Diferencia entre revisiones de «Miocina»
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Las '''miocinas''' o '''mioquinas''' son un tipo entre las cientos de [[citocina|citoquina]]s producidas en el organismo. Son pequeñas [[proteína]]s (~5–20 kDa) y [[péptido]]s [[Proteoglicano|proteoglucano]]s producidas y liberadas por las células musculares ([[miocitos]]) como respuesta a la contracción muscular.<ref>Bente Klarlund Pedersen , Thorbjörn C. A. Åkerström , Anders R. Nielsen , Christian P. Fischer. "Role of myokines in exercise and metabolism." Journal of Applied Physiology | Published 1 September 2007 Vol. 103no. 1093-1098DOI: 10.1152/japplphysiol.00080.2007</ref> |
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Una '''miocina''' o '''mioquinas''' es una de varios cientos de [[Citoquina|citocinas]] u otras [[Proteína|proteínas]] pequeñas (~5–20 kDa) y [[Péptido|péptidos]] [[Proteoglicano|proteoglicanos]] que son producidos y liberados por las células musculares ([[Fibra muscular|miocitos]]) en respuesta a las [[Contracción muscular|contracciones musculares]].<ref name="pmid17347387">{{Cita publicación|título=Role of myokines in exercise and metabolism|fecha=September 2007|publicación=Journal of Applied Physiology|volumen=103|número=3|páginas=1093–8|doi=10.1152/japplphysiol.00080.2007|pmid=17347387}}</ref> Tienen efectos [[Liberación autocrina|autocrinos]], [[Señalización paracrina|paracrinos]] y/o [[Sistema endocrino|endocrinos]]<ref name="DelezieHandschin2018">{{Cita publicación|título=Endocrine Crosstalk Between Skeletal Muscle and the Brain|apellidos=Delezie|nombre=Julien|apellidos2=Handschin|nombre2=Christoph|publicación=Frontiers in Neurology|volumen=9|páginas=698|issn=1664-2295|doi=10.3389/fneur.2018.00698|pmc=6117390|pmid=30197620|año=2018}}</ref>; sus efectos sistémicos ocurren a concentraciones [[Molaridad|picomolares]].<ref name="pmid22473333">{{Cita publicación|título=Muscles, exercise and obesity: skeletal muscle as a secretory organ|fecha=April 2012|publicación=Nature Reviews. Endocrinology|volumen=8|número=8|páginas=457–65|doi=10.1038/nrendo.2012.49|pmid=22473333}}</ref><ref name="pmid23897689">{{Cita libro|título=Muscle as a secretory organ|volumen=3|páginas=1337–62|fecha=July 2013|doi=10.1002/cphy.c120033|isbn=978-0-470-65071-4}}</ref> |
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Son fruto de una liberación [[autocrina]], [[paracrina]] o bien [[endocrina]]; Dan lugar a efectos sistémicos a muy bajas concentraciones (niveles picomolares pM 10-12).<ref>Pedersen BK; Febbraio MA. "Muscles, exercise and obesity: skeletal muscle as a secretory organ." Nat Rev Endocrinol 2012; 8(8): 457-465.</ref><ref>Pedersen BK. "Muscle as a secretory organ." American Physiological Society. Compr Physiol 3:1337-1362, 2013. http://www.inflammation-metabolism.dk/index.php?pageid=21&pmid=23897689</ref> |
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Los receptores de miocinas se encuentran en las células musculares, grasas, hepáticas, pancreáticas, óseas, cardíacas, inmunes y cerebrales.<ref name="DelezieHandschin2018">{{Cita publicación|issn=1664-2295|doi=10.3389/fneur.2018.00698|pmid=30197620|pmc=6117390|apellidos=Delezie|nombre=Julien|apellidos2=Handschin|nombre2=Christoph|título=Endocrine Crosstalk Between Skeletal Muscle and the Brain|publicación=Frontiers in Neurology|volumen=9|páginas=698|año=2018}}</ref> La ubicación de estos receptores refleja el hecho de que las miocinas tienen múltiples funciones. Ante todo, están involucrados en los cambios metabólicos asociados con el ejercicio, así como en los cambios metabólicos después de la adaptación al entrenamiento.<ref name="pmid17347387">{{Cita publicación|título=Role of myokines in exercise and metabolism|fecha=September 2007|publicación=Journal of Applied Physiology|volumen=103|número=3|páginas=1093–8|doi=10.1152/japplphysiol.00080.2007|pmid=17347387}}</ref> También participan en la regeneración y reparación de tejidos, mantenimiento del funcionamiento corporal saludable, [[Homeostasis|inmunomodulación]]; y señalización celular, expresión y diferenciación. |
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La investigación en miocinas es un reciente y amplio campo de trabajo a la hora de demostrar los indudables efectos beneficiosos del ejercicio en la salud.<ref>Byunghun Soa, Hee-Jae Kima,Jinsoo Kima,Wook Songa, "Exercise-induced myokines in health and metabolic diseases." Integrative Medicine Research. Volume 3, Issue 4, December 2014, Pages 172–179. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213422014000705</ref> |
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Los receptores de mioquinas se encuentran en las células musculares, grasas, hepáticas, pancreáticas, óseas, cardíacas, inmunes y cerebrales. La ubicación de estos receptores refleja el hecho de que las mioquinas tienen múltiples funciones. Principalmente, están involucrados en los cambios metabólicos asociados con el ejercicio, así como en los cambios metabólicos después de la adaptación al entrenamiento. También participan en la regeneración y reparación de tejidos, mantenimiento del funcionamiento corporal saludable, inmunomodulación; y señalización celular, expresión y diferenciación. |
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== Historia == |
== Historia == |
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La definición y el uso del término |
La definición y el uso del término miocina se produjeron por primera vez en 2003.<ref name="pmid14609022">{{Cita publicación|título=Searching for the exercise factor: is IL-6 a candidate?|publicación=Journal of Muscle Research and Cell Motility|volumen=24|número=2–3|páginas=113–9|doi=10.1023/A:1026070911202|pmid=14609022|año=2003}}</ref> En 2008, se identificó la primera miocina, la [[miostatina]].<ref name="pmid23897689">{{Cita libro|título=Muscle as a secretory organ|volumen=3|páginas=1337–62|fecha=July 2013|doi=10.1002/cphy.c120033|isbn=978-0-470-65071-4}}</ref><ref>{{Cita publicación|título=Myostatin, activin receptor IIb, and follistatin-like-3 gene expression are altered in adipose tissue and skeletal muscle of obese mice|fecha=May 2008|publicación=American Journal of Physiology. Endocrinology and Metabolism|volumen=294|número=5|páginas=E918–27|doi=10.1152/ajpendo.00798.2007|pmid=18334608}}</ref> La citocina del receptor gp130 IL-6 ([[Interleucina-6|Interleucina 6]]) fue la primera miocina secretada en el torrente sanguíneo en respuesta a las contracciones musculares.<ref name="Pedersen BK 1406">{{Cita publicación|título=Muscle as an endocrine organ: focus on muscle-derived interleukin-6|fecha=October 2008|publicación=Physiological Reviews|volumen=88|número=4|páginas=1379–406|doi=10.1152/physrev.90100.2007|pmid=18923185}}</ref> |
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== Las funciones == |
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===En contracciones musculares esqueléticas repetitivas=== |
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Existe una comprensión emergente del músculo esquelético como órgano secretor, y de las mioquinas como mediadores de la aptitud física a través de la práctica de ejercicio físico regular (ejercicio aeróbico y entrenamiento de fuerza), así como una nueva conciencia de los antiinflamatorios y, por lo tanto, la prevención de enfermedades. aspectos del ejercicio. Los diferentes tipos de fibras musculares (fibras musculares de contracción lenta, fibras musculares oxidativas, fibras musculares de contracción intermedia y fibras musculares de contracción rápida) liberan diferentes grupos de mioquinas durante la contracción. Esto implica que la variación de los tipos de ejercicio, particularmente el entrenamiento aeróbico / entrenamiento de resistencia y la contracción muscular contra la resistencia (entrenamiento de fuerza) pueden ofrecer diferentes beneficios inducidos por la mioquina. "Algunas mioquinas ejercen sus efectos dentro del músculo mismo. Por lo tanto, la miostatina, [[Factor inhibidor de leucemia]](LIF por su sigla en inglés), [[IL-6]] e [[IL-7]] están involucradas en la hipertrofia muscular y la miogénesis, mientras que BDNF e IL-6 están involucradas en la oxidación de grasas mediada por AMPK. IL-6 También parece tener efectos sistémicos en el hígado, el tejido adiposo y el sistema inmune, y media la diafonía entre las células L intestinales y los islotes pancreáticos. Otras miocinas incluyen los factores osteogénicos [[IGF-1]] y [[Factor de crecimiento de fibroblastos|FGF-2]]; FSTL-1, que mejora el endotelio función del sistema vascular, y la miocina irisina dependiente de [[PGC-1 alfa]], que impulsa el desarrollo similar a la grasa marrón. Los estudios en los últimos años sugieren la existencia de factores aún no identificados, secretados por las células musculares, que pueden influir en el crecimiento de las células cancerosas y función del páncreas: muchas proteínas producidas por el músculo esquelético dependen de la contracción; por lo tanto, la inactividad física probablemente conduce a una respuesta alterada de la miocina, que podría proporcionar un mecanismo potencial para la asociación entre sed comportan comportamientos y muchas enfermedades crónicas. |
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=== En contracciones musculares esqueléticas repetitivas === |
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===En las funciones cerebrales relacionadas con la neuroplasticidad, la memoria, el sueño y el estado de ánimo=== |
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Existe una comprensión emergente del músculo esquelético como órgano secretor, y de las miocinas como mediadores de la [[Fitness|aptitud física]] a través de la práctica de [[ejercicio físico]] regular ([[ejercicio aeróbico]] y [[entrenamiento de fuerza]]), así como una nueva conciencia de la prevención de la [[Antiinflamatorio|inflamación]] y, por lo tanto, de la [[prevención de enfermedades]] mediante el ejercicio. Los diferentes tipos de fibras musculares ([[ Fibras musculares de contracción lenta |fibras musculares de contracción lenta]], [[ Fibras musculares oxidativas |fibras musculares oxidativas]], [[ Fibras musculares de contracción intermedia |fibras musculares de contracción intermedia]] y [[ Contracción rápida de las fibras musculares |fibras musculares de contracción rápida]]) liberan diferentes grupos de mioquinas durante la contracción. Esto implica que la variación de los tipos de ejercicio, particularmente el [[Ejercicio aeróbico|entrenamiento aeróbico]]/[[ Entrenamiento de resistencia |entrenamiento de resistencia]] y la contracción muscular contra la resistencia ([[entrenamiento de fuerza]]) pueden ofrecer diferentes beneficios inducidos por la miocina.<ref name="pmid24996176">{{Cita publicación|título=The myokine decorin is regulated by contraction and involved in muscle hypertrophy|fecha=July 2014|publicación=Biochemical and Biophysical Research Communications|volumen=450|número=2|páginas=1089–94|doi=10.1016/j.bbrc.2014.06.123|pmid=24996176}}</ref> |
