Relación entre Ejercicio y Estrés Oxidativo

• AUTOR : Aldred S
• TITULO ORIGINAL: Oxidative and Nitrative Changes Seen in Lipoproteins Following Exercise
• CITA : Atherosclerosis 192(1):1-8, May 2007
• MICRO : Es posible que el ejercicio libere radicales y produzca peroxidación de las lipoproteínas. Sin embargo, gran cantidad de investigaciones concluyen que el ejercicio es una intervención beneficiosa en aquellas enfermedades en las que está involucrado el estrés oxidativo debido a su capacidad antioxidante y una posible reducción de los cambios oxidativos.

Introducción

El daño oxidativo a las lipoproteínas, en especial a las de baja densidad (LDL [low-density lipoprotein]), desempeña un papel importante en diversas enfermedades asociadas con la vejez y sustenta la teoría del estrés oxidativo del envejecimiento. Las lipoproteínas oxidadas contribuyen al estado denominado estrés oxidativo, el cual puede aumentar cuando se altera el balance entre las especies reactivas de oxígeno (ERO) y las especies antioxidantes.

El ejercicio puede modificar el balance entre las especies oxidantes y antioxidantes. Si bien en un comienzo se propuso que, debido al aumento del metabolismo, el ejercicio induciría un incremento de la liberación de especies reactivas con el consiguiente daño a las proteínas, ADN y lípidos, investigaciones más recientes indicaron que el ejercicio induce especies radicales que son importantes en el proceso adaptativo. Por ejemplo, el entrenamiento aumenta algunas enzimas antioxidantes, como la superóxido dismutasa y la glutatión peroxidasa, y puede incrementar los niveles de agua y de lípidos solubles endógenos antioxidantes, como el ácido ascórbico y el alfa tocoferol.

El objetivo de esta revisión fue resumir los estudios que investigaron el efecto del ejercicio sobre la oxidación y nitración de las lipoproteínas e identificar las áreas que necesitan mayor investigación.

Estrés oxidativo

Los radicales libres o las ERO y las especies reactivas de nitrógeno son moléculas altamente reactivas que se originan en forma natural como producto de los procesos normales de oxidación celular. Sin embargo, las ERO pueden aumentar en algunos procesos patológicos o cuando se observa una deficiencia de antioxidantes, y pueden reaccionar con los constituyentes celulares y provocar daño, alteración de la función o degradación. Existe gran cantidad de información que vincula a las ERO con el daño patológico observado en enfermedades como el cáncer y la aterosclerosis.

El daño oxidativo a las LDL causado por las ERO es un factor que contribuye a la aterosclerosis. La formación de las células espumosas, un estadio precoz de esa enfermedad, se caracteriza por la acumulación de colesterol y derivados oxidados de colesterol en los macrófagos, donde un contribuyente mayor son las LDL oxidadas. A diferencia del metabolismo de las LDL nativas, la captación de las LDL oxidadas se produce a través de una vía no regulada mediante los receptores scavenger, como el CD36 o el LOX-1. También se observó una elevación de las ERO en el tejido vascular de pacientes diabetes tipo 1 y 2. Se ha discutido el papel del ejercicio en la rehabilitación o en la prevención de distintas enfermedades respecto de la posibilidad de un incremento en la carga de radicales a nivel patológico. Esto se ha denominado «la paradoja del ejercicio», ya que algunos estudios informaron acerca de un aumento de los marcadores de oxidación y peroxidación cuando los pacientes realizan un programa de ejercicios y se los compara con personas sanas entrenadas. Sin embargo, también se advirtió una respuesta adaptativa al ejercicio y al incremento de los niveles de antioxidantes en pacientes luego del entrenamiento físico.

Lugar de generación de los radicales. Importancia del ejercicio

Se ha comunicado que las ERO sistémicas desempeñan un papel importante en las enfermedades crónicas pero, por otro lado, la actividad física regular es beneficiosa en la reducción del estrés oxidativo.

