Algunas personas pierden peso más despacio que otras después de entrenar, y un equipo de investigación de la Universidad de Kobe ha encontrado la razón
Cuando hacemos ejercicio, nuestro cuerpo responde con cambios químicos guiados por una serie de compuestos. Las moléculas de señalización, como las hormonas, las citoquinas y los metabolitos, son las que determinan en qué medida responde el organismo, por ejemplo, quemando más grasa o aumentando el tamaño y la fuerza de los músculos.
Durante la actividad física, la liberación de adrenalina y noradrenalina estimula la lipólisis, descomponiendo las reservas de grasa en ácidos grasos libres para obtener energía. Además, las mioquinas, liberadas por las fibras musculares, aumentan la captación de glucosa y la oxidación de ácidos grasos, al tiempo que promueven la creación de mitocondrias, las «baterías» de las células, mejorando la resistencia y la eficiencia muscular.
Hay moléculas señalizadoras que responden específicamente al ejercicio de corta duración y regulan el metabolismo energético del organismo, es decir, cuántas calorías quemamos durante el esfuerzo y el resto del día. Los científicos de la Universidad de Kobe en Japón estudiaron lo que les ocurre a los ratones que no pueden producir estas moléculas. Estos ratones consumen menos oxígeno durante los entrenamientos, queman menos grasa y, por tanto, también son más propensos a engordar. Dado que el equipo descubrió esta conexión también en humanos, los nuevos conocimientos sobre este mecanismo podrían proporcionar una vía para tratar la obesidad.
Por qué hay que ir más allá de contar calorías
Es bien sabido que el ejercicio conduce a la quema de grasa. Pero a algunas personas les resulta mucho más difícil que a otras, lo que pone en duda que el mecanismo para perder o ganar peso sea tan simple como «calorías que entran menos calorías que salen». Los investigadores han identificado previamente una molécula señalizadora, una proteína de nombre «PGC-1⍺», que parece vincular el ejercicio y sus efectos. Sin embargo, si una mayor cantidad de esta proteína conduce realmente a estos efectos o no no ha sido concluyente, ya que algunos experimentos lo sugerían mientras que otros no. Esta molécula es bien conocida porque sus niveles aumentan con la exposición al frío.
Pero ahora, el endocrinólogo de la Universidad de Kobe OGAWA Wataru, así como otros investigadores, descubrieron que en realidad existen varias versiones diferentes de esta proteína. Ogawa explica: «Estas nuevas versiones de PGC-1α, llamadas «b» y «c», tienen casi la misma función que la versión «a» convencional, pero se producen en los músculos más de diez veces más durante el ejercicio, mientras que la versión «a» no muestra tal aumento». Por ello, su equipo se propuso demostrar la idea de que son las versiones recién descubiertas, y no la conocida hasta entonces, las que regulan el metabolismo energético durante los entrenamientos.
Para ello, los investigadores crearon ratones que carecían de las versiones b y c de la molécula de señalización PGC-1⍺, mientras que seguían teniendo la versión a estándar, y midieron el crecimiento muscular, la quema de grasa y el consumo de oxígeno de los ratones durante el reposo y el entrenamiento a corto y largo plazo. También reclutaron sujetos humanos de prueba con y sin diabetes tipo 2 y los sometieron a pruebas similares a las de los ratones, porque se sabe que las personas intolerantes a la insulina y obesas tienen niveles reducidos de la molécula señalizadora.
Ogawa y su equipo publicaron sus resultados en la revista Molecular Metabolism. Descubrieron que, aunque todas las versiones de la molécula señalizadora provocan reacciones biológicas similares, sus distintos niveles de producción tienen consecuencias de gran alcance para la salud del organismo. La falta de las versiones alternativas b y c de PGC-1⍺ significa que el organismo es esencialmente ciego a la actividad a corto plazo y no se adapta a estos estímulos, con el efecto de que tales individuos consumen menos oxígeno y queman menos grasa durante y después de los entrenamientos.
En humanos, el equipo de investigación descubrió que cuanto más producían los sujetos de prueba las versiones b y c de la molécula señalizadora, más oxígeno consumían y menos porcentaje de grasa corporal tenían, tanto en individuos sanos como en los que padecían diabetes tipo 2. «Así pues, la hipótesis de que los genes del músculo esquelético determinan la susceptibilidad a la obesidad era correcta», resume Ogawa estos hallazgos. Sin embargo, también descubrieron que el ejercicio a largo plazo estimula la producción de la versión a estándar de PGC-1⍺, y los ratones que se ejercitaron con regularidad en el transcurso de seis semanas mostraron un aumento de la masa muscular independientemente de si podían producir o no las versiones alternativas de la molécula señal.
Las diferentes versiones de la molécula señalizadora PGC-1⍺ reaccionan a diferentes estímulos. La versión estándar («a») se produce en respuesta al ejercicio a largo plazo, mientras que las versiones alternativas («b/c») se producen en respuesta al ejercicio a corto plazo o a la exposición al frío. La falta de estas versiones dificulta que los individuos afectados respondan a estos estímulos quemando grasa o aumentando la masa muscular. K. Nomura et al. Publicado por Elsevier GmbH. DOI: 10.1016/j.molmet.2024.101968
Además de la producción en los músculos, el equipo de la Universidad de Kobe analizó cómo cambia la producción de las distintas versiones de PGC-1⍺ en los tejidos adiposos, y no halló ningún efecto relevante en respuesta al ejercicio. Sin embargo, como los animales también queman grasa para mantener la temperatura corporal, los investigadores también investigaron la capacidad de los ratones para tolerar el frío. Y, efectivamente, descubrieron que la producción de las versiones b y c de la molécula señalizadora en el tejido adiposo marrón aumenta cuando los animales se exponen al frío, y que la temperatura corporal de los individuos que no pueden producir estas versiones descendía significativamente en estas condiciones. Por un lado, esto puede contribuir a que estos individuos tengan más grasa corporal, pero por otro parece implicar que las versiones b y c de la molécula señalizadora pueden ser responsables de adaptaciones metabólicas a estímulos a corto plazo de forma más general.
Ogawa y su equipo señalan que comprender la actividad fisiológica de las distintas versiones de PGC-1⍺ podría permitir idear enfoques terapéuticos para la obesidad: «Recientemente se han desarrollado fármacos contra la obesidad que suprimen el apetito y se recetan cada vez más en muchos países del mundo. Sin embargo, no existen fármacos que traten la obesidad aumentando el gasto energético. Si se encuentra una sustancia que aumente las versiones b y c, se podrían desarrollar fármacos que aumenten el gasto energético durante el ejercicio o incluso sin él. Tales fármacos podrían tratar la obesidad independientemente de las restricciones dietéticas». El equipo está investigando ahora los mecanismos que conducen al aumento de la producción de las versiones b y c de la molécula señalizadora durante el ejercicio.
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