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El ejercicio físico desencadena rápidamente cambios sustanciales a nivel organismo, incluida la secreción de mioquinas y metabolitos por las células musculares. Por ejemplo, el ejercicio aeróbico en humanos conduce a alteraciones estructurales significativas en el cerebro, mientras que el rodar en ruedas en roedores promueve la neurogénesis y mejora la transmisión sináptica, en particular en el hipocampo. Además, el ejercicio físico desencadena modificaciones de histonas y síntesis de proteínas que finalmente influyen positivamente en el estado de ánimo y las capacidades cognitivas. En particular, el ejercicio regular se asocia de alguna manera con una mejor calidad del sueño, que podría estar mediada por el secretoma muscular. |
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===En la regulación de la arquitectura del corazón=== |
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El músculo cardíaco está sujeto a dos tipos de estrés: estrés fisiológico, es decir, ejercicio; y estrés patológico, es decir, relacionado con la enfermedad. Del mismo modo, el corazón tiene dos posibles respuestas a cualquiera de los dos tipos de estrés: hipertrofia cardíaca, que es un crecimiento normal, fisiológico y adaptativo; o remodelación cardíaca, que es un crecimiento anormal, patológico y desadaptativo. Al ser sometido a cualquiera de los dos tipos de estrés, el corazón "elige" activar una de las respuestas y desactivar la otra. Si ha elegido el camino anormal, es decir, la remodelación, el ejercicio puede revertir esta elección apagando la remodelación y activando la hipertrofia. El mecanismo para revertir esta elección es el [[micro ARN]] miR-222 en las células musculares cardíacas, que regula el ejercicio a través de mioquinas desconocidas. miR-222 reprime genes implicados en la fibrosis y el control del ciclo celular. |
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===Inmunomodulación,regulador y inmunosupresor=== |
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La inmunomodulación y la inmunorregulación fueron un enfoque particular de la investigación temprana de la mioquina, ya que, según el Dr. Bente Klarlund Pedersen y sus colegas, "las interacciones entre el ejercicio y el sistema inmunitario brindaron una oportunidad única para evaluar el papel de los mecanismos endocrinos y de citocinas subyacentes". |
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En la enfermedad Autoinmune se ha visto que la actividad física conduce a una elevación significativa en los [[Linfocito T regulador]] , disminuye la secreción de inmunoglobulina y produce un cambio en el equilibrio Th1 / Th2 a una producción disminuida de células Th1. Además, se ha demostrado que la actividad física promueve la liberación de IL-6 del músculo. La IL-6 liberada de los músculos funciona como una mioquina y se ha demostrado que induce una respuesta antiinflamatoria a través de la secreción de [[IL-10]] y la inhibición de IL-1β. |
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"Algunas miocinas ejercen sus efectos dentro del músculo mismo. Por lo tanto, [[miostatina]], [[ Factor inhibidor de leucemia |LIF]], IL-6 e [[Interleucina 7|IL-7]] están involucradas en la [[hipertrofia]] muscular y [[ Miogénesis |miogénesis]], mientras que [[Factor neurotrófico derivado del cerebro|BDNF]] e IL-6 están involucradas en la oxidación de grasas mediada por AMPK. La IL-6 también parece tener efectos sistémicos en el hígado, el tejido adiposo y el sistema inmunitario, y media la diafonía entre las [[ Célula enteroendocrina |células L intestinales]] y los islotes pancreáticos. Otras mioquinas incluyen los factores [[Osificación|osteogénicos]] [[Factor de crecimiento insulínico tipo 1|IGF-1]] y [[Factor de crecimiento|FGF-2]]; [[FSTL1|FSTL-1]], que mejora la función endotelial del sistema vascular; y la miocina irisina dependiente de [[ PPARGC1A |PGC-1]] alfa, que impulsa el desarrollo similar a la [[Grasa parda|grasa marrón]]. Los estudios realizados en los últimos años sugieren la existencia de factores aún no identificados, secretados por las células musculares, que pueden influir en el crecimiento de las células cancerosas y la función del páncreas. Muchas proteínas producidas por el músculo esquelético dependen de la contracción; por lo tanto, la inactividad física probablemente conduce a una respuesta alterada de la mioquina, que podría proporcionar un mecanismo potencial para la asociación entre el comportamiento sedentario y muchas enfermedades crónicas".<ref name="pmid22473333">{{Cita publicación|título=Muscles, exercise and obesity: skeletal muscle as a secretory organ|fecha=April 2012|publicación=Nature Reviews. Endocrinology|volumen=8|número=8|páginas=457–65|doi=10.1038/nrendo.2012.49|pmid=22473333}}</ref> |
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Se ha demostrado que la actividad física es segura en la mayoría de las enfermedades autoinmunes, como el lupus eritematoso sistémico (LES), la artritis reumatoide (AR), la esclerosis múltiple (EM), las enfermedades inflamatorias del intestino (EII) y otras. |
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En los [[Macrófagos]] cambia de M1 a M2 y libera [[IL-10]] y IL-1 beta. |
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==Miocina Especifico== |
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===Miostatina=== |
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Tanto el ejercicio aeróbico como el entrenamiento de fuerza (ejercicio de resistencia) atenúan la expresión de miostatina, y la inactivación de miostatina potencia los efectos beneficiosos del ejercicio de resistencia en el metabolismo. |
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===Interleucinas=== |
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El ejercicio aeróbico provoca una respuesta sistémica a las citocinas, que incluye, por ejemplo, IL-6, antagonista del receptor de IL-1 (IL-1ra) e IL-10 (Interleucina 10). IL-6 se descubrió por casualidad como una mioquina debido a la observación de que aumentó de manera exponencial proporcional a la duración del ejercicio y la cantidad de masa muscular involucrada en el ejercicio. Este aumento es seguido por la aparición de IL-1ra y la citocina antiinflamatoria IL-10. En general, la respuesta de las citocinas al ejercicio y la sepsis difiere con respecto al [[TNF-α]]. Por lo tanto, la respuesta de las citocinas al ejercicio no está precedida por un aumento de plasma-TNF-α. Después del ejercicio, la concentración basal de IL-6 en plasma puede aumentar hasta 100 veces, pero los aumentos menos dramáticos son más frecuentes. El aumento inducido por el ejercicio de la IL-6 plasmática se produce de manera exponencial y el nivel máximo de IL-6 se alcanza al final del ejercicio o poco después. Es la combinación de modo, intensidad y duración del ejercicio lo que determina la magnitud del aumento inducido por el ejercicio de IL-6 en plasma. |
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La IL-6 se había clasificado previamente como una citocina proinflamatoria. Por lo tanto, primero se pensó que la respuesta de IL-6 inducida por el ejercicio estaba relacionada con el daño muscular. Sin embargo, se ha hecho evidente que el ejercicio excéntrico no está asociado con un aumento mayor en la IL-6 en plasma que el ejercicio que involucra contracciones musculares concéntricas "no dañinas". Este hallazgo demuestra claramente que el daño muscular no es necesario para provocar un aumento en la IL-6 plasmática durante el ejercicio. De hecho, el ejercicio excéntrico puede ocasionar un pico retrasado y una disminución mucho más lenta de la IL-6 plasmática durante la recuperación. |
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IL-6, entre un número creciente de otras mioquinas recientemente identificadas, sigue siendo un tema importante de la investigación de mioquinas. Aparece en el tejido muscular y en la circulación durante el ejercicio a niveles hasta cien veces las tasas basales, como se señaló, y se considera que tiene un impacto beneficioso sobre la salud y el funcionamiento corporal en la mayoría de las circunstancias. P. Muñoz-Canoves y col. escribe: "Parece sistemáticamente en la literatura que la IL-6, producida localmente por diferentes tipos de células, tiene un impacto positivo en la capacidad proliferativa de las células madre musculares. Este mecanismo fisiológico funciona para proporcionar suficientes progenitores musculares en situaciones que requieren un alto número de estas células, como durante los procesos de regeneración muscular y crecimiento hipertrófico después de un estímulo agudo. IL-6 es también el miembro fundador de la familia de mioquinas de citocinas producidas por los músculos. De hecho, la IL-6 producida por los músculos después de contracciones repetidas también tiene importantes beneficios autocrinos y paracrinos, actuando como una miocina, en la regulación del metabolismo energético, controlando, por ejemplo, las funciones metabólicas y estimulando la producción de glucosa. Es importante tener en cuenta que estos efectos positivos de IL-6 y otras mioquinas están normalmente asociados con su producción transitoria y acción a corto plazo". |
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=== En las funciones cerebrales relacionadas con la neuroplasticidad, la memoria, el sueño y el estado de ánimo === |
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===Interleucina 15=== |
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El ejercicio físico desencadena rápidamente cambios sustanciales a nivel organismal, incluida la secreción de mioquinas y metabolitos por las células musculares.<ref name="DelezieHandschin2018">{{Cita publicación|issn=1664-2295|doi=10.3389/fneur.2018.00698|pmid=30197620|pmc=6117390|apellidos=Delezie|nombre=Julien|apellidos2=Handschin|nombre2=Christoph|título=Endocrine Crosstalk Between Skeletal Muscle and the Brain|publicación=Frontiers in Neurology|volumen=9|páginas=698|año=2018}}</ref> Por ejemplo, el ejercicio aeróbico en humanos conduce a alteraciones estructurales significativas en el cerebro, mientras que el rodar ruedas en roedores promueve la neurogénesis y mejora la transmisión sináptica, en particular en el hipocampo. Además, el ejercicio físico desencadena modificaciones de histonas y síntesis de proteínas que finalmente influyen positivamente en el estado de ánimo y las capacidades cognitivas.<ref name="Gomez-PinillaZhuang2011">{{Cita publicación|título=Exercise impacts brain-derived neurotrophic factor plasticity by engaging mechanisms of epigenetic regulation|apellidos=Gomez-Pinilla|nombre=F.|apellidos2=Zhuang|nombre2=Y.|publicación=European Journal of Neuroscience|volumen=33|número=3|páginas=383–390|issn=0953816X|doi=10.1111/j.1460-9568.2010.07508.x|pmc=3256007|pmid=21198979|apellidos3=Feng|nombre3=J.|apellidos4=Ying|nombre4=Z.|apellidos5=Fan|nombre5=G.|año=2011}}</ref> En particular, el ejercicio regular se asocia de alguna manera con una mejor calidad del sueño<ref name="Kline2014">{{Cita publicación|título=The Bidirectional Relationship Between Exercise and Sleep|apellidos=Kline|nombre=Christopher E.|publicación=American Journal of Lifestyle Medicine|volumen=8|número=6|páginas=375–379|issn=1559-8276|doi=10.1177/1559827614544437|pmc=4341978|pmid=25729341|año=2014}}</ref>, que podría estar mediada por el secretoma muscular.<ref name="EhlenBrager2017">{{Cita publicación|título=Bmal1 function in skeletal muscle regulates sleep|apellidos=Ehlen|nombre=J Christopher|apellidos2=Brager|nombre2=Allison J|publicación=eLife|volumen=6|issn=2050-084X|doi=10.7554/eLife.26557|pmc=5574702|pmid=28726633|apellidos3=Baggs|nombre3=Julie|apellidos4=Pinckney|nombre4=Lennisha|apellidos5=Gray|nombre5=Cloe L|apellidos6=DeBruyne|nombre6=Jason P|apellidos7=Esser|nombre7=Karyn A|apellidos8=Takahashi|nombre8=Joseph S|apellidos9=Paul|nombre9=Ketema N|año=2017}}</ref> |
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La [[Interleucina 15]] estimula la oxidación de grasas, la absorción de glucosa, la biogénesis mitocondrial y la miogénesis en el músculo esquelético y el tejido adiposo. En humanos, las concentraciones basales de IL-15 y su receptor alfa (IL-15Rα) en la sangre se han asociado inversamente con la inactividad física y la masa grasa, particularmente la masa grasa del tronco. Además, en respuesta a una sola sesión de ejercicio de resistencia, el complejo IL-15 / IL-15Rα se ha relacionado con la síntesis de proteínas miofibrilares (hipertrofia). |
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===Factor neurotrófico derivado del cerebro=== |
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=== En la regulación de la arquitectura del corazón === |
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[[Factor neurotrófico derivado del cerebro]] (BDNF) también es una mioquina, aunque el BDNF producido por la contracción muscular no se libera a la circulación. Más bien, el BDNF producido en el músculo esquelético parece mejorar la oxidación de la grasa. La activación del músculo esquelético a través del ejercicio también contribuye a un aumento en la secreción de BDNF en el cerebro. Se ha observado un efecto beneficioso de BDNF en la función neuronal en múltiples estudios. El Dr. Pedersen escribe: "Las neurotrofinas son una familia de factores de crecimiento estructuralmente relacionados, incluido el factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF), que ejercen muchos de sus efectos sobre las neuronas principalmente a través de las tirosina quinasas receptoras Trk. De estas, BDNF y su receptor TrkB son sin embargo, estudios recientes muestran que BDNF también se expresa en tejidos no neurogénicos, incluido el músculo esquelético. Se ha demostrado que BDNF regula el desarrollo neuronal y modula la plasticidad sináptica. BDNF juega un papel clave en la regulación la supervivencia, el crecimiento y el mantenimiento de las neuronas, y el BDNF influye en el aprendizaje y la memoria, sin embargo, el BDNF también se ha identificado como un componente clave de la vía hipotalámica que controla la masa corporal y la homeostasis energética. Más recientemente, hemos demostrado que BDNF parece ser un jugador importante no solo en las vías metabólicas centrales sino también como un regulador del metabolismo en el músculo esquelético. Las muestras de hipocampo de donantes de la enfermedad de Alzheimer muestran una disminución de la expresión de BDNF y las personas con enfermedad de Alzheimer tienen niveles bajos de plasma niveles de BDNF. Además, los pacientes con depresión mayor tienen niveles más bajos de BDNF en suero que los sujetos de control normales. Otros estudios sugieren que el BDNF en plasma es un biomarcador de la memoria deteriorada y la función cognitiva general en mujeres de edad avanzada y recientemente se demostró un nivel bajo de BDNF circulante. ser un biomarcador independiente y robusto del riesgo de mortalidad en mujeres de edad avanzada. También se encuentran niveles bajos de BDNF circulante en individuos obesos y con diabetes tipo 2. Además, hemos demostrado que hay un gasto cerebral de BDNF y que esto se inhibe durante condiciones de pinzamiento hiperglucémico en humanos. Este último hallazgo puede explicar el hallazgo concomitante de niveles circulantes bajos de BDNF en individuos con diabetes tipo 2 y la asociación entre BDNF bajo en plasma y la gravedad de la resistencia a la insulina. |
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El músculo cardíaco está sujeto a dos tipos de estrés: estrés fisiológico, es decir, ejercicio; y estrés patológico, es decir, relacionado con la enfermedad. Del mismo modo, el corazón tiene dos posibles respuestas a cualquiera de los dos tipos de estrés: [[Hipertrofia ventricular|hipertrofia cardíaca]], que es un crecimiento normal, fisiológico y adaptativo; o [[ Remodelación cardíaca |remodelación cardíaca]], que es un crecimiento anormal, patológico y desadaptativo. Al ser sometido a cualquiera de los dos tipos de estrés, el corazón "elige" activar una de las respuestas y desactivar la otra. Si ha elegido el camino anormal, es decir, la remodelación, el ejercicio puede revertir esta elección al desactivar la remodelación y activar la hipertrofia. El mecanismo para revertir esta elección es el [[Micro ARN|microARN]] [[MIR222|miR-222]] en las células musculares cardíacas, que regula el ejercicio a través de mioquinas desconocidas. miR-222 reprime genes implicados en la fibrosis y el control del ciclo celular.<ref>{{Cita publicación|título=Braking bad hypertrophy|fecha=May 2015|publicación=The New England Journal of Medicine|volumen=372|número=22|páginas=2160–2|doi=10.1056/NEJMcibr1504187|pmid=26017827}}</ref> |
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"El BDNF parece desempeñar un papel tanto en la neurobiología como en el metabolismo. Los estudios han demostrado que el ejercicio físico puede aumentar los niveles circulantes de BDNF en humanos. Para identificar si el cerebro es una fuente de BDNF durante el ejercicio, ocho voluntarios remaron durante 4 h mientras muestras de sangre simultáneas se obtuvieron de la arteria radial y la vena yugular interna. Para identificar aún más las regiones cerebrales putativas responsables de la liberación de BDNF, se diseccionaron los cerebros de los ratones y se analizaron para determinar la expresión de ARNm de BDNF después del ejercicio en cinta rodante. En humanos, una liberación de BDNF desde el cerebro se observó en reposo y aumentó de 2 a 3 veces durante el ejercicio. Tanto en reposo como durante el ejercicio, el cerebro contribuyó con el 70–80% del BDNF circulante, mientras que esta contribución disminuyó después de 1 h de recuperación. Aumento de 3 a 5 veces en la expresión de ARNm de BDNF en el hipocampo y la corteza, alcanzando un máximo 2 h después de la finalización del ejercicio. Estos resultados sugieren que el cerebro es un factor importante pero n ot el único contribuyente a la circulación de BDNF. Además, la importancia de la corteza y el hipocampo como fuentes de plasma BDNF se vuelve aún más prominente en la respuesta al ejercicio ". |
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Con respecto a los estudios de ejercicio y función cerebral, un informe de 2010 es de particular interés. Erickson y col. han demostrado que el volumen del hipocampo anterior aumentó en un 2% en respuesta al entrenamiento aeróbico en un ensayo controlado aleatorio con 120 adultos mayores. Los autores también resumen varios hallazgos de investigación previamente establecidos relacionados con el ejercicio y la función cerebral: El entrenamiento aeróbico aumenta el volumen de materia gris y blanca en la corteza prefrontal de los adultos mayores y aumenta el funcionamiento de los nodos clave en la red de control ejecutivo. Se han asociado mayores cantidades de actividad física con la preservación de las regiones cerebrales prefrontales y temporales durante un período de 9 años, lo que reduce el riesgo de deterioro cognitivo. Los volúmenes del hipocampo y del lóbulo temporal medial son mayores en los adultos mayores de mayor ajuste (se ha demostrado que los volúmenes más grandes del hipocampo median mejoras en la memoria espacial). El entrenamiento físico aumenta el volumen sanguíneo cerebral y la perfusión del hipocampo. |
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=== En inmunomodulación === |
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Con respecto al estudio de 2010, los autores concluyen: "También demostramos que el aumento del volumen del hipocampo se asocia con mayores niveles séricos de BDNF, un mediador de la neurogénesis en la circunvolución dentada. El volumen del hipocampo disminuyó en el grupo de control, pero una mayor aptitud previa a la intervención atenuó parcialmente la disminución, lo que sugiere que la aptitud física protege contra la pérdida de volumen. Los volúmenes del núcleo caudado y el tálamo no se vieron afectados por la intervención. Estos hallazgos teóricamente importantes indican que el entrenamiento con ejercicios aeróbicos es efectivo para revertir la pérdida de volumen del hipocampo en la edad adulta avanzada, que se acompaña de una función de memoria mejorada. |
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La inmunomodulación y la inmunorregulación fueron un enfoque particular de la investigación temprana de la mioquina, ya que, según el Dr. Bente Klarlund Pedersen y sus colegas, ''"las interacciones entre el ejercicio y el sistema inmune proporcionaron una oportunidad única para evaluar el papel de los mecanismos endocrinos y de citocinas subyacentes"''.<ref name="pmid17347387">{{Cita publicación|título=Role of myokines in exercise and metabolism|fecha=September 2007|publicación=Journal of Applied Physiology|volumen=103|número=3|páginas=1093–8|doi=10.1152/japplphysiol.00080.2007|pmid=17347387}}</ref> |
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===Decorina=== |
