Atrgina-1: atrogina 1; β-HAD: Beta-hydroxyacid dehydrogenase; FOXO3a: forkhead box O3; MuRF-1: muscle RING-finger protein-1; NADPH: nicotinamida adenina dinucleótido fosfato; PGC-1α: proteína 1α coactivadora del receptor activado por el proliferador de peroxisomas; SERCA2a: sarco/retículo endoplásmico Ca²+-ATPasa; SIRT3: Sirtuina 3. Tomada y modificada de(2).

Papel de las miocinas en la salud y enfermedad

Las miocinas son péptidos de tipo citocinas, considerados metabolitos liberados por la contracción del músculo esquelético con acciones autocrinas, paracrinas o endocrinas(4). El término “miocina” se usa desde 2003, y aunque se conocen alrededor de 650 moléculas, solo al 5% se ha identificado claramente su función. Las “ejercinas” se describen como miocinas o factores derivados del músculo esquelético por el ejercicio aeróbico y de resistencia muscular, que tienen la capacidad de afectar otros órganos (Tabla 2). Las miocinas y ejercinas tienen acciones metabólicas no solo en el propio músculo esquelético, sino en el tejido adiposo, hígado, intestino, páncreas, glándulas adrenales, red vascular, piel, sistema inmune, inflamatorio y cerebro, lo que afecta el control del apetito, la cognición, la neurogénesis y el aprendizaje.

Las citocinas producidas por el músculo esquelético más conocidas son clasificadas como(5, 6):

• Miocinas: IL-6, IL-7, IL-15, METRNL, ácido β-amino isobutírico (BAIBA), factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF), musclina, decorina, PGC1-α, leukemia inhibitory factor (LIF)
• Hepatocinas: FGF21, ANGPTLY, folistatina (FSTL1)
• Osteocinas: osteocalcina, leptina, adiponectina
• Adipocinas: leptina, adiponectina, resistina
• Inmunocitocinas: TNFα, IL-1β, MCP-1, IL-4, IL-6, IL-10, IL-13, IL-33.

Tabla 2. Miocinas liberadas por la contracción del músculo esquelético de acuerdo con el tipo de ejercicio físico(4)

BAIBA: ácido β-aminoisobutírico; BDNF: factor neurotrófico derivado del cerebro; BRINP3: gen de la especie Homo sapiens; CNTF: factor neurotrófico ciliar; CTSB: catepsina B; CX3CL1: fractalquina; CXCL10: citocina pequeña inducible B10; CXCL12: proteína inflamatoria de macrófagos 2-alfa; FGF-2: factor 2 del crecimiento del fibroblasto; FGF-21: factor del crecimiento del fibroblasto; FSTL1: Follistatin-like 1; IGF-1: factor de crecimiento insulínico tipo 1 o Somatomedina C: IL: interleucinas; LIF: factor inhibidor de la leucemia; Metrnl: Meteorin-like; MMP-2: metaloproteinasa de matriz 2.

Los efectos positivos de las citocinas producidas por el músculo esquelético en la salud del ser humano se describen en la Tabla 3.

Tabla 3. Principales efectos fisiológicos de las miocinas, adipocinas, hepatocinas, osteocinas e inmunocinas estimuladas por la contracción del músculo esquelético con el ejercicio

ANGPTL4: angiopoyetina 4; AMPK: proteína quinasa activada por AMP; FNDC5: fibronectina tipo III contenido 5; FSTL1: Follistatin-like 1;
GLUT-4: proteína transportadora de glucosa tipo 4; PGC-1α: proteína 1α coactivadora del receptor activado por el proliferador de peroxisomas; SNC: sistema nervioso central; SNS: sistema nervioso simpático; SPARC: proteína ácida secretada y rica en cisteína; TAB: tejido adiposo blanco; TNFα: factor de necrosis tumoral alfa; UCP-1: Uncoupling protein one.

Adaptada de(4,5).

Aplicación clínica del ejercicio en enfermedades crónicas del adulto

La aplicación clínica de la prescripción del ejercicio aeróbico, de resistencia muscular, combinado y multimodal, supervisado o realizado en casa, se ha descrito en diversas enfermedades y condiciones clínicas(6, 7),
desde el práctico uso del ejercicio aeróbico y de fuerza muscular en pacientes con diabetes tipo 2(8), hasta la aplicación clínica en la esteatosis hepática(9), y en el eje microbiota intestinal-cerebro(10). En la literatura médica, el ejercicio físico se considera como una “medicina”(11) por las evidencias existentes de ensayos clínicos aleatorios en al menos 26 enfermedades en siete categorías(12):

• Musculoesquelético: lumbalgia, lesión de tendón, osteoporosis, osteoartritis y fractura de cadera
• Metabólico: obesidad, diabetes y esteatosis hepática no alcohólica
• Cardiocerebral y vascular: enfermedad arterial coronaria, falla cardíaca crónica y accidente vascular encefálico
• Nervioso: Parkinson, Huntington, Alzheimer, depresión y ansiedad
• Respiratorio: enfermedad pulmonar obstructiva crónica, enfermedad pulmonar intersticial y postrasplante de pulmón
• Urinario: enfermedad renal crónica y postrasplante de riñón
• Cáncer: mama, colon, próstata y pulmón.

