Preambulo: Ejercicio y dieta hipocalorica
La dieta hipocalórica se beneficia de la realizacion de ejercicio, por cuanto que: 1) disminuye el porcentaje de grasa corporal, incluida la grasa múscular, fortaleciendose el musculo. El resultado es que cada vez parecerá más esbelto y delgado; 2) las calorías que gasta el ejercicio, no pueden ahorrarse, permitiendo hacer una dieta hipocalórica con más calorías que será, más variada, más apetecible y de mejor cumplimiento. Conclusión, el ejercicio es el complemento ideal de la dieta hipocalórica. De hecho, recientemente, ha sido informado que, con ejercicio y dieta combinados, se pierde un 20% más de peso que con dieta sola.
Mecanismo por el que el ejercicio mejora la obesidad.-
Para entender el mecanismo molecular por el que el ejerció mejora la obesidad debemos comenzar recordando un trabajo pionero de Lin y colaboradores (2). Estos autores, identificaron en la membrana nuclear de las células una proteina que actuaba como receptor γ, de unas moleculas producidas en los peroxixomas, denominadaa proliferadores peroxisomales (PP). Después, fue identificado su co-activador 1α (PGC-1α). Ambas substancias se unen y forman el complejo PP- PGC-1α. Este complejo se une al receptor nuclear de la célula y, tras la unión, entran en el núcleo y se unen a ciertos dominios del DNA. Tras la unión se activan determinados dominios del DNA, encargados de la transcripción de diversas substancias protéicas.
Posteriormente, en una serie de elegantes estudios los autores demostraron que este co-activador PGC-1α juega un papel crítico en varias funciones, a saber: 1) El mantenimiento del nivel de la glucosa; 2) El nivel de los lípidos sanguíneos; 3) La homeostasis energética; 4) Los desordenes que se asocian a la obesidad (el síndrome Metabólico y la diabetes tipo 2) 5) La enfermedad cardiovascular y; 6) Los procesos neurodegenerativos.
Los hallazgos moderos
Para dilucidar el mecanismo por el cual la contracción del músculo mejoraba la obesidad, fueron necesarios varios esperimentos.
- Primero, se comprobó que los ratones manipulados genéticamente, para expresar constitutivamente los PGC-1α (activados de forma mantenida y producción continuada) eran resistentes al desarrollo de obesidad relacionada con la edad y al desarrollo de diabetes. Además, estos ratones tenían longevidad aumentada. Estos hallazgo sugirierón que los PGC-1α, puede regular el metabolismo del tejido adiposo y que tienen relación con la obesidad.
- Despues se demostró que la contracción muscular, como la manipulación genética, produce expresión aumentada del co-activador transcipcional PPAR-γ co-activator-1 α (PGC1-α). Ante este nuevo dato, se pensó que, este hecho, era el camino por el que el ejercicio mediaba sus beneficios corporales, aunque el mecanismo era pobremente conocido.
- Recientemente, se demostró que la contracción del musculo producía la secreción de irisina y, con ello, se pretendió aclarar el mecanismo de accion del musculo. Se pensó que, dicha substancia era, por lo menos en parte, la responsable del control de la obesidad. Los datos actuales sugieren que esta afirmación es cierta. Pero la historia de la Irisina fue complicada.
La Irisina muscular.-
La historia del descubrimiento de la Irisina es un ejemplo de colaboración investigadora.
El Primer hallazgo
Boström y colaboradores (2) encontraron que en los ratones transgénicos para expresar niveles elevados de PGC-1α en el musculo, tenían en los miocitos mayor expresión de varios genes, codificadores de miocinas, que los ratones salvajes (no manipulados). Además, comprobaron que una de las substancias segregadas por dichos genes fue una proteína llamada fibronectina tipo III conteniendo el dominio 5 (FNDC5). También observaron que esta proteína es el precursor de la Irisina. La FNDC5, antes de ser segregada se corta proteolíticamente, dando Irisina. Esta es la que se excreta a sangre, aumentando su concentración.
