El ejercicio físico previene la senescencia celular en los leucocitos circulantes y en la pared arterial
Publicado 1 de febrero de 2015, 19:54
El envejecimiento, ha sido desde siempre un desafío para el ser humano, los aspectos filosóficos, sociológicos y antropológicos varían su enfoque según la cultura que los analice.
Desde el punto de vista científico, el interés se ha centrado principalmente, en su relación con ciertas enfermedades propias de esta etapa de la vida.
Todos sabemos que hay enfermedades que son propias de la vejez, como el cáncer, la diabetes, la osteoporosis, la hipertensión arterial, la enfermedad de Alzheimer y la enfermedad coronaria entre muchas otras.
En relación a esta última, evidencias relativamente recientes han demostrado la existencia de un envejecimiento precoz de las células endoteliales en los sitios en donde se desarrollan placas de ateromas, como así también un envejecimiento precoz de las células madre, las células precursoras endoteliales, los leucocitos y monocitos circulantes, e incluso los mismos miocitos.
Este envejecimiento sería consecuencia, en el caso del endotelio, del incremento en la taza de replicación celular que ocurre como mecanismo defensivo ante la agresión hemodinámica (turbulencia de flujo o bajo shear stress en las bifurcaciones o curvaturas arteriales) sumado a la agresión bioquímica por el stress oxidativo e inflamación que producen los FRC.
El Dr. Valentín Fuster en su última conferencia en Argentina en 2009, remarcó el proceso de replicación celular como defensa para mantener una óptima función celular, agotada esta replicación y/o ante la imposibilidad de mantener un apropiado funcionamiento, las células en cuestión desarrollan un proceso de apoptosis.
Todo este complicado y apasionante mecanismo biomolecular, puede ser investigado por medio de la observación de la longitud de los cromosomas, más específicamente de una zona ubicada en los extremos de los mismos, llamada telomeros.
Los telomeros actúan como verdaderos capuchones protectores del resto de la cadena de ADN y a medida que la célula se reproduce y envejece, estos telomeros van perdiendo su estructura y se produce un acortamiento de los mismos.
En todo este proceso intervienen también una serie de enzimas que tiene acciones antagónicas, unas son “antisenescentes” como las Telomerasas y otras son “proapoptóticas” como la Chk2, la P16 y P53.
Este estudio de fisiología del ejercicio de Christian Werner y colaboradores de la Universidad de Saalandes, en Alemania, nos muestra primeramente en ratones de laboratorio y luego en humanos, como este mecanismo biomolecular puede ser una de las formas de acción de los conocidos efectos vasculoprotectores que observamos quienes trabajamos desde la cardiología sobre el ejercicio físico.
Para este estudio se utilizaron ratones comunes de laboratorio wild-type (C57/B16) y otros creados genéticamente para ser deficientes (knockout animals) de la eNOS (enzima Oxido Nítrico Sintetasa Endotelial) y la TERT (Telomerasa Reversa Transcriptasa).
También participaron personas saludables, no fumadoras, divididas en dos grupos, uno joven con un promedio de edad de 20 años, y otro mayor con un promedio de edad de 51 años.
Ambos grupos, jóvenes y mayores, estaban compuestos por dos tipos diferenciados de pacientes, uno sedentario (con menos de una hora de ejercicio físico semanal) y otro de atletas de resistencia profesionales, en el grupo joven, corredores de larga distancia con un promedio de 73 Km. semanales y los del grupo senior con un promedio de 80 Km. semanales, estos últimos además poseían una historia de 35 años de entrenamiento ininterrumpidos.
Los ratones fueron divididos en dos grupos, unos fueron mantenidos sedentarios en sus jaulas y a los otros se les coloco unas ruedas giratorias para que voluntariamente pudieran correr en las mismas, estos últimos ejercitaron un promedio de 5 Km. diarios.
Se midieron por distintos métodos la actividad de las telomerasas y la longitud de los telómeros de las células endoteliales de la aorta toráxica de los ratones, además de las enzimas antisenescentes y las proapoptóticas.
Ya a las tres semanas se observo en los ratones en plan de ejercicio, un incremento de 2.9 veces en la actividad de la telomerasa aórtica, 3.2 veces la TERT, 1.5 veces la expresión de la TRF1mRNA, y 2.6 veces la TRF2, todas con efectos antisenescentes, en relación al grupo sedentario.
También en el mismo tiempo (tres semanas) los ratones que habían corrido, disminuyeron la expresión de las proteínas proapoptoticas aórticas en 45% la P16, 57% la Chk2 y 42% la P53.
Los mismos parámetros fueron medidos también en células mononucleares aisladas del bazo mostrando iguales resultados.
Ninguno de estos cambios ocurrió en los ratones genéticamente inhibidos en la generación de eNOS y TERT, sin embargo la vasodilatación mediada por el endotelio ocurrió de forma significativa en aquellos ratones wild-type y TERT inhibidos, luego de tres semanas de ejercicio en relación a los grupos sedentarios y eNOS inhibidos.
La medición de la longitud de los telómeros en anillos de aorta no mostró diferencias entre los dos grupos de ratones (sedentarios / activos) ni a las 3 semanas, ni a los 6 meses, pero si se encontraron los telomeros mas largos, es decir “mas jóvenes” a los 18 meses de ejercicio.
