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Revista médica de Chile

versión impresa ISSN 0034-9887

Rev. méd. Chile vol.146 no.3 Santiago mar. 2018

http://dx.doi.org/10.4067/s0034-98872018000300362 

Artículo de Revisión

Efecto del ejercicio físico sobre marcadores de estrés oxidativo en pacientes con diabetes mellitus tipo 2

Exercise and oxidative stress in type 2 diabetes mellitus

Carlos Poblete-Aro1  2  3  a

Javier Russell-Guzmán4  b

Pablo Parra1  c

Marcelo Soto-Muñoz2  d

Bastián Villegas-González2  e

Cristián Cofré-Bola-Dos2  f

Tomás Herrera-Valenzuela2  5  6  f

1Laboratorio de Nefrotoxicidad y Estrés Oxidativo, Programa de Farmacología Molecular y Clínica, Facultad de Medicina. Universidad de Chile. Santiago, Chile

2Laboratorio de Ciencias de la Actividad Física, Deporte y la Salud; Facultad de Ciencias Médicas. Universidad de Santiago de Chile. Santiago, Chile

3Escuela de Educación Física, Facultad de Educación, Universidad de las Américas UDLA Santiago, Chile

4Escuela de Educación Física, Facultad de Educación, Universidad Autónoma de Chile, Santiago, Chile

5Laboratorio de Inmunología de la Reproducción, Facultad de Química y Biología. Universidad de Santiago de Chile. Santiago, Chile

6Escuela de Ciencias del Deporte. Facultad de Salud. Universidad Santo Tomás, UST Chile

ABSTRACT

Sedentarism, overweight and malnutrition generate an increase in the production of reactive oxygen species leading to a state of chronic oxidative stress. In patients with type 2 diabetes mellitus, oxidative stress alters pancreatic insulin secretion and the actions of the hormone on target cells, contributing to the development of micro and macrovascular complications. During physical exertion a state of transient oxidative stress occurs. As a consequence, the organism generates multiple physiological adaptations to these repetitive stimuli. Physical exercise is beneficial for type 2 diabetes mellitus but there is a paucity of information about the effects of physical exercise on biomarkers of oxidative stress in patients with the disease. We herein try to elucidate if the effects of exercise on oxidative stress can help in the prevention and treatment of type 2 diabetes mellitus and which is the most effective modality of physical exercise to reduce oxidative stress markers.

Key words: Antioxidant Response Element; Diabetes Mellitus, Type 2; Exercise; Oxidative Stress

La diabetes mellitus tipo 2 (DMT2) es una enfermedad crónica no transmisible con una alta prevalencia a nivel global1,2. Esta enfermedad se asocia a factores de riesgo modificables tales como el sedentarismo y malnutrición2, y se vincula fuertemente a enfermedades cardiovasculares y cáncer, las dos principales causas de muerte en el mundo3. En los últimos años se ha encontrado una relación entre los biomarcadores de estrés oxidativo y la DMT24. Al respecto se ha observado que el estrés oxidativo desempeña un papel de relevancia tanto en la patogénesis de la DMT25, así como también en el desarrollo de complicaciones asociadas a la enfermedad6.

La realización de ejercicio físico ha sido ampliamente recomendada debido a sus múltiples beneficios para la salud7,8. Resultados obtenidos a partir de distintas revisiones sistemáticas han mostrado que intervenciones de ejercicio físico reducen tanto estadística como clínicamente los niveles de hemoglobina glicosilada (HbA1c) en pacientes con DMT29,10. En paralelo, se ha observado que intervenciones de ejercicio físico inducen una respuesta de adaptación caracterizada por la disminución de marcadores de daño por estrés oxidativo, así como también por un incremento de la respuesta antioxidante del organismo11. No obstante, también existe evidencia contradictoria respecto a la efectividad del ejercicio físico en la disminución de marcadores de estrés oxidativo y si dichos efectos pueden tener un papel de relevancia en la prevención y/o tratamiento de la patología. Por lo tanto, el objetivo de la presente revisión bibliográfica es describir los mecanismos de adaptación inducidos por el ejercicio físico y resumir el efecto de distintos protocolos de ejercicio físico sobre biomarcadores de estrés oxidativo, con el fin de discutir el potencial preventivo y terapéutico de la intervención y su vinculación con el control del balance redox en pacientes adultos diagnosticados con DMT2.