Hallazgos psoteriores
Se comprobó que el ejercicio inducia a los miocitos para que liberaran Irisina, tanto en ratones como en humanos. Y en un estudio en humanos los niveles plasmáticos de Irisina, después de 10 semanas de ejercicio, fueron dos veces más elevados que los valores basales. Estos datos unian fuertemente la contracción muscular con los niveles de Irisina, sugiriendo de la contracion muscular segregaba irisina a la sangre.
El mecanismo de acción de la Irisina.
Finalmente, descubrieron que, al parecer, la Irisina actúa sobre algunas células del tejido adiposo blanco (tanto en cultivo como “in vivo”) y las transforma en células con características de tejido adiposo marrón. Lo consigue estimulando la expresión de una proteína; la proteína desacoplada 1 (UCP1) característica del tejido marrón
El paso definitivo que une la Irisina a la obesidad
Como prueba final de la influencia de la irisina sobre el tejido adiposo, inyectaron partículas adenovirales manipuladas para expresar proteínas FNDC5, a ratones obesos . Estos ratones tenían niveles plasmáticos de Irisina, tres o cuatro veces más altos, que los de ratones controles. Además, el tejido adiposo blanco de los ratones con niveles más elevados de Irisina también tienen niveles altos de expresión de proteína desacoplada 1 (UCP1) lo que es característico del tejido adiposo marrón. Sabemos que la UCP1 disipa la energía producida por la respiración celular en producción de calor (se le escapan los átomos de hidrogeno de la cadena respiratoria). Este cambio en el tejido adiposo blanco, se acompaño de aumento del gasto energético corporal, pérdida de peso modesta y modesta mejoría de la tolerancia a la glucosa en los ratones.
Hallazgos que soportan la relacion señalada
En la actualidad está demostrado que los humanos adultos poseen tejido adiposo marrón que puede detectarse mediante tomografía por emisión de positrones (PET). Por consiguiente, el hallazgo de que el ejercicio, a través de la producción de Irisina, tiene la capacidad de transformar tejido blanco en tejido marrón, probablemente tendrá una gran importancia clínica en el metabolismo humano. Aunque está por demostrar que la Irisina tenga el mismo efecto sobre el tejido adiposo blanco en humanos que en ratones, aunque su estructura es igual en ambos.
Además, evidencias recientes han demostrado que el metabolismo del tejido marrón corporal incrementa su actividad cuando los adultos son expuestos al frio ¿incrementa el frio la secrecion de Irisina? Finalmente, soportando todo lo anterior, Arias-Loste y colaboradores también demostraron que un nivel elevado de Irisina en el plasma alcanzado mediante ingeniería genética, se sigue de reducción del peso corporal en ratones obesos y mejoría de su homeostasis metabólica.
Conclusión:
El ejercicio muscular aumenta la expresión de PP-PGC1-α en el miocito. Esta molécula se libera y se une a sus receptores nucleares, entrando en el nucleo y actuando sobre el DNA de la celula, promueve la sintesis y expresión aumentada de la proteína FNDC5 en la membrana de la célula muscular. Esta es cortada, antes de librarse, produciendo una miocina denominada Irisina. Esta actúa sobre algunos adipocitos del tejido adiposo blanco y los transforma en adipocitos del tejido marrón. Estos son ricos en proteína desacoplada (UCP1) que, durante el metabolismo intermediario, pierde hidrogenos, disipando las calorias de la dieta en forma de calor, evitando que se acumulen (figura 6) .
Es posible que el descubrimiento de la Irisina pueda beneficiar a muchos sujetos que no puedan realizar ejercicio. algunos la denominan «la píldora del ejercicio». Sin embargo, dado que el ejercicio produce muchas miocinas, parece poco probable que una píldora de Irisina, pueda reemplazar el efecto global del ejercicio sobre la salud.
Por tanto, por el momento, la sugerencia para el sujeto obeso debe ser que tiene que moverse, para elevar sus miocinas y esperar al futuro. En resumen, el ejerció y la obesidad se unen por Irisina.