Los efectos benéficos del ejercicio físico en la prevención, tratamiento y control de algunas enfermedades se deben a efectos específicos de algunas miocinas en órganos específicos, descritos en la Tabla 4(4, 6, 13). Los principales efectos que llevan a que la actividad física se use en la prevención, tratamiento, control y rehabilitación de las principales enfermedades cardiovasculares se debe a la combinación del conocido efecto antiaterosclerótico, antitrombótico, antiisquémico y antiarrítmico del ejercicio(14-16). Además de estos, también contribuyen los conocidos efectos en el comportamiento, como la disminución del estrés, la ansiedad, la depresión y la hostilidad. Los efectos benéficos del ejercicio aeróbico ocurren no solo en el corazón joven y saludable, sino en las personas mayores y en pacientes con cardiomiopatía congénita y con isquemia miocárdica(17). La Tabla 5 resume los principales efectos benéficos en el sistema cardiovascular y los factores de riesgo asociados con las enfermedades cardiovasculares.

Tabla 4. Efectos de las miocinas en diversos órganos que explican la aplicación clínica del ejercicio en la prevención, tratamiento y control de las enfermedades crónicas(4, 6, 13)

GLP-1: péptido similar al glucagón tipo 1; IFN-γ: interferón γ; IL-1 β: interleucina 1 beta; SPARC: proteína acida secretada y rica en cisteína; TGFβ: factor de crecimiento transformante beta; VEGF-C/D: factor C y D crecimiento endotelial vascular; VEGFR-3: factor crecimiento endotelial vascular - ligando del tercer receptor.

Tabla 5. Efectos cardiovasculares del ejercicio aeróbico que contribuyen en la prevención primaria y secundaria de las principales enfermedades cardiovasculares

HDL-C- colesterol lipoproteínas de alta densidad; IMC: índice de masa corporal; LDL-C: colesterol lipoproteínas de baja densidad.

Tomada y modificada de (16).

El papel benéfico del ejercicio en la prevención, y como adyuvante del tratamiento y control de los sobrevivientes de cáncer, es bien conocido en adultos. Varios estudios han mostrado efectos benéficos similares en la población pediátrica. Algunos de los efectos fisiológicos y mecanismos inmunometabólicos propuestos que afectan la tumorogénesis, el control del crecimiento de tumores e inhibición de la metástasis se describen en la Tabla 6(18-20).

La actividad física y el ejercicio en los sobrevivientes de cáncer se relacionan positivamente con menor fatiga, mejor control del peso y la composición corporal, mejor nivel de fitness cardiorrespiratorio (FCR), salud musculoesquelética y mental, calidad de vida y bienestar, así como disminución del riesgo de mortalidad prematura.

Tabla 6. Efectos fisiológicos y mecanismos inmunometabólicos que afectan la tumorogénesis, el control del crecimiento de tumores e inhibición de la metástasis

AKT - Proteína kinasa B; MAPK: proteína cinasa activada por mitógenos; MDSC: myeloid-derived suppressor cells; mTOR: diana de rapamicina en células de mamífero; NK: Natural Killer; T CD: linfocitos T citotóxicos.

Aplicación clínica del ejercicio en enfermedades crónicas en niños y adolescentes

El comportamiento sedentario en niños y adolescentes se asocia con efectos negativos en el FCR, la salud cardiometabólica, los comportamientos sociales y la duración del sueño(21, 22). Existe una asociación inversa protectora entre el FCR y el síndrome metabólico, la diabetes mellitus tipo 2, la enfermedad del hígado graso no alcohólico y los trastornos de salud mental en la adolescencia. Inclusive existen evidencias de una relación lineal inversa entre el FCR durante la juventud y la mortalidad por todas las causas, y por enfermedades cardiovasculares a lo largo de la vida, así como una asociación positiva con la función cognitiva, la autoestima y la satisfacción con la vida en los jóvenes(21, 22). Los beneficios del ejercicio en esta etapa de la vida son(23):

• Beneficios en preescolares (<6 años)
  • Mejor salud ósea
  • Reducción del riesgo de aumento excesivo de peso corporal en niños de 3 a 6 años
  • No hay evidencias suficientes de efectos benéficos en factores de riesgo cardiometabólico en esta edad
• Beneficios en niños y adolescentes (6-18 años)
  • Mejora el FCR (aumenta en 7 %-8 % el consumo máximo de oxígeno)
  • Mejora el fitness muscular, independiente del peso corporal
  • Menor aumento de peso y adiposidad
  • Asociación positiva con triglicéridos plasmáticos
  • Mejora la sensibilidad a la insulina
  • Aumenta la masa ósea (1 %-6 %) y la estructura y fuerza ósea (3 %-4 %)
  • Mejora la cognición: desempeño en pruebas académicas, función ejecutiva, velocidad de procesamiento y memoria (6-13 años)
  • Disminuye el riesgo de depresión (6-13 años).