Existe un debate histórico asociado con la generación de especies radicales por el ejercicio. Si bien es sabido que el ejercicio muscular producirá especies radicales -por ejemplo, por el incremento del metabolismo del oxígeno y de la síntesis de ATP mediante la cadena de transporte de electrones-, el destino de esas especies permanece desconocido.

Bailey y colaboradores informaron un incremento progresivo en el flujo de radicales libres durante el ejercicio progresivo (25%, 50%, 75% y 100% del trabajo máximo). Estos autores sugirieron un posible incremento en el flujo electrónico mitocondrial y observaron que un aumento en la generación del ión hidrógeno y la peroxidación del tejido muscular puede contribuir a la generación de radicales libres inducidos por el ejercicio. Ese y otros estudios señalan que en algunas situaciones la generación de radicales durante el ejercicio puede llevar a modificaciones que se asocian con frecuencia con estrés oxidativo.

Lipoproteínas en la paradoja del ejercicio

La paradoja del ejercicio es un cuadro confuso de contradicciones debido a la complejidad de los cambios que pueden aparecer en el estrés oxidativo. Esos eventos oxidativos pueden ser el resultado de un proceso patológico y su progresión y, por otro lado, el resultado del ejercicio. Además, algunos de esos cambios inducidos por el ejercicio son beneficiosos respecto del proceso patológico.

Escasos estudios han investigado los mecanismos específicos de la oxidación de los lípidos y las proteínas sobre las moléculas lipoproteicas luego del ejercicio; algunos se dirigieron a la activación plaquetaria mediante las lipoproteínas modificadas oxidativamente luego de esa actividad, otros investigaron la función de los anticuerpos.

Tanto el ejercicio como la enfermedad pueden reducir las concentraciones de antioxidantes circulantes. Rousseau y colaboradores observaron una disminución de las vitaminas antioxidantes en los ancianos durante el entrenamiento y existen algunas comunicaciones de reducciones de los niveles antioxidantes debido a diversas enfermedades. Por el contrario, otros estudios comunicaron que el ejercicio puede incrementar la capacidad antioxidante y reducir así el riesgo de enfermedades relacionadas con el estrés oxidativo. Si bien en comunicaciones previas se informó que es probable que el ejercicio exhaustivo sea la forma de ejercicio con mayor inducción de liberación de radicales e incremento en los marcadores de estrés oxidativo, hay estudios en ambas direcciones: algunos apoyan esta información y otros sostienen un aumento de la actividad enzimática antioxidante y de los antioxidantes circulantes.

Varadi y colaboradores no pudieron demostrar que el ejercicio en mujeres obesas reduzca el tamaño de las partículas de las LDL. En otro estudio realizado por el mismo autor en adultos con hipercolesterolemia, las modificaciones en la dieta, junto con el entrenamiento, produjeron una reducción significativa del tamaño de las LDL, con lo cual potencialmente aumentaría el riesgo cardiovascular. Sin embargo, en un estudio que investigó los efectos del entrenamiento intermitente o continuo en adultos sanos sobre el perfil y el tamaño de las partículas se informó un aumento del tamaño de las LDL.

El ejercicio aeróbico y anaeróbico modifica el perfil lipoproteico e incrementa la concentración de HDL, lo que tiene un efecto protector sobre la oxidación de las LDL.

Marcadores lipoproteicos de estrés oxidativo

Existen varios marcadores lipídicos de oxidación reconocidos, como el malondialdehído, el ácido tiobarbitúrico y los isoprostanos.

Quizá la medición más aceptada de oxidación lipídica es la identificación de los isoprostanos, como el F2-isoprostano, aunque los estudios que investigaron este compuesto con relación al ejercicio son escasos. Robert y colaboradores publicaron que los isoprostanos descendieron luego de un programa de 3 semanas de entrenamiento de 45 minutos por día. Se observó una disminución en los isoprostanos urinarios y el perfil lipoproteico mejoró.

Las LDL oxidadas son inmunogénicas y para evaluarlas se pueden utilizar los anticuerpos producidos contra ellas. Si bien se comunicó que los marcadores de LDL oxidadas luego de un entrenamiento intensivo se pueden relacionar con el estrés oxidativo inducido por esa actividad, no se observaron diferencias entre las fases temprana y tardía del entrenamiento, lo que puede indicar que no modifica esos parámetros.