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[[Decorina]] es un ejemplo de un proteoglicano que funciona como mioquina. Kanzleiter et al han establecido que esta mioquina se secreta durante la contracción muscular contra la resistencia y juega un papel en el crecimiento muscular. Informaron el 1 de julio de 2014: "La pequeña decorina proteoglicana rica en leucina ha sido descrita como una miocina por algún tiempo. Sin embargo, su regulación e impacto en el músculo esquelético (no) no se investigó en detalle. En (nuestro reciente) estudio , informamos que la decorina se expresa y libera de manera diferencial en respuesta a la contracción muscular usando diferentes enfoques. La decorina se libera al contraer miotubos humanos, y los niveles circulantes de decorina aumentan en respuesta al ejercicio de resistencia aguda en humanos. Además, la expresión de decorina en el músculo esquelético es aumentó en humanos y ratones después del entrenamiento crónico. Debido a que la decorina se une directamente a la miostatina, un potente inhibidor del crecimiento muscular, investigamos una función potencial de la decorina en la regulación del crecimiento del músculo esquelético. La sobreexpresión in vivo de la decorina en el músculo esquelético murino promovió la expresión de factor pro-miogénico Mighty, que está regulado negativamente por la miostatina También encontramos que Myod1 y la folistatina aumentan en respuesta a la sobreexpresión de decorina. Además, las ubiquitina ligasas específicas de músculo atrogin1 y MuRF1, que están involucradas en las vías atróficas, se redujeron por la sobreexpresión de decorina. En resumen, nuestros hallazgos sugieren que la decorina secretada por los miotubos en respuesta al ejercicio está involucrada en la regulación de la hipertrofia muscular y, por lo tanto, podría desempeñar un papel en los procesos de reestructuración del músculo esquelético relacionados con el ejercicio ". |
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== Miocinas especificas == |
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===Irisina=== |
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[[Irisina]] es una versión dividida de FNDC5. Boström y sus compañeros de trabajo llamaron al producto escindido irisin, en honor a la diosa mensajera griega Iris. FNDC5 fue descubierto inicialmente en 2002 por dos grupos independientes de investigadores. |
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=== Miostatina === |
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Tanto el [[ejercicio aeróbico]] como el [[entrenamiento de fuerza]] (ejercicio de resistencia) atenúan la expresión de [[miostatina]] y la inactivación de miostatina potencia los efectos beneficiosos del ejercicio de resistencia en el metabolismo.<ref>{{Cita publicación|título=Expression and function of myostatin in obesity, diabetes, and exercise adaptation|fecha=October 2011|publicación=Medicine and Science in Sports and Exercise|volumen=43|número=10|páginas=1828–35|doi=10.1249/MSS.0b013e3182178bb4|pmc=3192366|pmid=21364474}}</ref> |
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Se cree que la irisina (proteína 5 que contiene el dominio de fibronectina tipo III o FNDC5), una hormona mioquina recientemente descrita producida y secretada por el ejercicio agudo de los músculos esqueléticos, se une a las células blancas del tejido adiposo a través de receptores indeterminados. Se ha informado que Irisin promueve un fenotipo similar al tejido adiposo marrón sobre el tejido adiposo blanco al aumentar la densidad mitocondrial celular y la expresión de la proteína 1 desacoplante, aumentando así el gasto de energía del tejido adiposo a través de la termogénesis. Esto se considera importante, porque el exceso de tejido adiposo visceral en particular distorsiona la homeostasis energética del cuerpo entero, aumenta el riesgo de enfermedad cardiovascular y aumenta la exposición a un medio de hormonas secretadas por tejido adiposo (adipocinas) que promueven la inflamación y el envejecimiento celular. Los autores preguntaron si el impacto favorable de la irisina en el tejido adiposo blanco podría estar asociado con el mantenimiento de la longitud de los telómeros, un marcador genético bien establecido en el proceso de envejecimiento. Llegan a la conclusión de que estos datos respaldan la opinión de que la irisina puede tener un papel en la modulación no solo del equilibrio energético sino también del proceso de envejecimiento. |
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Sin embargo, la irisina exógena puede ayudar a aumentar el gasto de energía y, por lo tanto, a reducir la obesidad. Boström y col. informó el 14 de diciembre de 2012: "Dado que la conservación de calorías probablemente proporcionaría una ventaja de supervivencia general para los mamíferos, parece paradójico que el ejercicio estimule la secreción de una hormona polipeptídica que aumenta la termogénesis y el gasto de energía. Una explicación para el aumento de la expresión de irisina con el ejercicio en el ratón y el hombre puede haber evolucionado como consecuencia de la contracción muscular durante los temblores. La secreción muscular de una hormona que activa la termogénesis adiposa durante este proceso podría proporcionar una defensa más amplia y robusta contra la hipotermia. El potencial terapéutico de la irisina es obvio. Exógenamente la irisina administrada induce el ennegrecimiento de la grasa subcutánea y la termogénesis, y presumiblemente podría prepararse y administrarse como un polipéptido inyectable. Se ha demostrado que el aumento de la formación de grasa marrón o beige / brita tiene efectos antiobesidad y antidiabéticos en múltiples modelos murinos , y los humanos adultos tienen depósitos significativos de UCP1 positivo grasa marrón (Nuestros datos muestran) que incluso los tratamientos relativamente cortos de ratones obesos con irisina mejoran la homeostasis de la glucosa y provocan una pequeña pérdida de peso. Queda por determinar si los tratamientos más largos con irisina y / o dosis más altas causarían una mayor pérdida de peso. El aumento explosivo mundial de la obesidad y la diabetes sugiere explorar la utilidad clínica de la irisina en estos y otros trastornos relacionados. Otro aspecto potencialmente importante de este trabajo se relaciona con otros efectos beneficiosos del ejercicio, especialmente en algunas enfermedades para las cuales no existen tratamientos efectivos. Los datos clínicos que relacionan el ejercicio con los beneficios para la salud en muchas otras enfermedades sugieren que la irisina también podría tener efectos significativos en estos trastornos ". |
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=== Interleucinas === |
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El [[Ejercicio físico|ejercicio]] aeróbico provoca una respuesta sistémica a las citocinas, que incluye, por ejemplo, IL-6, antagonista del receptor de IL-1 (IL-1ra) e IL-10 ([[Interleucina - 10|Interleucina 10]]). IL-6 se descubrió por casualidad como una mioquina debido a la observación de que aumentó de manera exponencial proporcional a la duración del ejercicio y la cantidad de masa muscular involucrada en el ejercicio. Este aumento es seguido por la aparición de IL-1ra y la citocina antiinflamatoria IL-10. En general, la respuesta de las citocinas al ejercicio y la sepsis difiere con respecto al [[Factor de necrosis tumoral|TNF-α]]. Por lo tanto, la respuesta de las citocinas al ejercicio no está precedida por un aumento de plasma-TNF-α. Después del ejercicio, la concentración basal de IL-6 en plasma puede aumentar hasta 100 veces, pero los aumentos menos dramáticos son más frecuentes. El aumento inducido por el ejercicio de la IL-6 en plasma se produce de manera exponencial y el nivel máximo de IL-6 se alcanza al final del ejercicio o poco después. Es la combinación de modo, intensidad y duración del ejercicio lo que determina la magnitud del aumento inducido por el ejercicio de la IL-6 plasmática.<ref name="Pedersen BK 1406">{{Cita publicación|título=Muscle as an endocrine organ: focus on muscle-derived interleukin-6|fecha=October 2008|publicación=Physiological Reviews|volumen=88|número=4|páginas=1379–406|doi=10.1152/physrev.90100.2007|pmid=18923185}}</ref> |
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Una novedosa [[osteonectina]] miocina, o SPARC (proteína secretada ácida y rica en cisteína), desempeña un papel vital en la mineralización ósea, las interacciones de la matriz celular y la unión del colágeno. La osteonectina inhibe la tumorigénesis en ratones. La osteonectina se puede clasificar como una mioquina, ya que se descubrió que incluso un solo ejercicio aumentó su expresión y secreción en el músculo esquelético tanto en ratones como en humanos. |
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La IL-6 se había clasificado previamente como una citocina proinflamatoria. Por lo tanto, primero se pensó que la respuesta de IL-6 inducida por el ejercicio estaba relacionada con el daño muscular.<ref>{{Cita publicación|título=Exercise-induced increase in serum interleukin-6 in humans is related to muscle damage|fecha=March 1997|publicación=The Journal of Physiology|volumen=499 ( Pt 3)|número=3|páginas=833–41|doi=10.1113/jphysiol.1997.sp021972|pmc=1159298|pmid=9130176}}</ref> Sin embargo, se ha hecho evidente que el ejercicio excéntrico no está asociado con un aumento mayor en la IL-6 plasmática que el ejercicio que involucra contracciones musculares concéntricas "no dañinas". Este hallazgo demuestra claramente que el daño muscular no es necesario para provocar un aumento en la IL-6 plasmática durante el ejercicio. De hecho, el ejercicio excéntrico puede provocar un pico retrasado y una disminución mucho más lenta de la IL-6 en plasma durante la recuperación.<ref name="pmid23897689">{{Cita libro|título=Muscle as a secretory organ|volumen=3|páginas=1337–62|fecha=July 2013|doi=10.1002/cphy.c120033|isbn=978-0-470-65071-4}}</ref> |
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La IL-6, entre un número creciente de otras miocinas recientemente identificadas, sigue siendo un tema importante de la investigación de miocinas. Aparece en el tejido muscular y en la circulación durante el ejercicio a niveles hasta cien veces las tasas basales, como se señaló, y se considera que tiene un impacto beneficioso sobre la salud y el funcionamiento corporal en la mayoría de las circunstancias. |
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''"Aparece sistemáticamente en la literatura que la IL-6, producida localmente por diferentes tipos de células, tiene un impacto positivo en la capacidad proliferativa de las células madre musculares. Este mecanismo fisiológico funciona para proporcionar suficientes progenitores musculares en situaciones que requieren una gran cantidad de estas células, como durante los procesos de regeneración muscular y crecimiento hipertrófico después de un estímulo agudo. IL-6 es también el miembro fundador de la familia de las citoquinas producidas por músculo mioquina. De hecho, la IL-6 producida por músculos después de repetidas contracciones también tiene importantes beneficios autocrinos y paracrinos, actuando como una miocina, en la regulación del metabolismo energético, controlando, por ejemplo, las funciones metabólicas y estimulando la producción de glucosa. Es importante tener en cuenta que estos efectos positivos de la IL-6 y otras mioquinas se asocian normalmente con su producción transitoria y su acción a corto plazo".''<ref>{{Cita publicación|título=Interleukin-6 myokine signaling in skeletal muscle: a double-edged sword?|fecha=September 2013|publicación=The FEBS Journal|volumen=280|número=17|páginas=4131–48|doi=10.1111/febs.12338|pmc=4163639|pmid=23663276}}</ref> |