En relación a la protección anti apoptotica del ejercicio, se observo luego de tratar las células endoteliales aórticas de ambos grupos de ratones con dos lipopolisacáridos fuertemente apoptoticos, que aquellos animales que habían ejercitado durante tres semanas, mostraban una disminución de 2.1 a 2.9 veces respectivamente menos efectos celulares apoptoticos que los animales sedentarios, exhibiendo un claro efecto anti apoptoticos protector.
La respuesta anti apoptótica fue sin embargo parcialmente abolida en el grupo TERT inhibido y totalmente ausente en el eNOS inhibido, confirmando la importancia de la normal función de la enzima eNOS y el efecto antioxidativo del ejercicio físico.
Los estudios sobre los grupos humanos fueron realizados en las células mononucleares obtenidos de sangre periférica.
Las proteínas antisenescentes aumentaron de 1,7 a 2.2 veces en los dos grupos de atletas (jóvenes y senior) en relación a su contraparte de sedentarios.
En relación a las proteínas pro apoptoticas, la respuesta no fue uniforme, la Chk2mRNA disminuyo en ambos grupos de atletas en relación a un nivel mayor de esta última en los dos grupos control, pero la proteína P53 no disminuyo en los atletas jóvenes en relación a su grupo control específico (jóvenes sedentarios) mientras que se mantuvo a un nivel bajo, similar al nivel de ambos grupos jóvenes en los atletas senior, contrariamente en los sedentarios senior esta se encontraba aumentada 2.1 veces, un efecto similar ocurrió con la proteína pro apoptotica P16 que disminuyo significativamente en el grupo senior entrenado y no en los dos grupos jóvenes. Naturalmente las enzimas pro apototicas aumentan con la edad por lo que es lógico que en la población joven (entrenados y sedentarios) se encuentren bajos, mientras que fue importante observar que los atletas senior mantenían valores bajos, similar a los jóvenes a pesar de su edad.
La actividad de la Telomerasa en las células mononucleares aumentó significativamente en los dos grupos de atletas en relación a los grupos control, 2.5 veces en los jóvenes y 1.8 veces en los senior.
La longitud de los telómeros en estos grupos, fue evaluada por dos métodos distintos sobre los linfocitos y los granulocitos de la sangre periférica, la longitud de los telómeros de los atletas senior fue mayor que su grupo control e igual a la longitud de los telomeros de los dos grupos jóvenes. La longitud de los telómeros evaluados en los monocitos circulantes fue significativamente menor en el grupo sedentarios senior en relación a todos los otros grupos, confirmando el efecto anti envejecimiento del ejercicio físico.
Este estudio presenta varias limitaciones, las muestras del estudio clínico son pequeñas por lo que sus resultados no necesariamente pueden ser aplicadas a la población en general, además al realizarlo con atletas profesionales limita aun mas su generalización, la longitud de los telómeros del grupo senior sedentario podría deberse a un error involuntario de selección desconocido. Los grupos de atletas como era lógico esperar tenían una menor frecuencia cardiaca basal, menor presión arterial e índice de masa corporal y un mejor perfil lipídico que sus controles sedentarios, por lo que no se puede descartar que los efectos anti envejecimiento estén influenciados por esto, sin embargo en el estudio sobre los ratones de laboratorio, los cambios en las proteínas reguladoras de los telomeros ocurrieron siendo independientes de la presión arterial, la frecuencia cardíaca y el perfil lipídico.
Otro dato controversial que vemos, es en relación a la intensidad del ejercicio utilizada en este estudio, la mayoría de los trabajos refieren una intensidad moderada (1000 a 3000 Kcal. por semana) para lograr incrementar el óxido nítrico y atenuar el stress oxidativo propio del ejercicio intenso, sin embargo este estudio presenta resultados favorables e incluso dependientes de la eNOS aun a intensidades de atletas de resistencia profesional.
Conclusión: El estudio, a pesar de sus limitaciones, nos brinda un fino enfoque biomolecular de los efectos del ejercicio sobre la salud en general y no solo la cardiovascular, habida cuenta que actúa sobre un factor determinante en la aparición de varias enfermedades, es decir el mismo complejo proceso del envejecimiento celular.
Otros estudios han mostrado células endoteliales envejecidas en las zonas en donde habitualmente aparecen placas ateromatosas, en relación a otras zonas en que es poco frecuente su aparición (por ejemplo las arterias mamarias), estos estudios nos hacen pensar en dos edades diferenciadas, una edad cronológica relacionada con el tiempo de vida y otra edad biológica celular, mas real, como un verdadero reloj biológico que puede adelantar o atrasar, no solo por la carga genética, sino por la acción de diversos factores culturales, como por ejemplo el ejercicio físico.
Estas investigaciones, junto con otras alineadas en el mismo sentido, nos muestran las primeras luces en la profundidad del conocimiento de los efectos que quienes estamos en la rehabilitación cardíaca vemos a diario ocurren en nuestros pacientes.
Conocer los efectos del ejercicio debe hacer tomar conciencia a los médicos en general del enorme poder del mismo en la prevención y tratamiento de las enfermedades cardiovasculares y muchas otras.
Link para ingresar al artículo original, completo en formato PDF: http://circ.ahajournals.org/content/120/24/2438.full.pdf+html
Prof. Dr. Alejandro M. Gómez Monroy
Especialista Consultor en Cardiología, Director de Cardioactivo Capacitaciones
XI Edición del Curso de Posgrado de Rehabilitación Cardiovascular próximo a comenzar: