El ejercicio físico produce múltiples efectos en el cuerpo que podría ser emulados por un medicamento. Fuente: Wikimedia Commons.
Investigadores de la Universidad de Sidney (Australia) creen que pronto podrían crearse fármacos que imitaran el efecto del ejercicio físico. Publicada en Cell Metabolism, la investigación revela mil cambios moleculares que ocurren en nuestros músculos cuando hacemos ejercicio, proporcionando el primer plano completo del ejercicio del mundo.
"El ejercicio es el tratamiento más eficaz para muchas enfermedades humanas, incluyendo la diabetes tipo 2, enfermedades cardiovasculares y trastornos neurológicos", dice el profesor David James, jefe del grupo de investigación que realizó el estudio, en la nota de prensa de la universidad. "Sin embargo, para muchas personas, el ejercicio no es una opción de tratamiento viable".
Los investigadores de Sidney, en colaboración con investigadores de la Universidad de Copenhague (Dinamarca), analizaron biopsias musculares esqueléticas de cuatro humanos sanos y no entrenados después de 10 minutos de ejercicio de alta intensidad. Usando una técnica conocida como espectrometría de masas para estudiar un proceso llamado fosforilación de proteínas, el co-autor Benjamin Parker descubrió que el ejercicio corto e intensivo desencadena más de 1.000 cambios.
La mayoría de los cambios que descubrieron no se habían asociado antes con el ejercicio, y la investigación existente se había centrado en sólo un pequeño número de cambios.
"El ejercicio produce una cascada de respuestas compleja en el músculo humano. Desempeña un papel esencial en el control del metabolismo energético y la sensibilidad a la insulina", dice el co-autor Nolan Hoffman.
"El ejercicio es el tratamiento más eficaz para muchas enfermedades humanas, incluyendo la diabetes tipo 2, enfermedades cardiovasculares y trastornos neurológicos", dice el profesor David James, jefe del grupo de investigación que realizó el estudio, en la nota de prensa de la universidad. "Sin embargo, para muchas personas, el ejercicio no es una opción de tratamiento viable".
Los investigadores de Sidney, en colaboración con investigadores de la Universidad de Copenhague (Dinamarca), analizaron biopsias musculares esqueléticas de cuatro humanos sanos y no entrenados después de 10 minutos de ejercicio de alta intensidad. Usando una técnica conocida como espectrometría de masas para estudiar un proceso llamado fosforilación de proteínas, el co-autor Benjamin Parker descubrió que el ejercicio corto e intensivo desencadena más de 1.000 cambios.
La mayoría de los cambios que descubrieron no se habían asociado antes con el ejercicio, y la investigación existente se había centrado en sólo un pequeño número de cambios.
"El ejercicio produce una cascada de respuestas compleja en el músculo humano. Desempeña un papel esencial en el control del metabolismo energético y la sensibilidad a la insulina", dice el co-autor Nolan Hoffman.
Análisis matemático
"Aunque los científicos han sospechado durante mucho tiempo que el ejercicio provoca una complicada serie de cambios en el músculo humano, esta es la primera vez que hemos sido capaces de trazar exactamente lo que sucede", dice Hoffman.
Con el objetivo a largo plazo de crear un fármaco en mente, los investigadores redujeron la lista de posibilidades terapéuticas utilizando análisis matemático y de ingeniería.
"La mayoría de los medicamentos tradicionales se dirigen a moléculas individuales. Con este ejercicio modelo hemos probado que cualquier fármaco que imite el ejercicio tendrá que apuntar a múltiples moléculas y, posiblemente, incluso a vías biológicas, que son una combinación de moléculas que trabajan juntas", dice el profesor James.
"Nuestros datos muestran claramente la complejidad de la respuesta: no es una cosa, sino que más bien el fármaco tendrá que apuntar a múltiples cosas".
"Aunque los científicos han sospechado durante mucho tiempo que el ejercicio provoca una complicada serie de cambios en el músculo humano, esta es la primera vez que hemos sido capaces de trazar exactamente lo que sucede", dice Hoffman.
Con el objetivo a largo plazo de crear un fármaco en mente, los investigadores redujeron la lista de posibilidades terapéuticas utilizando análisis matemático y de ingeniería.
"La mayoría de los medicamentos tradicionales se dirigen a moléculas individuales. Con este ejercicio modelo hemos probado que cualquier fármaco que imite el ejercicio tendrá que apuntar a múltiples moléculas y, posiblemente, incluso a vías biológicas, que son una combinación de moléculas que trabajan juntas", dice el profesor James.
"Nuestros datos muestran claramente la complejidad de la respuesta: no es una cosa, sino que más bien el fármaco tendrá que apuntar a múltiples cosas".
Referencia bibliográfica:
Nolan J. Hoffman, Benjamin L. Parker, Rima Chaudhuri, Kelsey H. Fisher-Wellman, Maximilian Kleinert, Sean J. Humphrey, Pengyi Yang, Mira Holliday, Sophie Trefely, Daniel J. Fazakerley, Jacqueline Stöckli, James G. Burchfield, Thomas E. Jensen, Raja Jothi, Bente Kiens, Jørgen F.p. Wojtaszewski, Erik A. Richter, David E. James: Global Phosphoproteomic Analysis of Human Skeletal Muscle Reveals a Network of Exercise-Regulated Kinases and AMPK Substrates. Cell Metabolism (2015). DOI: 10.1016/j.cmet.2015.09.001.
Nolan J. Hoffman, Benjamin L. Parker, Rima Chaudhuri, Kelsey H. Fisher-Wellman, Maximilian Kleinert, Sean J. Humphrey, Pengyi Yang, Mira Holliday, Sophie Trefely, Daniel J. Fazakerley, Jacqueline Stöckli, James G. Burchfield, Thomas E. Jensen, Raja Jothi, Bente Kiens, Jørgen F.p. Wojtaszewski, Erik A. Richter, David E. James: Global Phosphoproteomic Analysis of Human Skeletal Muscle Reveals a Network of Exercise-Regulated Kinases and AMPK Substrates. Cell Metabolism (2015). DOI: 10.1016/j.cmet.2015.09.001.