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=== Interleucina 15 === |
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La [[IL15|interleucina-15]] estimula la oxidación de grasas, la absorción de glucosa, la biogénesis mitocondrial y la miogénesis en el músculo esquelético y el tejido adiposo. En humanos, las concentraciones basales de IL-15 y su receptor alfa (IL-15Rα) en sangre se han asociado inversamente con la inactividad física y la masa grasa,<ref>{{Cita publicación|título=Serum IL-15 and IL-15Rα levels are decreased in lean and obese physically active humans|apellidos=Pérez-López|nombre=A.|apellidos2=Valadés|nombre2=D.|fecha=March 2018|publicación=Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports|volumen=28|número=3|páginas=1113–1120|issn=1600-0838|doi=10.1111/sms.12983|pmid=28940555|apellidos3=Vázquez Martínez|nombre3=C.|apellidos4=de Cos Blanco|nombre4=A. I.|apellidos5=Bujan|nombre5=J.|apellidos6=García-Honduvilla|nombre6=N.}}</ref> particularmente la masa grasa del tronco.<ref name="Pedersen, Bente Klarlund 2011">{{Cita publicación|título=Muscles and their myokines|fecha=January 2011|publicación=The Journal of Experimental Biology|volumen=214|número=Pt 2|páginas=337–46|doi=10.1242/jeb.048074|pmid=21177953}}</ref> Además, en respuesta a una sola sesión de ejercicio de resistencia, el complejo IL-15 / IL-15Rα se ha relacionado con la síntesis de proteínas miofibrilares ([[hipertrofia]]).<ref>{{Cita publicación|url=http://pure-oai.bham.ac.uk/ws/files/40639545/Perez_Lopez_17_Skeletal_muscle_IL15_and_myofibrillar_protein_synthesis_post_resistance_exercise._SJMSS.pdf|título=Skeletal muscle IL-15/IL-15Rα and myofibrillar protein synthesis after resistance exercise|apellidos=Pérez-López|nombre=A.|apellidos2=McKendry|nombre2=J.|fecha=January 2018|publicación=Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports|volumen=28|número=1|páginas=116–125|issn=1600-0838|doi=10.1111/sms.12901|pmid=28449327|apellidos3=Martin-Rincon|nombre3=M.|apellidos4=Morales-Alamo|nombre4=D.|apellidos5=Pérez-Köhler|nombre5=B.|apellidos6=Valadés|nombre6=D.|apellidos7=Buján|nombre7=J.|apellidos8=Calbet|nombre8=J. a. L.|apellidos9=Breen|nombre9=L.}}</ref> |
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=== Factor neurotrófico derivado del cerebro === |
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El [[factor neurotrófico derivado del cerebro]] ([[Factor neurotrófico derivado del cerebro|BDNF]]) también es una mioquina, aunque el BDNF producido por la contracción muscular no se libera a la circulación. Más bien, el BDNF producido en el músculo esquelético parece mejorar la oxidación de la grasa. La activación del músculo esquelético a través del ejercicio también contribuye a un aumento en la secreción de BDNF en el cerebro. Se ha observado un efecto beneficioso de BDNF en la función neuronal en múltiples estudios.<ref name="Pedersen, Bente Klarlund 2011">{{Cita publicación|título=Muscles and their myokines|fecha=January 2011|publicación=The Journal of Experimental Biology|volumen=214|número=Pt 2|páginas=337–46|doi=10.1242/jeb.048074|pmid=21177953}}</ref><ref name="pmid21282661">{{Cita publicación|título=Exercise training increases size of hippocampus and improves memory|fecha=February 2011|publicación=Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America|volumen=108|número=7|páginas=3017–22|bibcode=2011PNAS..108.3017E|doi=10.1073/pnas.1015950108|pmc=3041121|pmid=21282661}}</ref> |
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''"Las [[Neurotrofina|neurotrofinas]] son una familia de factores de crecimiento estructuralmente relacionados, incluido el factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF, del inglés brain-derived neurotrophic factor), que ejercen muchos de sus efectos sobre las neuronas principalmente a través de las tirosina quinasas del receptor Trk.'' ''De estos, BDNF y su receptor TrkB se expresan de manera más amplia y abundante en el cerebro. Sin embargo, estudios recientes muestran que BDNF también se expresa en tejidos no neurogénicos, incluido el músculo esquelético. Se ha demostrado que BDNF regula el desarrollo neuronal y modula la plasticidad sináptica. BDNF juega un papel clave en la regulación de la supervivencia, el crecimiento y el mantenimiento de las neuronas, y BDNF tiene una influencia en el aprendizaje y la memoria. Sin embargo, BDNF también se ha identificado como un componente clave de la vía hipotalámica que controla la masa corporal y la homeostasis energética.'' |
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''"Más recientemente, hemos demostrado que BDNF parece ser un jugador importante no solo en las vías metabólicas centrales sino también como un regulador del metabolismo en el músculo esquelético". Las muestras de hipocampo de donantes de la enfermedad de Alzheimer muestran una disminución de la expresión de BDNF y las personas con enfermedad de Alzheimer tienen bajos niveles plasmáticos de BDNF. Además, los pacientes con depresión mayor tienen niveles más bajos de BDNF en suero que los sujetos de control normales. Otros estudios sugieren que el BDNF en plasma es un biomarcador de la memoria deteriorada y la función cognitiva general en mujeres de edad avanzada, y recientemente se demostró que un nivel bajo de BDNF circulante es un biomarcador de riesgo de mortalidad independiente y robusto en las mujeres de edad avanzada. Los bajos niveles de BDNF circulante también se encuentran en individuos obesos y en aquellos con diabetes tipo 2. Además, hemos demostrado que hay un gasto cerebral de BDNF y que esto se inhibe durante las condiciones de pinzamiento hiperglucémico en humanos. Este último hallazgo puede explicar el hallazgo concomitante de niveles circulantes bajos de BDNF en individuos con diabetes tipo 2, y la asociación entre el BDNF bajo en plasma y la gravedad de la resistencia a la insulina.'' |
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''"BDNF parece jugar un papel tanto en la neurobiología como en el metabolismo. Los estudios han demostrado que el ejercicio físico puede aumentar los niveles circulantes de BDNF en humanos. Para identificar si el cerebro es una fuente de BDNF durante el ejercicio, ocho voluntarios remaron durante 4 h mientras se obtuvieron muestras de sangre simultáneas de la arteria radial y la vena yugular interna. Para identificar más a fondo la (s) región (es) cerebral (es) putativa (s) responsables (s) de la liberación de BDNF, se disecaron cerebros de ratón y se analizaron para determinar la expresión de ARNm de BDNF después del ejercicio en la cinta de correr. En humanos, se observó una liberación de BDNF desde el cerebro en reposo y aumentó de 2 a 3 veces durante el ejercicio. Tanto en reposo como durante el ejercicio, el cerebro contribuyó con el 70–80% del BDNF circulante, mientras que esta contribución disminuyó después de 1 h de recuperación. En ratones, el ejercicio indujo un aumento de 3 a 5 veces en la expresión de ARNm de BDNF en el hipocampo y la corteza, alcanzando un máximo 2 h después de la finalización del ejercicio. Estos resultados sugieren que el cerebro es un contribuyente importante pero no el único contribuyente al BDNF circulante. Además, la importancia de la corteza y el hipocampo como fuentes de plasma BDNF se vuelve aún más prominente en la respuesta al ejercicio"''.<ref name="Pedersen, Bente Klarlund 2011">{{Cita publicación|título=Muscles and their myokines|fecha=January 2011|publicación=The Journal of Experimental Biology|volumen=214|número=Pt 2|páginas=337–46|doi=10.1242/jeb.048074|pmid=21177953}}</ref> |
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Con respecto a los estudios de ejercicio y función cerebral, se ha demostrado que el volumen del [[Hipocampo (anatomía)|hipocampo]] anterior aumentó en un 2% en respuesta al entrenamiento aeróbico en un ensayo controlado aleatorio con 120 adultos mayores. |
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(1) El entrenamiento aeróbico aumenta el volumen de materia gris y blanca en la corteza prefrontal de los adultos mayores y aumenta el funcionamiento de los nodos clave en la red de control ejecutivo. |
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(2) Se han asociado mayores cantidades de actividad física con la conservación de las regiones cerebrales prefrontales y temporales durante un período de 9 años, lo que reduce el riesgo de deterioro cognitivo. |
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(3) Los volúmenes del hipocampo y el lóbulo temporal medial son mayores en los adultos mayores de mayor ajuste (se ha demostrado que los volúmenes más grandes del hipocampo median mejoras en la memoria espacial). |
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(4) El entrenamiento físico aumenta el volumen sanguíneo cerebral y la perfusión del hipocampo.<ref name="pmid21282661">{{Cita publicación|título=Exercise training increases size of hippocampus and improves memory|fecha=February 2011|publicación=Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America|volumen=108|número=7|páginas=3017–22|bibcode=2011PNAS..108.3017E|doi=10.1073/pnas.1015950108|pmc=3041121|pmid=21282661}}</ref> |
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"T''ambién demostramos que el aumento del volumen del hipocampo se asocia con mayores niveles séricos de BDNF, un mediador de la neurogénesis en la [[Giro dentado|circunvolución dentada]].'' ''El volumen del hipocampo disminuyó en el grupo de control, pero una mayor forma física previa a la intervención atenuó parcialmente la disminución, lo que sugiere que la forma física protege contra la pérdida de volumen. Los volúmenes del núcleo caudado y el tálamo no se vieron afectados por la intervención. Estos hallazgos teóricamente importantes indican que el entrenamiento con ejercicios aeróbicos es efectivo para revertir la pérdida de volumen del hipocampo al final de la edad adulta, lo que se acompaña de una función de memoria mejorada"''.<ref name="pmid21282661">{{Cita publicación|título=Exercise training increases size of hippocampus and improves memory|fecha=February 2011|publicación=Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America|volumen=108|número=7|páginas=3017–22|bibcode=2011PNAS..108.3017E|doi=10.1073/pnas.1015950108|pmc=3041121|pmid=21282661}}</ref><ref>{{Cita publicación|título=Myonectin (CTRP15), a novel myokine that links skeletal muscle to systemic lipid homeostasis|fecha=April 2012|publicación=The Journal of Biological Chemistry|volumen=287|número=15|páginas=11968–80|doi=10.1074/jbc.M111.336834|pmc=3320944|pmid=22351773}}</ref> |
