Mid Sweden University

El sobrepeso y la obesidad, en crecimiento en todo el mundo, se asocian con una alta tasa de mortalidad e morbilidad[1,2]. La causa principal que conduce a éstas condiciones patológicas es un balance energético positivo sostenido a largo plazo, debido a la inactividad física y la ingesta calórica excesiva[3]. Por lo tanto, ejercicio físico y restricción calórica podrían ser dos estratégias eficaces para prevenir y contrastar el excesivo acumulo de grasa corporal que caracteriza estas patologías. Sin embargo, durante dietas muy bajas en calorías (<800 Kcal/día) se pierde no solo masa grasa sino también masa muscular, reportando efectos negativos para la salud[4]. En dichas condiciones,  el ejercicio físico permite preservar masa muscular de manera local y dosis-dependiente, mientras la ingestión de proteínas no ejerce particulares efectos protectivos sobre el tejido contráctil[5]. Los mecanismos moleculares implicados en la preservación de la masa muscular inducida por el ejercicio durante este tipo de dietas no han sido definidos claramente. NF-kB es un factor de transcripción cuya activación provoca atrofia muscular, y su bloqueo puede parcialmente limitar este fenomeno[6]. NF-kB se ha mostrado activado de manera aguda por el ejercicio y la restricción calorica, sin embargo no ha sido definida su respuesta a la restricción calórica en conjunción con el ejercicio prolongado de baja intensidad. Además, cuando los niveles basales de NF-kB son altos, el ejercicio no parece aumentar ulteriormente su señalización[7]. Por las razones presentadas, NF-kB podría desempeñar un rol en la preservación de masa magra inducida por el ejercicio durante  la restricción calórica.

El objetivo del estudio es establecer la respuesta de NF-kB a la restricción calórica severa en conjunción con el ejercicio prolongado de baja intensidad. Las hipótesis fueron las siguientes: 1) la restricción calórica severa activaría la via de NF-kB y 2) dicha activación será atenuada por el ejercicio de manera local y dosis-dependiente.

15 sujetos con sobrepeso y obesidad fueron sometidos a tres fases experimentales: fase 1, en la que la dieta y el nivel de actividad física de los participantes fue monitorizado durante una semana (PRE); fase 2, caracterizada por cuatro días de ejercicio prolongado y de restricción calórica severa (RCE); fase 3, caracterizada por tres días de ejercicio reducido y una dieta isoenergética (DC). Durante la fase 2, los sujetos ingeriron hidratos de carbono o proteínas (0.8 g/kg peso corporal/día; 320 kcal/día) y hicieron 45 minutos de pedaleo con un solo miembro superior (15% Ppeak) seguidos de 8 horas de caminata (4.5 km/h; 35 km/día). Las biopsias musculares fueron recogidas de ambos los deltoides y del vasto lateral en la fase 1 y después de la fase 2 y 3. Mediante Western blot, se determinó la expresión de NF-κB p105, NF-κB p50, la fosforilación de la Serina 32/36 de IκBα e IκBα total. La composición corporal se midió mediante DXA. Estadística: ANOVA para medidas repetidas.

Durante los 4 días de restricción calórica severa el deficit energético fue de 5500 Kcal. Después de la fase 2 los sujetos perdieron menos masa magra en los miembros inferiores y en el brazo ejercitado respecto al brazo de control: 57% (P<0.05) y 29% (P=0.05), respectivamente. Tras la fase 2 y 3, el contenido de p105 y de p50 fue menor en los miembros inferiores respecto a los superiores: efecto extremidad P=0.003 y P=0.024 para p105 y p50, respectivamente. Tras la fase 3, la fosforilación de la Serina 32/36 de IkBα aumentó únicamente en las piernas, mientras la expresión total IkBα fue mayor solo en los miembros ejercitados (P<0.05).

El ejercicio físico atenuó la activación de la señalización de NF-kB durante 4 días de restricción calórica severa, limitando el incremento de la expresión de p50 y p105, que resultó más baja después de la fase 2 y la fase 3 en los miembros inferiores respecto a los miembros superiores, posiblemente debido a la mayor cantidad de ejercicio a la que fueron sometidos. Además, la expresión total de IkBα fue más alta tras la fase 3 solo en los miembros ejercitados, indicando una posible inhibición de la vía de   NF-kB inducida por el ejercicio. Por lo tanto, dado la menor activación de la señalización de NF-kB en los miembros que perdieron menor masa muscular, los resultados sugieren que los efectos protectores del ejercicio físico sobre el tejido contráctil podrían ser mediados a una menor activación de la señalización de NF-kB.

El ejercicio físico desempeña una función preservadora sobre la masa muscular durante la restricción calórica severa. La preservación de masa muscular es dosis-dependiente (a mayor volumen, mayor preservación) y está mediada, al menos parcialmente, por una menor activación de la señalización por NF-kB.

1.Hill, J. O., H. R. Wyatt, et al. (2012). Circulation 126(1): 126-132.2.Di Angelantonio, E., N. Bhupathiraju Sh, et al. (2016). Lancet 388(10046): 776-786. 3.Chaston, T. B., J. B. Dixon, et al. (2007). Int J Obes (Lond) 31(5): 743-750. 4.Calbet, J. A., J. G. Ponce-Gonzalez, et al. (2017). Front Physiol (Accepted, In press).5.Cai, D., J. D. Frantz, et al. (2004). Cell 119(2): 285-298.6.Tantiwong, P., K. Shanmugasundaram, et al. (2010). Am J Physiol Endocrinol Metab 299(5): E794-801.7.NCD-RisC (2016). Lancet 387(10026): 1377-1396.