• Título:  DIFFERENTIAL INFLUENCE OF ANAEROBIC AND AEROBIC EXERCISES IN AGING
• Autor:  Navas Enamorado, Ignacio
• Universidad:  Universidad Pablo de Olavide
• Departamento:  Fisiología, anatomía y biología celular
• Fecha de Lectura:  24/05/2017
• Mención Europeo / Mención Internacional: concedido
• Programa de doctorado:  Programa de Doctorado en Ciencias de la Actividad Física y del Deporte por la Universidad Pablo de Olavide
• Dirección: 
  • de Cabo Moreno, Rafael (DIRECTOR)
  • BREA CALVO, GLORIA TERESA (CODIRECTOR)
• Tribunal: 
  • VILLALBA MONTORO, JOSÉ MANUEL (PRESIDENTE)
  • Dominguez del Toro, Eduardo (SECRETARIO)
  • Beerman, Isabel (VOCAL)
• Descriptores: 
  • FISIOLOGIA DEL EJERCICIO
  • BIOQUIMICA
  • BIOLOGIA CELULAR
  • BIOLOGIA MOLECULAR
• Localización:  BIBLIOTECA DE LA UNIVERSIDAD PABLO DE OLAVIDE
• 330072_942626.pdf
• Resumen:
  El envejecimiento causa un deterioro continuado de los tejidos y órganos que les lleva a la perdida de las funciones particulares y de la integración entre ellos. Este deterioro lleva a un estado de fragilidad general asociada a la disfunción muscular que conduce a la sarcopenia y a la aparición de enfermedades degenerativas como Parkinson y Alzheimer. Las causas más importantes de este deterioro general viene dado por la disfunción mitocondrial asociada a la pérdida de sensibilidad a los nutrientes, disminución de la eliminación de proteínas defectuosas, pérdida de la capacidad de regeneración de las células madres y el aumento de la senescencia celular junto a la disminución de la comunicación intercelular, así como la inestabilidad genómica asociada al desgaste del telómero y a la alteración epigenética. Se han descrito intervenciones nutricionales no genéticas como la restricción calórica, y compuestos que actúan como miméticos, que retrasan o restauran estas funciones y aumentan la longevidad y la salud durante la vejez. Entre estas intervenciones se ha descrito el beneficio causado por el ejercicio en algunas de estas funciones particularmente sobre la pérdida de la capacidad muscular, la integración metabólica entre el músculo y el tejido graso, y la mejora de la capacidad cerebral como la memoria. Los estudios realizados hasta la fecha apuntan al beneficio para la salud general y particularmente para la integridad y funcionamiento muscular. Sin embargo, bajo el concepto de ejercicio se incluyen distintas intensidades, distinto nivel de regularidad y de duración lo que determina además la mayor o menor dependencia del consumo de oxígeno lo que hace difícil de disponer de una estrategia a la hora de asesorar el tipo de ejercicio recomendado según la edad y el estado de salud/metabólico de cada individuo. Nuestro trabajo trata de responder a las siguientes preguntas: ¿Depende la adaptación al ejercicio de la edad? ¿Depende la adaptación al ejercicio de la intensidad de éste? ¿Puede el ejercicio de alta intensidad proporcionar el mismo beneficio que el causado por el ejercicio de resistencia? Para responder a estas preguntas hemos diseñado un abordaje simultáneo de intervenir en ratones C57BL6 jóvenes (5 meses) y viejos (23 meses) con dos tipos de ejercicios: anaeróbico y agudo (3x2 min a 27 m/min) (sprint) comparado con aeróbico y crónico (45 min a 13 m/min) (resistencia) entrenados durante cuatro semanas. Las características de los ejercicios fueron confirmadas por las cámaras metabólicas y el contenido de metabolitos en el plasma. Los dos ejercicios no tuvieron efectos sobre la composición corporal o la fuerza muscular en los ratones jóvenes pero tuvo un efecto positivo en los ratones viejos ya que disminuyeron el peso por pérdida de grasa y aumento la fuerza muscular lo que confirma el beneficio del ejercicio en la vejez. El ejercicio aeróbico/crónico activó las rutas de señalización del AMPK y de la insulina tanto en los ratones jóvenes como en los viejos. Sin embargo, el ejercicio anaeróbico/agudo indujo un efecto diferente según la edad: no tuvo efecto sobre el músculo de los animales jóvenes pero