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=== Decorina === |
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La [[decorina]] es un ejemplo de un proteoglicano que funciona como mioquina. Se ha establecido que esta mioquina se secreta durante la contracción muscular contra la resistencia y juega un papel en el crecimiento muscular. |
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''"La pequeña decorina proteoglicana rica en leucina ha sido descrita como una miocina por algún tiempo.'' ''Sin embargo, su regulación e impacto en el músculo esquelético (no) no se han investigado en detalle. En (nuestro reciente) estudio, informamos que la decorina se expresa y libera de manera diferencial en respuesta a la contracción muscular utilizando diferentes enfoques. La decorina se libera al contraer miotubos humanos, y los niveles circulantes de decorina aumentan en respuesta al ejercicio de resistencia aguda en humanos. Además, la expresión de decorina en el músculo esquelético aumenta en humanos y ratones después del entrenamiento crónico. Debido a que la decorina se une directamente a la miostatina, un potente inhibidor del crecimiento muscular, investigamos una función potencial de la decorina en la regulación del crecimiento del músculo esquelético. La sobreexpresión in vivo de decorina en el músculo esquelético murino promovió la expresión del factor pro-miogénico Mighty, que está regulado negativamente por la miostatina. También encontramos [[MyoD|MYOD1]] y [[ Folistatina |follistatina]] que aumentar en respuesta a la sobreexpresión decorina. Además, las ubiquitinas ligasas específicas de los músculos atrogin1 y MuRF1, que están involucradas en las vías atróficas, se redujeron por la sobreexpresión de la decorina. En resumen, nuestros hallazgos sugieren que la decorina secretada por los miotubos en respuesta al ejercicio está involucrada en la regulación de la hipertrofia muscular y, por lo tanto, podría desempeñar un papel en los procesos de reestructuración del músculo esquelético relacionados con el ejercicio"''.<ref>{{Cita publicación|título=The myokine decorin is regulated by contraction and involved in muscle hypertrophy|fecha=July 2014|publicación=Biochemical and Biophysical Research Communications|volumen=450|número=2|páginas=1089–94|doi=10.1016/j.bbrc.2014.06.123|pmid=24996176}}</ref> |
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=== Irisina === |
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==== Descubrimiento ==== |
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Irisina es una versión escindida de [[Irisina|FNDC5]], nombrada así en honor a la diosa mensajera [[Antigua Grecia|griega]] [[Iris (mitología)|Iris]].<ref name="pmid22237023">{{Cita publicación|título=A PGC1-α-dependent myokine that drives brown-fat-like development of white fat and thermogenesis|fecha=January 2012|publicación=Nature|volumen=481|número=7382|páginas=463–8|bibcode=2012Natur.481..463B|doi=10.1038/nature10777|pmc=3522098|pmid=22237023}}</ref> La FNDC5 fue descubierto inicialmente en 2002 por dos grupos independientes de investigadores.<ref>{{Cita publicación|título=Frcp1 and Frcp2, two novel fibronectin type III repeat containing genes|fecha=September 2002|publicación=Gene|volumen=297|número=1–2|páginas=79–83|doi=10.1016/S0378-1119(02)00828-4|pmid=12384288}}</ref><ref name="erickson">{{Cita publicación|título=Irisin and FNDC5 in retrospect: An exercise hormone or a transmembrane receptor?|fecha=October 2013|publicación=Adipocyte|volumen=2|número=4|páginas=289–93|doi=10.4161/adip.26082|pmc=3774709|pmid=24052909}}</ref><ref>{{Cita publicación|título=Mouse PeP: a novel peroxisomal protein linked to myoblast differentiation and development|fecha=June 2002|publicación=Developmental Dynamics|volumen=224|número=2|páginas=154–67|doi=10.1002/dvdy.10099|pmid=12112469}}</ref> |
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==== Función ==== |
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Se cree que la [[irisina]] (proteína 5 que contiene el dominio de fibronectina tipo III o FNDC5), una hormona mioquina recientemente descrita producida y secretada por el ejercicio agudo de los músculos esqueléticos, se une a las células blancas del tejido adiposo a través de receptores indeterminados. Se ha informado que la Irisina promueve un fenotipo similar al [[Grasa parda|tejido adiposo marrón]] sobre el [[Grasa blanca|tejido adiposo blanco]] al aumentar la densidad mitocondrial celular y la expresión de la proteína 1 desacoplante, aumentando así el gasto de energía del tejido adiposo a través de la [[termogénesis]]. Esto se considera importante porque el exceso de tejido adiposo visceral en particular distorsiona la homeostasis energética del cuerpo entero, aumenta el riesgo de enfermedad cardiovascular y aumenta la exposición a un medio de hormonas secretadas por tejido adiposo (adipocinas) que promueven la inflamación y el envejecimiento celular. Los autores preguntaron si el impacto favorable de la irisina en el tejido adiposo blanco podría estar asociado con el mantenimiento de la longitud de los [[Telómero|telómeros]], un [[marcador genético]] bien establecido en el proceso de envejecimiento. Llegan a la conclusión de que estos datos respaldan la idea de que la irisina puede tener un papel en la modulación no solo del equilibrio energético sino también del proceso de envejecimiento.<ref>{{Cita publicación|título=Plasma irisin levels predict telomere length in healthy adults|fecha=April 2014|publicación=Age|volumen=36|número=2|páginas=995–1001|doi=10.1007/s11357-014-9620-9|pmc=4039281|pmid=24469890}}</ref> |
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Sin embargo, la irisina exógena puede ayudar a aumentar el gasto de energía y, por lo tanto, a reducir la obesidad: |
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''"Dado que la conservación de calorías probablemente proporcionaría una ventaja de supervivencia general para los mamíferos, parece paradójico que el ejercicio estimule la secreción de una hormona polipeptídica que aumenta la termogénesis y el gasto de energía"''. |
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''Una explicación para el aumento de la expresión de irisina con el ejercicio en ratones y hombres puede haber evolucionado como consecuencia de la contracción muscular durante los temblores. La secreción muscular de una hormona que activa la termogénesis adiposa durante este proceso podría proporcionar una defensa más amplia y robusta contra la hipotermia. El potencial terapéutico de la irisina es obvio. La irisina administrada de manera exógena induce el ennegrecimiento de la grasa subcutánea y la termogénesis, y presumiblemente podría prepararse y administrarse como un polipéptido inyectable. Se ha demostrado que el aumento de la formación de grasa marrón o beige / brita tiene efectos antiobesidad, antidiabéticos en múltiples modelos murinos, y los humanos adultos tienen depósitos significativos de grasa marrón positiva para [[Termogenina|UCP1]]. (Nuestros datos muestran) que incluso los tratamientos relativamente cortos de ratones obesos con irisina mejoran la homeostasis de la glucosa y provocan una pequeña pérdida de peso. Queda por determinar si los tratamientos más largos con irisina y/o dosis más altas causarían una mayor pérdida de peso. El aumento explosivo mundial de la obesidad y la diabetes sugiere explorar la utilidad clínica de la irisina en estos y otros trastornos relacionados. Otro aspecto potencialmente importante de este trabajo se relaciona con otros efectos beneficiosos del ejercicio, especialmente en algunas enfermedades para las cuales no existen tratamientos efectivos. Los datos clínicos que relacionan el ejercicio con los beneficios para la salud en muchas otras enfermedades sugieren que la irisina también podría tener efectos significativos en estos trastornos"''.<ref name="pmid22237023">{{Cita publicación|título=A PGC1-α-dependent myokine that drives brown-fat-like development of white fat and thermogenesis|fecha=January 2012|publicación=Nature|volumen=481|número=7382|páginas=463–8|bibcode=2012Natur.481..463B|doi=10.1038/nature10777|pmc=3522098|pmid=22237023}}</ref> |
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Mientras que los hallazgos murinos parece alentador, otros investigadores han cuestionado si la irisina funciona de manera similar en humanos. Por ejemplo, se observaron que más de 1,000 genes están regulados por el ejercicio y examinaron cómo la expresión de FNDC5 se vio afectada por el ejercicio en ~ 200 humanos. Se descubrió que solo se regulaba positivamente en humanos ancianos altamente activos.<ref>{{Cita publicación|título=Is irisin a human exercise gene?|fecha=August 2012|publicación=Nature|volumen=488|número=7413|páginas=E9–10; discussion E10–1|bibcode=2012Natur.488E...9T|doi=10.1038/nature11364|pmid=22932392}}</ref> |
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=== Osteonectina (SPARC) === |
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Una novedosa [[osteonectina]] miocina, o SPARC (proteína secretada ácida y rica en cisteína), desempeña un papel vital en la mineralización ósea, las interacciones de la matriz celular y la unión del colágeno. La osteonectina inhibe la tumorigénesis en ratones. La osteonectina se puede clasificar como una mioquina, ya que se descubrió que incluso un solo ejercicio aumentó su expresión y secreción en el músculo esquelético tanto en ratones como en humanos.<ref>{{Cita publicación|título=A novel myokine, secreted protein acidic and rich in cysteine (SPARC), suppresses colon tumorigenesis via regular exercise|fecha=June 2013|publicación=Gut|volumen=62|número=6|páginas=882–9|doi=10.1136/gutjnl-2011-300776|pmid=22851666}}</ref> |
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Revisión del 02:56 4 ago 2020
Una miocina o mioquinas es una de varios cientos de citocinas u otras proteínas pequeñas (~5–20 kDa) y péptidos proteoglicanos que son producidos y liberados por las células musculares (miocitos) en respuesta a las contracciones musculares.[1] Tienen efectos autocrinos, paracrinos y/o endocrinos[2]; sus efectos sistémicos ocurren a concentraciones picomolares.[3][4]
Los receptores de miocinas se encuentran en las células musculares, grasas, hepáticas, pancreáticas, óseas, cardíacas, inmunes y cerebrales.[2] La ubicación de estos receptores refleja el hecho de que las miocinas tienen múltiples funciones. Ante todo, están involucrados en los cambios metabólicos asociados con el ejercicio, así como en los cambios metabólicos después de la adaptación al entrenamiento.[1] También participan en la regeneración y reparación de tejidos, mantenimiento del funcionamiento corporal saludable, inmunomodulación; y señalización celular, expresión y diferenciación.
