencia de depresión, deterioro cognitivo, trastornos neurodegenerativos ⁽¹⁾. Paralelamente, tiene un impacto positivo en el estrés y la ansiedad ⁽⁵⁾.

El ejercicio influencia el hipocampo más que a cualquier otra estructura anatómica del cerebro ⁽⁵⁾, mediante numerosas mioquinas incluidas: catepsina B, irisina, factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF), factor de crecimiento fibroblástico 21 (FGF-21), la cuales juegan un papel importante en la interacción músculo-cerebro (22, 26). Las mismas, pueden mediar funciones neurológicas como: el desarrollo cognitivo, la memoria, la neuroplasticidad, la coordinación motora, el sueño, el estado de ánimo ⁽²⁶⁾, la capacidad de aprendizaje y la memoria ⁽²⁴⁾. A su vez, brindan neuroprotección y disminución de la inflamación cerebral ⁽²⁶⁾.

Uno de los beneficios destacados del ejercicio físico es la inducción central y periférica del BDNF ⁽²⁶⁾, el cual juega un papel dominante en esta interacción músculo- cerebro ⁽⁵⁾. BDNF es un factor de crecimiento que pertenece a la familia de la neurotrofinas, las cuales velan por la supervivencia neuronal y la plasticidad sináptica (11, 26).

Es importante señalar que pacientes portadores de la enfermedad de Alzheimer, con depresión, obesidad y diabetes tipo 2, poseen niveles de BDNF séricos reducidos ⁽¹¹⁾.

El factor de crecimiento insulínico tipo 1 (IGF-1), principalmente producido por el hígado, es capaz de cruzar la barrera hematoencefálica y actuar como mediador de los cambios atribuibles a la actividad física en la neurogénesis del hipocampo y la expresión del BDNF. La formación y mantenimiento de las espinas dentríticas a nivel de las neuronas del hipocampo, en condiciones basales, dependen del BDNF inducido por el PGC-1α (coactivador 1α del receptor activado gamma del proliferador del peroxisoma) posterior al ejercicio. En el tejido neuronal, el PGC-1α es un potente supresor de las especies de oxígeno reactivo (ROS), esto explica su efecto neuroprotector ⁽²⁶⁾.

Músculo- cáncer:

Estudios epidemiológicos sugieren que la actividad física realizada en tiempos de ocio reduce el riesgo de padecer de 13 tipos diferentes de cáncer ⁽⁵⁾. Personas que son físicamente activas posterior a su diagnóstico de cáncer de próstata, de colón y de mama tienen un mayor índice de supervivencia que los sedentarios con el mismo tipo de neoplasias ⁽⁵⁾.

El ejercicio estimula las células NK (asesinas naturales), las cuales rigen un papel central en reducir el crecimiento tumoral. Además, las IL-6 y IL-5 regulan la maduración y redistribución de estas células NK ⁽⁷⁾.

EJERCICIO FÍSICO: PREVENCIÓN Y TRATAMIENTO

Dado los efectos antiinflamatorios de las mioquinas en respuesta al ejercicio físico, es claro que la inactividad física conlleva a la inflamación y al aumento los depósitos de tejido adiposo ⁽²⁶⁾.

De hecho, se ha establecido claramente la asociación entre la inactividad física y la grasa visceral, la cual es más inflamatoria que la subcutánea, conlleva a una inflamación crónica sistémica que predispone a aterosclerosis, dislipidemia, resistencia a la insulina, neurodegeneración, anemia y degeneración muscular. Estas patologías a su vez son factores que provocan sedentarismo. La falta de movimiento genera más inflamación y esto sigue abriendo camino a más enfermedades crónicas, estableciéndose un ciclo vicioso crónico ⁽⁵⁾.

Dado lo anterior, es más que claro, que el ejercicio físico ayuda a mejorar la composición corporal en individuos con sobrepeso u obesidad. ⁽⁶⁾. Además se disminuye la grasa visceral, lo que incluye a la grasa pericárdica ⁽⁵⁾. Es evidente que la estrategia terapéutica para la sarcopenia sigue siendo el ejercicio físico. Y con ello se obtienen beneficios adicionales: incremento de la fuerza, aumento de la tasa metabólica basal, diminución la presión arterial y optimización en los niveles de lípidos sanguíneos. ⁽¹²⁾

Es preciso señalar que durante décadas se ha hablado de la importancia del ejercicio aeróbico. Sin embargo, recientemente se ha demostrado que la actividad física que involucra fuerza y resistencia puede ser igual de efectivo para la reducción de morbilidades y la optimización de la salud ⁽¹⁸⁾.