Suplemento con antioxidante durante el entrenamiento

El suplemento con coenzima Q10 y un suplemento simultáneo con vitamina E no afectó la oxidación de las LDL y disminuyó la peroxidación lipídica inducida por el ejercicio. Se especula sobre el valor de la vitamina E como un suplemento que hipotéticamente reduciría cualquier incremento de la peroxidación de las lipoproteínas inducidas por el ejercicio, pero los estudios en seres humanos son escasos. Se ha comunicado que el contenido de vitamina E de las LDL aumentó en un grupo en el cual se lo complementó con vitamina C, lo que señala que esta vitamina puede promover algún tipo de protección mediante su relación en el reciclamiento de la vitamina E.

Sexo

Se ha sugerido que el sexo puede tener un efecto sobre el estrés oxidativo en atletas debido a las propiedades antioxidantes de los estrógenos. Se ha especulado que los niveles bajos de estrógenos en mujeres amenorreicas pueden explicar el incremento observado en la peroxidación lipídica y, de alguna manera, la relación modesta entre los estrógenos y la creatinquinasa luego del ejercicio. Sin embargo, no se conoce si el suplemento con estrógenos en esas mujeres reduce la peroxidación lipídica luego del ejercicio. Los estrógenos parecen tener un efecto protector sobre la oxidación lipoproteica en las mujeres posmenopáusicas.

Vasodilatación dependiente del endotelio e incremento del estrés oxidativo

Se sabe que el ejercicio estimula la liberación endotelial de óxido nítrico, el cual tiene efectos vasodilatadores. Goto y colaboradores investigaron el efecto de diferentes niveles de entrenamiento sobre la producción de óxido nítrico y los parámetros de estrés oxidativo; el ejercicio aeróbico moderado modificó la vasodilatación dependiente del endotelio mediante el incremento de la producción de óxido nítrico. En cambio, el ejercicio de intensidad elevada aumentó el nivel de los marcadores del estrés oxidativo.

El ejercicio induce oxidación de las LDL y activación plaquetaria

En varones sedentarios se observó un aumento de la agregación plaquetaria mediada por las LDL oxidadas luego de una sesión intensa de ejercicio. Por otro lado, se comunicó que la oxidación de las LDL disminuyó después de un programa de entrenamiento de 20 semanas.

Las diferencias encontradas en la respuesta plaquetaria inducidas por las LDL oxidadas entre los distintos estudios podría explicarse por la extensión del daño oxidativo presente en estas lipoproteínas. Mientras las LDL moderadamente oxidadas causan activación plaquetaria, las altamente oxidadas la inhiben.

Conclusiones

Los estudios presentados en esta revisión parecen demostrar que el ejercicio puede liberar radicales y producir la peroxidación de las lipoproteínas. Sin embargo, sería peligroso e incorrecto sugerir que induce daño oxidativo. Numerosas investigaciones llegaron a la conclusión de que el ejercicio es una intervención beneficiosa en las enfermedades en las que está involucrado el estrés oxidativo. Varios estudios mencionados en este trabajo comunicaron el incremento de la capacidad antioxidante como un resultado del ejercicio y una posible reducción de los cambios oxidativos en las enfermedades en las cuales el estrés oxidativo es importante.

Los trabajos analizados en esta revisión están lejos de proveer una explicación completa de los efectos del ejercicio sobre la oxidación de las lipoproteínas. Muy pocos estudios han investigado el estado oxidativo de las lipoproteínas aisladas y aún menos investigaron el mecanismo del daño oxidativo o el cambio en las lipoproteínas.

En opinión de la autora es necesario realizar más investigaciones para estudiar el estado oxidativo de las proteínas luego del ejercicio y los mecanismos responsables de los cambios oxidativos observados en las lipoproteínas tras un ejercicio, ya sea intenso o regular.

Especialidad: Bibliografía - Clínica Médica