Historia
La definición y el uso del término miocina se produjeron por primera vez en 2003.[5] En 2008, se identificó la primera miocina, la miostatina.[4][6] La citocina del receptor gp130 IL-6 (Interleucina 6) fue la primera miocina secretada en el torrente sanguíneo en respuesta a las contracciones musculares.[7]
Las funciones
En contracciones musculares esqueléticas repetitivas
Existe una comprensión emergente del músculo esquelético como órgano secretor, y de las miocinas como mediadores de la aptitud física a través de la práctica de ejercicio físico regular (ejercicio aeróbico y entrenamiento de fuerza), así como una nueva conciencia de la prevención de la inflamación y, por lo tanto, de la prevención de enfermedades mediante el ejercicio. Los diferentes tipos de fibras musculares (fibras musculares de contracción lenta, fibras musculares oxidativas, fibras musculares de contracción intermedia y fibras musculares de contracción rápida) liberan diferentes grupos de mioquinas durante la contracción. Esto implica que la variación de los tipos de ejercicio, particularmente el entrenamiento aeróbico/entrenamiento de resistencia y la contracción muscular contra la resistencia (entrenamiento de fuerza) pueden ofrecer diferentes beneficios inducidos por la miocina.[8]
"Algunas miocinas ejercen sus efectos dentro del músculo mismo. Por lo tanto, miostatina, LIF, IL-6 e IL-7 están involucradas en la hipertrofia muscular y miogénesis, mientras que BDNF e IL-6 están involucradas en la oxidación de grasas mediada por AMPK. La IL-6 también parece tener efectos sistémicos en el hígado, el tejido adiposo y el sistema inmunitario, y media la diafonía entre las células L intestinales y los islotes pancreáticos. Otras mioquinas incluyen los factores osteogénicos IGF-1 y FGF-2; FSTL-1, que mejora la función endotelial del sistema vascular; y la miocina irisina dependiente de PGC-1 alfa, que impulsa el desarrollo similar a la grasa marrón. Los estudios realizados en los últimos años sugieren la existencia de factores aún no identificados, secretados por las células musculares, que pueden influir en el crecimiento de las células cancerosas y la función del páncreas. Muchas proteínas producidas por el músculo esquelético dependen de la contracción; por lo tanto, la inactividad física probablemente conduce a una respuesta alterada de la mioquina, que podría proporcionar un mecanismo potencial para la asociación entre el comportamiento sedentario y muchas enfermedades crónicas".[3]
En las funciones cerebrales relacionadas con la neuroplasticidad, la memoria, el sueño y el estado de ánimo
El ejercicio físico desencadena rápidamente cambios sustanciales a nivel organismal, incluida la secreción de mioquinas y metabolitos por las células musculares.[2] Por ejemplo, el ejercicio aeróbico en humanos conduce a alteraciones estructurales significativas en el cerebro, mientras que el rodar ruedas en roedores promueve la neurogénesis y mejora la transmisión sináptica, en particular en el hipocampo. Además, el ejercicio físico desencadena modificaciones de histonas y síntesis de proteínas que finalmente influyen positivamente en el estado de ánimo y las capacidades cognitivas.[9] En particular, el ejercicio regular se asocia de alguna manera con una mejor calidad del sueño[10], que podría estar mediada por el secretoma muscular.[11]
En la regulación de la arquitectura del corazón
El músculo cardíaco está sujeto a dos tipos de estrés: estrés fisiológico, es decir, ejercicio; y estrés patológico, es decir, relacionado con la enfermedad. Del mismo modo, el corazón tiene dos posibles respuestas a cualquiera de los dos tipos de estrés: hipertrofia cardíaca, que es un crecimiento normal, fisiológico y adaptativo; o remodelación cardíaca, que es un crecimiento anormal, patológico y desadaptativo. Al ser sometido a cualquiera de los dos tipos de estrés, el corazón "elige" activar una de las respuestas y desactivar la otra. Si ha elegido el camino anormal, es decir, la remodelación, el ejercicio puede revertir esta elección al desactivar la remodelación y activar la hipertrofia. El mecanismo para revertir esta elección es el microARN miR-222 en las células musculares cardíacas, que regula el ejercicio a través de mioquinas desconocidas. miR-222 reprime genes implicados en la fibrosis y el control del ciclo celular.[12]
En inmunomodulación
La inmunomodulación y la inmunorregulación fueron un enfoque particular de la investigación temprana de la mioquina, ya que, según el Dr. Bente Klarlund Pedersen y sus colegas, "las interacciones entre el ejercicio y el sistema inmune proporcionaron una oportunidad única para evaluar el papel de los mecanismos endocrinos y de citocinas subyacentes".[1]
Miocinas especificas
Miostatina
Tanto el ejercicio aeróbico como el entrenamiento de fuerza (ejercicio de resistencia) atenúan la expresión de miostatina y la inactivación de miostatina potencia los efectos beneficiosos del ejercicio de resistencia en el metabolismo.[13]
Interleucinas
El ejercicio aeróbico provoca una respuesta sistémica a las citocinas, que incluye, por ejemplo, IL-6, antagonista del receptor de IL-1 (IL-1ra) e IL-10 (Interleucina 10). IL-6 se descubrió por casualidad como una mioquina debido a la observación de que aumentó de manera exponencial proporcional a la duración del ejercicio y la cantidad de masa muscular involucrada en el ejercicio. Este aumento es seguido por la aparición de IL-1ra y la citocina antiinflamatoria IL-10. En general, la respuesta de las citocinas al ejercicio y la sepsis difiere con respecto al TNF-α. Por lo tanto, la respuesta de las citocinas al ejercicio no está precedida por un aumento de plasma-TNF-α. Después del ejercicio, la concentración basal de IL-6 en plasma puede aumentar hasta 100 veces, pero los aumentos menos dramáticos son más frecuentes. El aumento inducido por el ejercicio de la IL-6 en plasma se produce de manera exponencial y el nivel máximo de IL-6 se alcanza al final del ejercicio o poco después. Es la combinación de modo, intensidad y duración del ejercicio lo que determina la magnitud del aumento inducido por el ejercicio de la IL-6 plasmática.[7]
La IL-6 se había clasificado previamente como una citocina proinflamatoria. Por lo tanto, primero se pensó que la respuesta de IL-6 inducida por el ejercicio estaba relacionada con el daño muscular.[14] Sin embargo, se ha hecho evidente que el ejercicio excéntrico no está asociado con un aumento mayor en la IL-6 plasmática que el ejercicio que involucra contracciones musculares concéntricas "no dañinas". Este hallazgo demuestra claramente que el daño muscular no es necesario para provocar un aumento en la IL-6 plasmática durante el ejercicio. De hecho, el ejercicio excéntrico puede provocar un pico retrasado y una disminución mucho más lenta de la IL-6 en plasma durante la recuperación.[4]
La IL-6, entre un número creciente de otras miocinas recientemente identificadas, sigue siendo un tema importante de la investigación de miocinas. Aparece en el tejido muscular y en la circulación durante el ejercicio a niveles hasta cien veces las tasas basales, como se señaló, y se considera que tiene un impacto beneficioso sobre la salud y el funcionamiento corporal en la mayoría de las circunstancias.
"Aparece sistemáticamente en la literatura que la IL-6, producida localmente por diferentes tipos de células, tiene un impacto positivo en la capacidad proliferativa de las células madre musculares. Este mecanismo fisiológico funciona para proporcionar suficientes progenitores musculares en situaciones que requieren una gran cantidad de estas células, como durante los procesos de regeneración muscular y crecimiento hipertrófico después de un estímulo agudo. IL-6 es también el miembro fundador de la familia de las citoquinas producidas por músculo mioquina. De hecho, la IL-6 producida por músculos después de repetidas contracciones también tiene importantes beneficios autocrinos y paracrinos, actuando como una miocina, en la regulación del metabolismo energético, controlando, por ejemplo, las funciones metabólicas y estimulando la producción de glucosa. Es importante tener en cuenta que estos efectos positivos de la IL-6 y otras mioquinas se asocian normalmente con su producción transitoria y su acción a corto plazo".[15]
Interleucina 15
La interleucina-15 estimula la oxidación de grasas, la absorción de glucosa, la biogénesis mitocondrial y la miogénesis en el músculo esquelético y el tejido adiposo. En humanos, las concentraciones basales de IL-15 y su receptor alfa (IL-15Rα) en sangre se han asociado inversamente con la inactividad física y la masa grasa,[16] particularmente la masa grasa del tronco.[17] Además, en respuesta a una sola sesión de ejercicio de resistencia, el complejo IL-15 / IL-15Rα se ha relacionado con la síntesis de proteínas miofibrilares (hipertrofia).[18]
Factor neurotrófico derivado del cerebro
El factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF) también es una mioquina, aunque el BDNF producido por la contracción muscular no se libera a la circulación. Más bien, el BDNF producido en el músculo esquelético parece mejorar la oxidación de la grasa. La activación del músculo esquelético a través del ejercicio también contribuye a un aumento en la secreción de BDNF en el cerebro. Se ha observado un efecto beneficioso de BDNF en la función neuronal en múltiples estudios.[17][19]
"Las neurotrofinas son una familia de factores de crecimiento estructuralmente relacionados, incluido el factor neurotrófico derivado del cerebro (BDNF, del inglés brain-derived neurotrophic factor), que ejercen muchos de sus efectos sobre las neuronas principalmente a través de las tirosina quinasas del receptor Trk. De estos, BDNF y su receptor TrkB se expresan de manera más amplia y abundante en el cerebro. Sin embargo, estudios recientes muestran que BDNF también se expresa en tejidos no neurogénicos, incluido el músculo esquelético. Se ha demostrado que BDNF regula el desarrollo neuronal y modula la plasticidad sináptica. BDNF juega un papel clave en la regulación de la supervivencia, el crecimiento y el mantenimiento de las neuronas, y BDNF tiene una influencia en el aprendizaje y la memoria. Sin embargo, BDNF también se ha identificado como un componente clave de la vía hipotalámica que controla la masa corporal y la homeostasis energética.
