Un atlas molecular muestra cómo el ejercicio transforma 22 tejidos del cuerpo, con respuestas que varían por órgano, sexo y horario

Durante ocho semanas, ratones machos y hembras del Instituto Salk corrieron por voluntad propia, y al final del período los investigadores tenían en sus manos muestras de 22 tejidos distintos. Con ese material armaron un atlas molecular del ejercicio: un mapa de los cambios que el entrenamiento produce en el organismo. El trabajo se publicó en la revista Cell.

El punto de partida es conocido. El ejercicio físico se asocia con menor mortalidad y con beneficios frente a las enfermedades cardiovasculares y el cáncer. Lo que se sabe menos es qué ocurre fuera de los músculos. Los estudios en personas suelen disponer de muestras de sangre y de unos pocos músculos, de modo que la respuesta de otros órganos casi no se ha documentado. Tampoco estaba claro cómo influyen el sexo y la hora del día en que se entrena.

Para abordar esas preguntas, el equipo comparó a los ratones corredores con otros sedentarios y recogió muestras tanto en la fase activa como en la de descanso de los animales. Eso permitió evaluar el papel del reloj biológico, el sistema interno que regula los momentos de actividad y reposo.

El primer análisis fue sobre el ARN, que revela qué genes están trabajando en cada tejido. El ejercicio modificó la actividad de casi la mitad de los genes en al menos uno de los 22 tejidos, pero ningún gen respondió igual en todo el organismo. Los músculos que sostienen el movimiento concentraron la mayor cantidad de cambios, aunque hubo modificaciones también en otros órganos y sistemas. La mayoría de los tejidos cambió más durante la fase activa; las excepciones fueron el hipotálamo, el riñón y el pulmón. Las hembras, además, mostraron alteraciones más amplias en la actividad génica que los machos.

Geraldine Maier, científica del Salk, lo resumió en el comunicado de la institución: el ejercicio cambia no solo los músculos, sino muchos órganos y células, algunos a corto plazo y otros a largo plazo.

Para los músculos de las patas, los investigadores fueron más fino y analizaron células individuales, en lugar del promedio de un tejido entero. También estudiaron la metilación del ADN, una marca química que regula la actividad de los genes sin alterar la información genética y que puede conservarse más tiempo que otros cambios. El ejercicio modificó esas marcas en algunos tipos de células musculares y no en otros. Según el comunicado, es el primer trabajo que examina la metilación en células musculares individuales tras la actividad física. Manoj Hariharan, ex científico sénior del Salk, explicó que muchos cambios propios de cada tipo celular se pierden en la secuenciación masiva.

El equipo midió además moléculas pequeñas en ocho tejidos y en el plasma, y las proteínas de cuatro músculos de las patas. Al integrar todos los datos, concluyó que cada tejido y cada tipo de célula se adapta según sus características, el sexo y el momento del día.

De ese cruce salió una combinación de 51 genes capaz de distinguir músculos entrenados de sedentarios, tanto en ratones como en humanos. Podría servir en la búsqueda de biomarcadores para estudiar la pérdida de masa o función muscular, aunque el trabajo no propone un uso médico inmediato. Ramesh Ramasamy, ex biólogo computacional del Salk, describió el atlas como un recurso integral sobre las adaptaciones sistémicas al ejercicio de resistencia.

Quedan preguntas abiertas: cuánto tiempo deben sostenerse las rutinas para que los cambios persistan y si las células conservan huella de esa experiencia. Maier señaló que, con los datos disponibles, otros laboratorios pueden tomar un gen o una vía metabólica de interés y estudiar su mecanismo.