Señor Editor,

Si bien existe una gran cantidad de evidencia que respalda los beneficios de la práctica regular de actividad física en la prevención del desarrollo de enfermedades crónicas como diabetes, obesidad, hipertensión y cáncer¹ , aun no existe claridad en los cambios moleculares inducidos por el ejercicio físico, especialmente en base a intensidad, duración y características de las personas que lo realizan^{2 , 3} .

Un reciente estudio multiómico analizó, por primera vez, el complejo escenario molecular que es inducido por el ejercicio físico⁴ . Este estudio, realizado por Contrepois y col., fue publicado en Cell en 2020 y reportó los efectos tempranos del ejercicio físico a nivel proteómico, y metabolómico en plasma, y transcriptómico, en leucocitos mononucleares de sangre periférica. Se reclutaron 50 adultos de 59 ± 8 años con un IMC de 28,4 ± 5,1 kg/m² con niveles de insulina entre 96 y 220 mg/dL (14 controles y 58% de hombres). Los participantes realizaron una prueba de capacidad máxima de consumo de oxígeno en una cita rodante con una duración de 8 a 12 minutos, obteniendo muestras de sangre antes de comenzar la prueba y luego de 2, 15, 30 y 60 minutos.

El estudio de Contrepois y col. relevó que el ejercicio físico induce cambios en un total de 2.179 biomarcadores, los cuales se agruparon en 4 patrones, destacando alteraciones en el metabolismo energético, el estrés oxidativo y la respuesta inmune (Tabla 1). Los cambios en los lípidos constituyeron 62% de los metabolitos alterados. Específicamente, los cambios en los niveles de acil-carnitinas y ácidos grasos libres (AG) dan cuenta de la oxidación total de AG en cadena larga y de la oxidación parcial de AG de cadena media, mientras que la disminución de triacilglicéridos (TAG) se asocia con la producción temprana de AG con acción pro-inflamatorias, como el ácido araquidónico y el ácido eicosapenatenoico, y con el consumo tardío de AG cortos y saturados⁴ . El comportamiento de los aminoácidos revela que estos se metabolizaron en forma más tardía, asociándose a la detoxificación del amonio muscular⁴ . Interesantemente, los niveles de algunos marcadores pro-inflamatorios se pudieron correlacionar con los patrones proteómicos y metabolómicos observados a los 15 minutos post-ejercicio, destacando la mieloperoxidasa, las interleuquinas 5 y1β, y el factor de necrosis tumoral alfa (TNFα), constituyendo, lo que los autores denominaron “firma inflamatoria del ejercicio”⁴ . Por otro lado, a nivel transcriptómico, 57% de los 15.885 ARNm alterados por actividad física se ajustó a otros 4 patrones ( Tabla 1 ), destacando la transcripción de genes relacionados con la inflamación y el estrés oxidativo, como las interleuquinas 1β, 7, 8 y la óxido nítrico sintasa inducible. Además, los autores observaron que se presentó una correlación positiva entre el VO_{2 max} y los niveles plasmático de lípidos con AG 20:0, con el 2-hidroxi AG y con el calcitrol. También se observó una correlación positiva entre el VO_{2 max} y los niveles plasmático de ácido hipúrico, metabolito de la microbiota rica en los géneros Clostridiales, Actinomyces , Eubacterium , Facecalibacterium y Ruminococoaceade ^{4 , 5} . Por otro lado, los autores presentaron una correlación negativa entre VO_{2 max}, la edad y los niveles de leptina y diacilgliceroles con AG 18:2 y 20:3⁴ .

Este estudio también encontró una asociación de los patrones multiómicos observados con los niveles de glucosa basal de los participantes. En general, observaron que la insulina-resistencia redujo la eficiencia de la oxidación de los AG, la producción de energía, la restauración de la homeostasis y la respuesta cardiovascular a glutamato, así como la producción de moléculas vasoactivas, como la endotelina-1 y los beta-adrenérgicos⁴ , revelando una posible alteración del sistema nervioso autónomo en pacientes insulino-resistentes⁶ .

En resumen, el estudio de Contrepois y col. reveló que existe un patrón multiómico complejo posterior al ejercicio físico agudo, con una participación clave de moléculas que permiten la interacción entre distintos procesos metabólicos, inflamatorios y de reparación, y una respuesta diferencial según el VO_{2 max} alcanzado y la presentación de insulina-resistencia. El análisis proteómico/metabolómico asociado a fitness cardio-respiratorio puede usarse para la predicción de riesgo cardiovascular y para el seguimiento de personas con enfermedades metabólicas, sustituyendo a las actuales pruebas de alto costo y con un elevado requerimiento técnico. El trabajo presentado abre nuevas líneas de estudio multiómicos asociados a ejercicio físico, como por ejemplo, monitoreando los niveles plasmáticos de cuerpos cetónicos y metabolitos neuroactivos o analizando biopsias de tejido muscular y adiposo.