Uno de los principales enemigos de nuestra salud y bienestar es el estrés oxidativo, causado por moléculas altamente inestables llamadas especies reactivas de oxígeno y nitrógeno (RONS). Aunque se producen de forma natural en nuestras células durante el proceso de producción de energía, situaciones como la inflamación, la radiación solar, la exposición a contaminantes o el ejercicio físico extenuante hacen que su producción aumente.
Cuando su producción supera la "capacidad antioxidante" de la célula, nos enfrentamos a un terrible daño oxidativo (o estrés oxidativo), que produce cambios en los lípidos, las proteínas o el ADN. Si la situación se prolonga en el tiempo, aumentan tus posibilidades de desarrollar enfermedades cardiovasculares, cáncer, envejecimiento, obesidad o sarcopenia.
Escuadrón de defensa química
En cantidades controladas, las RONS son valiosos aliados: desempeñan funciones esenciales en la señalización celular, el metabolismo energético, la función inmune o la vasodilatación. Un raro equilibrio (el equilibrio entre la producción y la neutralización de RONS) se mantiene mediante un sistema compuesto de enzimas y otras moléculas que actúan como un "equipo de quimiodefensa" para neutralizar los compuestos oxidantes antes de que dañen las células. El control de este sistema antioxidante recae en la proteína Nrf2.
En condiciones de reposo, Keap1 (otra proteína) se une a Nrf2 y la conecta a una maquinaria que la degrada rápidamente y la mantiene baja. Pero cuando aumenta la producción de RONS, Keap1 deja temporalmente de desempeñar ese papel y, además, su disponibilidad puede verse reducida. Luego, Nrf2 procede a sintetizarse, acumularse y moverse hacia el núcleo de la célula, donde activa genes que codifican enzimas antioxidantes y proteínas de desintoxicación.
Aunque este mecanismo se ha estudiado en el hígado o el cerebro, las funciones del músculo esquelético han recibido menos atención.
En condiciones basales, la proteína Nrf2 permanece unida a Keap1, que la degrada y mantiene inactivo el programa antioxidante. Cuando aumenta RONS, se libera este 'freno', se acumula Nrf2 y activa genes responsables de la defensa antioxidante en el núcleo. El ejercicio "desoxida"
En modelos animales, el ejercicio regular reduce el estrés oxidativo y aumenta la actividad de las enzimas antioxidantes en el cerebro, el hígado, el corazón y los músculos. Además, estudios en humanos demuestran que, desde la infancia hasta la vejez, las personas más activas presentan menos daño oxidativo y mayor capacidad antioxidante que las personas sedentarias, incluso en años avanzados. Este efecto se explica por el fenómeno de la "hormesis": pequeñas cantidades repetidas de una sustancia potencialmente nociva (RONS, en este caso) inducen adaptaciones que permiten resistencia a dosis mayores sin efectos adversos.
Las actividades de resistencia y fuerza, los esfuerzos muy intensos y cortos (lo que en entrenamiento se conocen como "sprints") o los ejercicios que provocan dolores musculares retardados ("dolor") se asocian a una mayor producción de RONS, que actúan como señales para activar las defensas y reparar las células.
En un estudio reciente de nuestro grupo de investigación, encontramos que el ejercicio intenso activa en cuestión de segundos una poderosa respuesta antioxidante a través del dúo Nrf2/Keap1, en un mecanismo regulado por la disponibilidad de oxígeno. Con la misma rapidez, esta respuesta disminuye cuando se detiene el ejercicio.
Estos hallazgos demuestran por primera vez en humanos la rápida dinámica "on-off" de la respuesta antioxidante del músculo esquelético. Además, durante la contracción muscular se liberan proteínas (miocinas) y señales químicas que contribuyen a la mejora de la capacidad antioxidante en otros órganos y tejidos. Estos procesos consolidan los músculos como un órgano clave en la defensa antioxidante del cuerpo.
Sesiones antioxidantes
Entonces, ¿podemos mejorar la capacidad antioxidante mediante el entrenamiento? ¿Y cómo funcionan los diferentes tipos de ejercicio en este esfuerzo? Veamos qué dice la evidencia.
Resistencia. El entrenamiento de resistencia, generalmente el ciclismo de intensidad moderada (2-3 sesiones por semana), es el que más se ha estudiado. En personas con insuficiencia cardíaca, diabetes mellitus tipo 2 u obesidad, los programas de 8 a 24 semanas aumentan la cantidad de enzimas antioxidantes -como la superóxido dismutasa (SOD), la catalasa (CAT) o la glutatión peroxidasa (GPx)- y reducen la presencia de marcadores de oxidación. En personas jóvenes sanas las mejoras son menores, lo que indica que el nivel de aptitud física inicial determina la adaptación.
En el único estudio que evaluó el entrenamiento con pequeños picos de esfuerzo a máxima intensidad (sprints), la actividad muscular GPx aumentó un 37% y la actividad de la glutatión reductasa (GR) un 56%, mientras que la SOD no mostró cambios. En modelos animales, dependiendo de la intensidad y la duración, el entrenamiento de sprint puede aumentar la GPx o la glutatión reductasa (GR).
Efectivo. En adultos mayores ((https://doi.org/10.3390/antiok10030350)) y en hombres con diabetes mellitus tipo 2, los programas de 6 a 13 semanas (2-3 días por semana, con ejercicio progresivo) aumentaron los niveles de SOD, CAT, GPx o GR y redujeron el daño oxidativo a estas enzimas en el músculo, aunque no respondieron al mismo daño a estas enzimas en el músculo.
Entrenamiento simultáneo (combinación de resistencia y fuerza). Ningún estudio ha evaluado las adaptaciones antioxidantes en el músculo. En la sangre, un estudio observó que la resistencia, la fuerza y ambas juntas aumentaban la SOD y disminuían la MDA (un marcador de estrés oxidativo), con mejoras adicionales en la capacidad antioxidante total (TAC) y GPx del plasma.
¿Por qué es importante la defensa antioxidante muscular?
Los estudios en animales, que proporcionan información útil para guiar la investigación en humanos, han demostrado que el aumento de las enzimas antioxidantes musculares protege contra el estrés oxidativo inducido por la actividad muscular, el humo del tabaco, la ventilación mecánica o fármacos prooxidantes como la doxorrubicina, previniendo la atrofia, disfunción y fatiga muscular.
En humanos, aunque hay menos datos, varios estudios muestran que los programas que aumentan la capacidad antioxidante muscular reducen el estrés oxidativo agudo después del ejercicio y mejoran la tolerancia al ejercicio en adultos mayores y personas con obesidad. Estas mejoras pueden estar relacionadas con los efectos beneficiosos que produce el acondicionamiento físico previo a los procedimientos quirúrgicos.
Recientemente hemos demostrado en jóvenes sanos que un perfil antioxidante muscular más favorable está estrechamente relacionado con la resistencia física: la capacidad de seguir trabajando incluso en condiciones de fatiga extrema se asocia con un Nrf2 más activado y menos Keap1. Así, esta capacidad no sólo protege contra el estrés oxidativo, sino que también promueve la tolerancia al ejercicio de alta intensidad.
El ejercicio físico regular aumenta transitoriamente la RONS en el músculo, lo que activa la vía Nrf2/Keap1 y estimula la producción de enzimas antioxidantes. Con el entrenamiento, esta adaptación mejora la capacidad antioxidante muscular, reduce el estrés oxidativo y se asocia con una mayor tolerancia al ejercicio y una mejor capacidad cardiorrespiratoria (VO₂máx).
La capacidad cardiorrespiratoria, evaluada como VO₂máx, es un indicador clave del rendimiento y la capacidad funcional, así como un fuerte predictor de mortalidad por todas las causas. Por lo tanto, no debería sorprender que el VO₂máx también esté asociado con la capacidad antioxidante muscular medida en una gran muestra de humanos.
En general, una buena condición física aeróbica y las adaptaciones inducidas por el entrenamiento se asocian con una mayor capacidad antioxidante muscular. Esto puede ayudar a reducir el estrés oxidativo en situaciones patológicas o de altas exigencias físicas, ayudando a proteger la función muscular y mantener el rendimiento.
Los estudios futuros deberían integrar información molecular, funcional y clínica para confirmar estos efectos y profundizar en mecanismos aún inexplorados, así como dosis y modalidades de ejercicio que optimicen los beneficios.
Víctor Galván Álvarez, profesor del Departamento de Ciencias de la Actividad Física y el Deporte de la Universidad Fernando Pessoa Canarias, es el autor principal de este artículo.
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