activó de forma significativa la ruta de la insulina y una tendencia a aumentar la ruta del AMPK en el músculo de los animales viejos, lo que confirma que estos últimos tienen las capacidades disminuidas y que la actividad física las puede mejorar. La activación de la ruta de la insulina en los animales de las dos edades por el ejercicio crónico/aeróbico y en los animales viejos por el ejercicio agudo/anaeróbico indujo la translocación del transportador GLUT4, dependiente de la insulina, a la membrana plasmática y la disminución del transportador independiente de la insulina GLUT1, lo que demuestra el cambio hacia un transportador regulado que incorpora glucosa desde una concentración limitada. La activación de la ruta de la insulina junto al aumento de GLUT4 indicaría un aumento de la glucólisis para modular el equilibrio redox y la recuperación energética en el músculo después del ejercicio. Nuestros resultados demuestra un aumento de la glucólisis en el músculo de los animales viejos después de los dos ejercicios y en el delos ratones jóvenes después del ejercicio aeróbico/crónico. Estos resultados se explican por la activación final de mTOR que participa en la regulación de los genes glicolíticos. Como consecuencia de la necesidad de recuperación energética en el músculo esquelético por el ejercicio, hemos estudiado la dinámica y funciones mitocondriales. Hemos comprobado que los dos ejercicios producen un aumento de la fisión mitocondrial en las dos edades debido al aumento de la forma activa LC3II y la disminución tanto del marcador mitocondrial VDAC como de la actividad citrato sintasa. Al mismo tiempo se produce un aumento dePGC1a regulador de la biogénesis mitocondrial. Por otro lado, la adaptación de lasa funciones mitocondriales fue diferente como respuesta a los dos ejercicios. El ejercicio agudo/anaeróbico indujo la cadena respiratoria dependiente de NADH activando la actividad y expresión de los complejos I, III y IV en el músculo de los animales jóvenes y el complejo I en los animales viejos. Por otra parte, el ejercicio crónico/aeróbico sólo indujo la activación tanto de la expresión como de la actividad del complejo II que recibe los electrones del succinato mediante FADH2. Estos resultados indican que el ejercicio agudo/anaeróbico selecciona la ruta bioenergética dependiente de la glucosa durante la recuperación muscular mientras que el ejercicio crónico/aeróbico incrementaría mayoritariamente la respiración dependiente de ácidos grasos. A la vista de estos resultados, podemos decir que se produce una respuesta diferenciada en las funciones musculares y su recuperación a los ejercicios anaeróbico y aeróbico. Además, la edad de los ratones afecta el estado de las rutas de señalización de la insulina y el AMPK que se activan con diferente nivel en los ratones viejos y jóvenes. Así, el ejercicio aeróbico indujo el aumento en los animales jóvenes del transporte de la glucosa por GLUT4 mediante las rutas de la insulina y el AMPK, efecto que no se observó tras el ejercicio anaeróbico. En los ratones viejos el transporte de la glucosa por GLUT4 aumentó como consecuencia de la activación de las dos rutas de señalización después de los dos tipos de ejercicio. Los dos tipos de ejercicio activaron la glucólisis independientemente de la edad como un índice de recuperar la necesidad de energía por el músculo esquelético después del ejercicio. Los dos tipos de ejercicio indujeron unas mitocondrias más eficientes mediante el reciclaje mitocondrial, aumento de los complejos mitocondriales, aunque este efecto fue más evidente en el músculo de los ratones viejos después del ejercicio aeróbico/crónico. Además, el ejercicio aeróbico indujo un mayor uso de los ácidos grasos como fuente de energía mientras el ejercicio anaeróbico indujo el uso mayoritario de la glucosa. Es decir, el músculo esquelético de los ratones viejos mostró una mayor demanda de ácidos grasos después del ejercicio aeróbico y una mayor demanda de glucosa después del ejercicio anaeróbico.