A pesar de que la mayoría de los estudios de la aplicación clínica del ejercicio se realizaron en adultos con enfermedades crónicas, de acuerdo con las evidencias existentes(24), el ejercicio físico regular también tiene efectos beneficios en niños y adolescentes con diagnóstico de algunas enfermedades crónicas:

• Enfermedades respiratorias: en la fibrosis quística se reportaron beneficios en el FCR, en la fuerza muscular y en la calidad de vida. En los pacientes con asma, los efectos incluyen mejora de los síntomas, disminución de la necesidad de consultas de urgencia, menor uso de medicamentos, mejor calidad de vida, menos sibilancias y reactividad bronquial, pero sin efectos en la función pulmonar y, por tanto, en la gravedad de la enfermedad.
• Enfermedades cardíacas congénitas: mejora en la capacidad del ejercicio.
• Enfermedades metabólicas: en la obesidad y diabetes tipo 2, el ejercicio es una estrategia fundamental en la prevención y control de estas condiciones, ya que disminuye la adiposidad, mejora el riesgo cardiometabólico y aumenta la masa muscular, el FCR y el metabolismo de la glucosa.
• Enfermedades inflamatorias: en la artritis idiopática juvenil y en la artritis reumatoide se han reportado mejoras en la capacidad funcional, FCR y calidad de vida; sin embargo, lo más importante a destacar es que en la mayoría de las evidencias clínicas existentes no se relatan efectos adversos, por tanto, parece ser una intervención segura en esta población clínica.
• Cáncer: las intervenciones de ejercicio físico realizadas en estos pacientes durante el tratamiento y en los sobrevivientes muestran mejora del FCR y de la fuerza muscular. Otro efecto importante de los ejercicios de fortalecimiento muscular durante el tratamiento con quimioterapia en niños con tumores sólidos es el aumento de la fuerza muscular, lo que puede contribuir a disminuir el impacto de la caquexia y de la fatiga en la salud y bienestar de estos pacientes, además que han demostrado ser seguros, cardioprotectores y reducen el tiempo de hospitalización.

Efectos que tiene el ejercicio en el cerebro

Una de las áreas más fascinantes, y que más ha crecido en investigación en los últimos años, es el efecto de la actividad, el ejercicio y la aptitud física en la salud mental, cognición y desempeño académico de niños y adolescentes(21, 25, 26). La actividad física y la función cognitiva en escolares de 4 a 18 años incluyen mejoras en las habilidades de percepción, el coeficiente de inteligencia, los logros cognitivos, las pruebas verbales y matemáticas, la memoria, el nivel de desarrollo académico, el comportamiento en las clases y la concentración en clases de carácter teórico.

Las sesiones agudas de actividad física, de intensidad moderada a vigorosa, han demostrado ejercer efectos benéficos en la cognición, que incluyen la atención y las funciones ejecutivas del cerebro. Dichos beneficios se pueden explicar, en parte, por el papel de las neurotrofinas, factores de crecimiento, catecolaminas y lactato, que influyen en la salud cerebral y la función cognitiva después de la práctica de actividad física.

Una sesión de actividad física aeróbica moderada aumenta la asignación de recursos de atención y mejora el procesamiento cognitivo y la velocidad de clasificación de estímulos, lo cual puede ser un componente muy valioso en el proceso de educación de los escolares. A pesar de la falta de consenso entre los estudios y de los problemas metodológicos asociados, un mejor nivel de FCR puede ser importante para mejorar la salud cerebral y el rendimiento académico de niños y adolescentes. La actividad física, el ejercicio, la aptitud física y la participación deportiva pueden mejorar las funciones cognitivas (funciones ejecutivas, atención, memoria, y coeficiente intelectual) que afectan la metacognición (estrategias, conocimiento procedimental y declarativo), lo que impacta el logro o desempeño académico, medido por notas de clase, pruebas estandarizadas o comportamiento en clases(25, 26).