"Más recientemente, hemos demostrado que BDNF parece ser un jugador importante no solo en las vías metabólicas centrales sino también como un regulador del metabolismo en el músculo esquelético". Las muestras de hipocampo de donantes de la enfermedad de Alzheimer muestran una disminución de la expresión de BDNF y las personas con enfermedad de Alzheimer tienen bajos niveles plasmáticos de BDNF. Además, los pacientes con depresión mayor tienen niveles más bajos de BDNF en suero que los sujetos de control normales. Otros estudios sugieren que el BDNF en plasma es un biomarcador de la memoria deteriorada y la función cognitiva general en mujeres de edad avanzada, y recientemente se demostró que un nivel bajo de BDNF circulante es un biomarcador de riesgo de mortalidad independiente y robusto en las mujeres de edad avanzada. Los bajos niveles de BDNF circulante también se encuentran en individuos obesos y en aquellos con diabetes tipo 2. Además, hemos demostrado que hay un gasto cerebral de BDNF y que esto se inhibe durante las condiciones de pinzamiento hiperglucémico en humanos. Este último hallazgo puede explicar el hallazgo concomitante de niveles circulantes bajos de BDNF en individuos con diabetes tipo 2, y la asociación entre el BDNF bajo en plasma y la gravedad de la resistencia a la insulina.
"BDNF parece jugar un papel tanto en la neurobiología como en el metabolismo. Los estudios han demostrado que el ejercicio físico puede aumentar los niveles circulantes de BDNF en humanos. Para identificar si el cerebro es una fuente de BDNF durante el ejercicio, ocho voluntarios remaron durante 4 h mientras se obtuvieron muestras de sangre simultáneas de la arteria radial y la vena yugular interna. Para identificar más a fondo la (s) región (es) cerebral (es) putativa (s) responsables (s) de la liberación de BDNF, se disecaron cerebros de ratón y se analizaron para determinar la expresión de ARNm de BDNF después del ejercicio en la cinta de correr. En humanos, se observó una liberación de BDNF desde el cerebro en reposo y aumentó de 2 a 3 veces durante el ejercicio. Tanto en reposo como durante el ejercicio, el cerebro contribuyó con el 70–80% del BDNF circulante, mientras que esta contribución disminuyó después de 1 h de recuperación. En ratones, el ejercicio indujo un aumento de 3 a 5 veces en la expresión de ARNm de BDNF en el hipocampo y la corteza, alcanzando un máximo 2 h después de la finalización del ejercicio. Estos resultados sugieren que el cerebro es un contribuyente importante pero no el único contribuyente al BDNF circulante. Además, la importancia de la corteza y el hipocampo como fuentes de plasma BDNF se vuelve aún más prominente en la respuesta al ejercicio".[17]
Con respecto a los estudios de ejercicio y función cerebral, se ha demostrado que el volumen del hipocampo anterior aumentó en un 2% en respuesta al entrenamiento aeróbico en un ensayo controlado aleatorio con 120 adultos mayores.
(1) El entrenamiento aeróbico aumenta el volumen de materia gris y blanca en la corteza prefrontal de los adultos mayores y aumenta el funcionamiento de los nodos clave en la red de control ejecutivo.
(2) Se han asociado mayores cantidades de actividad física con la conservación de las regiones cerebrales prefrontales y temporales durante un período de 9 años, lo que reduce el riesgo de deterioro cognitivo.
(3) Los volúmenes del hipocampo y el lóbulo temporal medial son mayores en los adultos mayores de mayor ajuste (se ha demostrado que los volúmenes más grandes del hipocampo median mejoras en la memoria espacial).
(4) El entrenamiento físico aumenta el volumen sanguíneo cerebral y la perfusión del hipocampo.[19]
"También demostramos que el aumento del volumen del hipocampo se asocia con mayores niveles séricos de BDNF, un mediador de la neurogénesis en la circunvolución dentada. El volumen del hipocampo disminuyó en el grupo de control, pero una mayor forma física previa a la intervención atenuó parcialmente la disminución, lo que sugiere que la forma física protege contra la pérdida de volumen. Los volúmenes del núcleo caudado y el tálamo no se vieron afectados por la intervención. Estos hallazgos teóricamente importantes indican que el entrenamiento con ejercicios aeróbicos es efectivo para revertir la pérdida de volumen del hipocampo al final de la edad adulta, lo que se acompaña de una función de memoria mejorada".[19][20]
Decorina
La decorina es un ejemplo de un proteoglicano que funciona como mioquina. Se ha establecido que esta mioquina se secreta durante la contracción muscular contra la resistencia y juega un papel en el crecimiento muscular.
"La pequeña decorina proteoglicana rica en leucina ha sido descrita como una miocina por algún tiempo. Sin embargo, su regulación e impacto en el músculo esquelético (no) no se han investigado en detalle. En (nuestro reciente) estudio, informamos que la decorina se expresa y libera de manera diferencial en respuesta a la contracción muscular utilizando diferentes enfoques. La decorina se libera al contraer miotubos humanos, y los niveles circulantes de decorina aumentan en respuesta al ejercicio de resistencia aguda en humanos. Además, la expresión de decorina en el músculo esquelético aumenta en humanos y ratones después del entrenamiento crónico. Debido a que la decorina se une directamente a la miostatina, un potente inhibidor del crecimiento muscular, investigamos una función potencial de la decorina en la regulación del crecimiento del músculo esquelético. La sobreexpresión in vivo de decorina en el músculo esquelético murino promovió la expresión del factor pro-miogénico Mighty, que está regulado negativamente por la miostatina. También encontramos MYOD1 y follistatina que aumentar en respuesta a la sobreexpresión decorina. Además, las ubiquitinas ligasas específicas de los músculos atrogin1 y MuRF1, que están involucradas en las vías atróficas, se redujeron por la sobreexpresión de la decorina. En resumen, nuestros hallazgos sugieren que la decorina secretada por los miotubos en respuesta al ejercicio está involucrada en la regulación de la hipertrofia muscular y, por lo tanto, podría desempeñar un papel en los procesos de reestructuración del músculo esquelético relacionados con el ejercicio".[21]
Irisina
Descubrimiento
Irisina es una versión escindida de FNDC5, nombrada así en honor a la diosa mensajera griega Iris.[22] La FNDC5 fue descubierto inicialmente en 2002 por dos grupos independientes de investigadores.[23][24][25]
Función
Se cree que la irisina (proteína 5 que contiene el dominio de fibronectina tipo III o FNDC5), una hormona mioquina recientemente descrita producida y secretada por el ejercicio agudo de los músculos esqueléticos, se une a las células blancas del tejido adiposo a través de receptores indeterminados. Se ha informado que la Irisina promueve un fenotipo similar al tejido adiposo marrón sobre el tejido adiposo blanco al aumentar la densidad mitocondrial celular y la expresión de la proteína 1 desacoplante, aumentando así el gasto de energía del tejido adiposo a través de la termogénesis. Esto se considera importante porque el exceso de tejido adiposo visceral en particular distorsiona la homeostasis energética del cuerpo entero, aumenta el riesgo de enfermedad cardiovascular y aumenta la exposición a un medio de hormonas secretadas por tejido adiposo (adipocinas) que promueven la inflamación y el envejecimiento celular. Los autores preguntaron si el impacto favorable de la irisina en el tejido adiposo blanco podría estar asociado con el mantenimiento de la longitud de los telómeros, un marcador genético bien establecido en el proceso de envejecimiento. Llegan a la conclusión de que estos datos respaldan la idea de que la irisina puede tener un papel en la modulación no solo del equilibrio energético sino también del proceso de envejecimiento.[26]
Sin embargo, la irisina exógena puede ayudar a aumentar el gasto de energía y, por lo tanto, a reducir la obesidad:
"Dado que la conservación de calorías probablemente proporcionaría una ventaja de supervivencia general para los mamíferos, parece paradójico que el ejercicio estimule la secreción de una hormona polipeptídica que aumenta la termogénesis y el gasto de energía".
Una explicación para el aumento de la expresión de irisina con el ejercicio en ratones y hombres puede haber evolucionado como consecuencia de la contracción muscular durante los temblores. La secreción muscular de una hormona que activa la termogénesis adiposa durante este proceso podría proporcionar una defensa más amplia y robusta contra la hipotermia. El potencial terapéutico de la irisina es obvio. La irisina administrada de manera exógena induce el ennegrecimiento de la grasa subcutánea y la termogénesis, y presumiblemente podría prepararse y administrarse como un polipéptido inyectable. Se ha demostrado que el aumento de la formación de grasa marrón o beige / brita tiene efectos antiobesidad, antidiabéticos en múltiples modelos murinos, y los humanos adultos tienen depósitos significativos de grasa marrón positiva para UCP1. (Nuestros datos muestran) que incluso los tratamientos relativamente cortos de ratones obesos con irisina mejoran la homeostasis de la glucosa y provocan una pequeña pérdida de peso. Queda por determinar si los tratamientos más largos con irisina y/o dosis más altas causarían una mayor pérdida de peso. El aumento explosivo mundial de la obesidad y la diabetes sugiere explorar la utilidad clínica de la irisina en estos y otros trastornos relacionados. Otro aspecto potencialmente importante de este trabajo se relaciona con otros efectos beneficiosos del ejercicio, especialmente en algunas enfermedades para las cuales no existen tratamientos efectivos. Los datos clínicos que relacionan el ejercicio con los beneficios para la salud en muchas otras enfermedades sugieren que la irisina también podría tener efectos significativos en estos trastornos".[22]
Mientras que los hallazgos murinos parece alentador, otros investigadores han cuestionado si la irisina funciona de manera similar en humanos. Por ejemplo, se observaron que más de 1,000 genes están regulados por el ejercicio y examinaron cómo la expresión de FNDC5 se vio afectada por el ejercicio en ~ 200 humanos. Se descubrió que solo se regulaba positivamente en humanos ancianos altamente activos.[27]
Osteonectina (SPARC)
Una novedosa osteonectina miocina, o SPARC (proteína secretada ácida y rica en cisteína), desempeña un papel vital en la mineralización ósea, las interacciones de la matriz celular y la unión del colágeno. La osteonectina inhibe la tumorigénesis en ratones. La osteonectina se puede clasificar como una mioquina, ya que se descubrió que incluso un solo ejercicio aumentó su expresión y secreción en el músculo esquelético tanto en ratones como en humanos.[28]
Referencias
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- ↑ «A novel myokine, secreted protein acidic and rich in cysteine (SPARC), suppresses colon tumorigenesis via regular exercise». Gut 62 (6): 882-9. June 2013. PMID 22851666. doi:10.1136/gutjnl-2011-300776.
Enlaces externos
- TED 2012: HACIENDO MÁS MENTES PARA MOVER
- Centro Danés de Inflamación y Metabolismo - enlace de publicaciones