Nueva evidencia de cómo el ejercicio puede contrarrestar el daño de la diabetes

Una forma en que el ejercicio puede contrarrestar el daño de la diabetes es al permitir la activación de un sistema natural que tenemos para desarrollar nuevos vasos sanguíneos cuando los existentes son devastados por esta enfermedad, informan los científicos.

La angiogénesis es la capacidad de formar nuevos vasos sanguíneos, y la diabetes no solo daña los vasos sanguíneos existentes, sino que dificulta esta capacidad innata de desarrollar nuevos vasos sanguíneos frente a enfermedades y lesiones, dicen los expertos del Centro de Biología Vascular de la Facultad de Medicina de Georgia.

Las células endoteliales recubren nuestros vasos sanguíneos y son esenciales para el crecimiento de nuevos vasos sanguíneos.

Ahora, los científicos de MCG tienen la primera evidencia de que frente a la diabetes, incluso una sesión de 45 minutos de ejercicio de intensidad moderada permite que más exosomas, paquetes submicroscópicos llenos de carga biológicamente activa, entreguen directamente a esas células más proteína, ATP7A, que puede poner en marcha la angiogénesis, informan en The FASEB Journal .

Al igual que los servicios de entrega más sofisticados y eficientes en los que todos hemos llegado a confiar, particularmente durante la pandemia, lo que llevan los exosomas depende de dónde vienen y hacia dónde se dirigen, dice el Dr. Tohru Fukai, biólogo vascular y cardiólogo de MCG.

Si bien él y el coautor del MCG, biólogo vascular, el Dr. Masuko Ushio-Fukai, aún no están seguros del origen de estos útiles exosomas, está claro que un lugar al que llegan es a las células endoteliales, dice Fukai.

Tanto en un modelo animal de diabetes tipo 2 como en un puñado de personas sanas de 50 y tantos años, dos semanas de voluntariado corriendo en una rueda para los ratones y esa sesión de cardio para los humanos aumentaron los niveles de ATP7A en los exosomas que se unieron a las células endoteliales.

En ese momento, la actividad no tuvo un impacto significativo en el peso de los ratones, señalan los científicos, pero sí aumentó un marcador de la función endotelial y factores como el factor de crecimiento del endotelio vascular, necesarios para la angiogénesis.

El ejercicio también aumentó la cantidad del poderoso antioxidante natural superóxido dismutasa extracelular, o SOD3, pero es la carga útil más pesada de ATP7A, que también se sabe que entrega el cobre mineral esencial a las células, lo que es clave para hacer un buen uso de la SOD3 presente, dice Ushio-Fukai.

SOD3, es un importante antioxidante natural producido por las células del músculo liso vascular en las paredes de los vasos sanguíneos, así como por las células del músculo esquelético, lo que nos ayuda a mantener niveles saludables de especies reactivas de oxígeno, o ROS. ROS es un subproducto natural de nuestro uso de oxígeno que es una señal celular importante, que permite una variedad de funciones. Pero en la diabetes, los niveles altos de azúcar en la sangre dan como resultado niveles altos de ROS que, en cambio, dificultan importantes funciones normales.

Los Fukai han demostrado que los niveles de ATP7A se reducen en la diabetes. Ahora también tienen algunas de las primeras pruebas de que los exosomas que circulan en el plasma de modelos animales sedentarios de diabetes tipo 2 en realidad alteran la angiogénesis cuando se colocan en una placa con células endoteliales humanas, así como en un modelo animal de cicatrización de heridas.

Los científicos sugieren que los exosomas sintéticos, que ya se están estudiando como mecanismos de administración de fármacos, algún día podrían funcionar como un «mimético del ejercicio» para mejorar la capacidad de los pacientes para desarrollar nuevos vasos sanguíneos cuando la diabetes ha dañado su capacidad innata.

De hecho, ya generaron exosomas en los que SOD3 se sobreexpresa y encontraron angiogénesis y curación mejoradas en un modelo de diabetes en ratones.

La forma en que se supone que funciona es que SOD3 se silencia naturalmente en las células endoteliales, por lo que deben obtenerlo de otras células, señala Ushio-Fukai, de ahí la importancia de la entrega de exosomas. Luego, SOD3 debe unirse a las células endoteliales en su lugar natural llamado dominio de unión a heparina, y el transportador de cobre ATP7A debe estar presente para permitir que SOD3 esté activo allí, dice Fukai. Tanto ATP7A como el sitio de unión son clave, señala Fukai. Por ejemplo, cuando eliminaron el sitio de unión de las células endoteliales, lo que puede suceder en la naturaleza, se perdieron los beneficios.

Una vez en escena y activo, SOD3 convierte el superóxido de ROS en peróxido de hidrógeno, o H2O2, otro ROS de señalización que ayuda a mantener la función normal de las células endoteliales. Los Fukai han informado que en las células endoteliales humanas, la sobreexpresión de SOD3 promueve la angiogénesis al aumentar el H2O2.

Una conexión de cobre también se ejecuta a lo largo de este proceso, ya que las células endoteliales usan regularmente una gran cantidad de cobre, y ATP7A, conocido por transportar el mineral esencial que consumimos en alimentos como nueces y granos integrales, depende del cobre mismo.

El ejercicio físico, como correr o caminar en una caminadora, hace que los músculos se contraigan, lo que a su vez provoca la liberación de exosomas en la sangre.

Cuando Fukai era un posdoctorado en la Sección de Cardiología de la Universidad de Emory, formó parte del grupo de investigación que fue el primero en demostrar que el ejercicio aumenta la actividad de SOD3. Los niveles de SOD3 disminuyen con la edad y con algunos estados de enfermedad como la diabetes y la hipertensión.

Los exosomas se están estudiando como biomarcadores para una amplia gama de enfermedades como el cáncer y la diabetes, así como herramientas precisas para la administración de tratamientos. Por ejemplo, los exosomas producidos por una célula cancerosa volverán a convertirse en una célula cancerosa.

Aproximadamente 1 de cada 10 estadounidenses tiene diabetes, según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades.

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