En vista de lo anterior, diferentes modalidades de ejercicio han sido demostrados para la disminución de la presión arterial. Estudios respaldan que todo tipo de entrenamiento ya sea aeróbico, o anaeróbico (resistencia y fuerza), o bien, la combinación de ellos, son igualmente efectivos para reducir la presión en personas con hipertensión arterial ⁽²⁷⁾.

Profundizando aún más con lo expuesto en el párrafo anterior, y a pesar de que el ejercicio cadiovascular es el más recetado para este tipo de pacientes, los beneficios del ejercicio de fuerza como el levantamiento de pesas, o la combinación de ejercicio aeróbico y de resistencia, son similares o hasta incluso superiores en la disminución de la presión arterial. Se han registrado reducciones de: 8.7 mmHg en ejercicios cardioasculares, 7.2 mmHg en resistencia y 13.5 mmHg en la combinación de ambas ⁽²⁷⁾.

Hay evidencia respaldando que el ejercicio regular, aún sin una pérdida importante de peso, desciende los niveles de leptina. Similarmente, el ejercicio agudo intenso reduce los niveles circulantes de las adipocinas proinflamatorias estrechamente ligadas con la resistencia insulínica y la obesidad. Por consiguiente, el ejercicio físico brinda beneficios a los individuos con hipertensión arterial, así como también otras enfermedades crónicas, secundario a los efectos positivos generados por el aumento en las mioquinas y reducción en las adipocinas durante y posterior al entrenamiento ⁽²⁷⁾.

Por otro lado, la respuesta sistémica ante las mioquinas es mayor después del ejercicio físico con un mayor grado de rompimiento de fibras como por ejemplo en los entrenamientos de resistencia, corrida en cuestas hacia abajo y ejercicios excéntricos. De igual manera, se ha visto una elevación importante en los niveles de mioquinas posterior a un entrenamiento de larga duración y de intensidad vigorosa y mucho menos pronunciado en la actividad física de moderada intensidad ⁽⁷⁾.

La actividad física impacta la homeostasis de la glucosa y de los lípidos, alterando la composición de las fibras musculares. Específicamente los entrenamientos de fuerza y resistencia favorecen el crecimiento del tejido muscular, y a su vez aumenta la capacidad oxidativa y glicolítica de las fibras rápidas. Está documentado científicamente que diabéticos con régimen de ejercicio de resistencia han mejorado su sensibilidad a la insulina. Así mismo, pacientes en estado de obesidad al ganar masa muscular, incrementan su tasa metabólica basal ⁽²⁸⁾.

En fin, el mejor camino para mantener el sistema musculoesquelético saludable es aumentando y manteniendo una buena masa muscular mediante el ejercicio físico, y con ello no solo se garantiza longevidad, sino también calidad de vida ⁽⁹⁾. Además, la ciencia cada vez es más reafirma que el ejercicio físico es efectivo no solo como prevención sino también como tratamiento médico para diferentes enfermedades crónicas ⁽²³⁾.

CONCLUSIÓN

La actividad muscular es crucial para la salud y el bienestar físico-mental. Recientemente, con el descubrimiento de las mioquinas, el músculo se ha visto involucrado en el mantenimiento de la homeostasis metabólica y cognitiva. Si la función endocrina del músculo no es lo suficientemente estimulada con el ejercicio físico, la producción de mioquinas necesarias para el funcionamiento óptimo de los órganos no sería la adecuada, generando como consecuencia el desarrollo de enfermedades. El conocimiento sobre las citoquinas liberadas por el músculo en respuesta al ejercicio físico, es de ayuda clave para la prescripción del ejercicio de manera individualizada y a la medida de cada paciente para el tratamiento de enfermedades asociadas con el sedentarismo.

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