Los efectos del ejercicio en la salud cerebral de adultos se han analizado desde su papel en la perfusión cerebral, la neuroplasticidad sináptica, el volumen cerebral, la conectividad y los procesos de neurogénesis y sinaptogénesis, que varían según la intensidad, tipo y duración del ejercicio, así como por el efecto agudo o crónico(27). La mayoría de los estudios demuestra el efecto benéfico del ejercicio en mantener los niveles de hormonas metabólicas, sexuales y de estrés del hipocampo y, consecuentemente, en la plasticidad hipocampal, la cognición y la regulación del humor en la adolescencia, la edad adulta y la senescencia(28). Los principales efectos del ejercicio descritos en la literatura en estos aspectos se muestran en la Tabla 7.

La aplicación clínica de los efectos cerebrales del ejercicio se reflejan en la salud mental, cognitiva y neuropsiquiátrica(29), con efectos positivos en condiciones como la depresión pre y posnatal, la anorexia y la bulimia nerviosa, el Binge eating disorder, el estrés postraumático, el abuso de alcohol, las drogas y sustancias ilícitas, la cognición global en esquizofrenia, la depresión en niños y adultos, los síntomas de ansiedad y esquizofrenia, y los trastornos bipolar y de déficit de atención.

El impacto del ejercicio y la condición física en niños y jóvenes con, o en riesgo de, problemas sociales y conductuales incluyen:

• Disminución de la delincuencia y reincidencia
• Reducción del uso de alcohol y aumento de la abstinencia
• Mejora en la responsabilidad
• Reducción de disturbios del comportamiento
• Aumento de la frecuencia a las clases
• Incremento del desempeño académico y vocacional
• Mejora en la relación con los padres y la familia
• Aumento de la autoestima y el autoconcepto
• Incremento en la sensación de bienestar
• Mayor estabilidad emocional
• Mayor nivel de habilidades para la vida
• Disminución de la depresión
• Reducción de la ansiedad
• Disminución de la percepción del estrés.

Tabla 7. Principales efectos fisiológicos del ejercicio en la salud cerebral de los adultos(27, 28)

Recomendación al profesional de salud

El profesional de salud del siglo XXI debe incluir en su quehacer profesional la recomendación de actividad física como forma de promoción de la salud. Las recomendaciones internacionales de actividad física para la salud de niños, adolescentes, y adultos(22) se han adoptado por la Organización Mundial de la Salud (OMS)(30).
La recomendación para niños y adolescentes de 5-17 años es limitar el tiempo de comportamientos sedentarios, en especial, el tiempo de pantalla, y realizar al menos 60 minutos diarios de actividad física de intensidad moderada a vigorosa, y actividades de fortalecimiento muscular y óseo 3 días a la semana.

A los mayores de 18 años debe recomendarse sentarse menos y moverse más durante el día, y realizar actividad física aeróbica de 150 a 300 minutos por semana, de intensidad moderada o 75-150 de intensidad vigorosa. Para tener mayores beneficios para la salud se pueden hacer más de 300 minutos a la semana de AF moderada, o 150 minutos de vigorosa, o combinación de estas. La recomendación también incluye actividades de fortalecimiento muscular, de intensidad moderada a vigorosa, de grandes grupos musculares, al menos 2 días no consecutivos por semana, y para mejorar la capacidad funcional y evitar caídas, incluir AF multicomponente 3 o más días a la semana.

Conclusión

Los efectos de la liberación de miocinas por la contracción del músculo esquelético por el ejercicio físico son incuestionables, así como su aplicación clínica para la manutención de la salud o para la prevención, tratamiento, control y rehabilitación de las principales enfermedades responsables por la morbimortalidad, que contribuyen en la salud física y mental en cualquier etapa del curso de vida. Todos los profesionales de la salud deberían conocer que el poder del ejercicio físico se explica por los efectos fisiológicos de la contracción muscular esquelética que hacen del músculo el más potente de los órganos endocrinos del ser humano.

Puntos clave

• La inactividad física es un problema mundial de salud pública.
• La actividad física regular disminuye la mortalidad prematura por todas las causas.
• La contracción del músculo esquelético con el ejercicio físico libera sustancias que se comunican con varios sistemas del organismo, lo que proporciona efectos en la prevención, tratamiento y control de diversas enfermedades crónicas en niños, adolescentes y adultos.
• Los beneficios del ejercicio físico ocurren en cualquier edad en la salud mental, el estado cognitivo, el humor y el comportamiento.

Todo profesional de la salud debe incluir la recomendación de actividad y ejercicio físico regular en la infancia, adolescencia y edad adulta, como forma de promoción de salud en personas sanas y con enfermedades crónicas.

Financiación

El presente estudio no tuvo financiación.

Conflicto de intereses

El autor declara no tener conflicto de intereses.

Declaración de autoría

El autor revisó el manuscrito, acuerda ser plenamente responsable de garantizar la integridad y precisión del trabajo, y leyó y aprobó el manuscrito final.

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