1. Balance redox y estrés oxidativo

En condiciones fisiológicas existe un estado de equilibrio en el balance redox resultante de la interacción funcional entre los agentes oxidantes derivados de la reducción incompleta del oxígeno en H2O llamadas especies reactivas del oxígeno (EROs)12,13, tales como anión superóxido (O2•-), radical hidroxilo (OH), peróxido de hidrógeno (H2O2)12,13 y de agentes antioxidantes enzimáticos como superóxido dismutasa (SOD), catalasa (CAT), glutatión peroxidasa (GPx), y no-enzimá- ticos (ej. glutatión reducido, vitamina C)12,13. No obstante, cuando se pierde el equilibrio del balance redox por una mayor generación de agentes oxidantes por sobre los agentes antioxidantes, se produce estrés oxidativo (EO)13. El EO de carácter crónico es dañino para la célula, ya que provoca oxidación de macromoléculas y genera cambios en las vías de señalización celular por modificaciones en el balance redox, alterando la función celular, además de poder inducir su muerte11,14.

La evaluación del estado redox en el organismo es compleja debido a la existencia de una gran variedad de biomarcadores tanto para agentes oxidantes como para agentes antioxidantes, por lo que se recurre a establecer una relación entre ambas partes4. Las estrategias más utilizadas en humanos para evaluar el EO son: I) medir la abundancia y/o actividad de proteínas antioxidantes; II) cuantificar productos derivados de la oxidación y III) analizar el balance oxidante-antioxidante15,16.

Gran parte de estos biomarcadores se pueden detectar en muestras de sangre (eritrocitos, plasma) u orina. Al respecto, se ha observado una concordancia entre los niveles de biomarcadores de EO en sangre y en órganos centrales tales como el hígado, músculo esquelético, corazón y riñón16. Estos antecedentes sugieren que el análisis de biomarcadores de EO obtenidos a partir de muestras de sangre, pueden ofrecer una visión panorámica del estado redox del organismo16. En la Tabla 1 se resumen los principales marcadores de EO16.

Tabla 1 Resumen de marcadores de estrés oxidativo. Adaptado de Mañon 201616  

Clasificación Marcadores de estrés oxidativo
Antioxidantes
Endógenos a) Enzimáticos
Superóxido dismutasa (SOD)
Glutatión peroxidasa (GPX)
Catalasa (CAT)
Glutatión reductasa (GR)
Tiorredoxina reductasa (TR)
b) No enzimáticos:
Glutatión
Tiorredoxina
Peroxirredoxina
Bilirrubina
Coenzima Q10
Urato
Exógenos (dieta) Ácido α-lipoico β-caroteno Vitamina E (α-tocoferol) Vitamina G (ácido ascórbico)
Otros marcadores Capacidad antioxidante total
Productos derivados de oxidación
Aminoácidos y proteínas Nitrotirosina
Proteínas carboniladas (PC)
Lípidos Isoprostanos
4-hidroxinonenal (4-HNE)
Sustancias reactivas al ácido tiobarbitúrico (TBARS) Malondialdehído (MDA)
Palmitoil oxovaleroil fosforilcolina (POVPG)
Palmitoil glutaril fosforilcolina (PGPC)
Ácidos nucleicos 8-oxo-7,8-dihidro-2'-desoxiguanosina (8-OH-dG)
Balance antioxidante/oxidante Relación GSH/GSSH
Estado redox de cisteína
Estado tiol/disulfido

Siglas: GSH: glutatión reducido; GSSH: glutatión oxidado.

2. Estrés oxidativo y DMT2

En pacientes con DMT2, existe una producción aumentada de EROs y una menor actividad antioxidante5. La disfunción mitocondrial y la desregulación de enzimas pro-oxidantes parecen ser los principales factores involucrados en la generación crónica de EROs induciendo un estado de EO crónico. A nivel de la mitocondria, la desregulación de proteínas relacionadas con los procesos de fisión y fusión provocan cambios morfológicos en las membranas interna y externa de este organelo, modificando el potencial de membrana mitocondrial, lo que conlleva a alteraciones en la función de la cadena transportadora de electrones y con esto una fuga de EROs desde los complejos I y III principalmente17. En relación a las enzimas pro-oxidantes, se ha observado un aumento en la actividad de la enzima NADPH oxidasa 2 (NOX2) en el músculo esquelético, y con ello, un aumento en la producción de EROs basal18. Ambos procesos contribuyen en la generación de resistencia a la insulina (RI) debido a una alteración en la función de sustratos del receptor de insulina (SRI), los cuales son sensibles a cambios en el balance redox19. De este modo, existe una alteración en la translocación de los transportadores de glucosa GLUT4 desde el citoplasma hacia la membrana celular20,21. Posteriormente se genera disfunción de las células β pancreáticas por una mayor secreción de insulina, con el fin de compensar la RI de los diferentes órganos afectados21,22.

En casos en que la DMT2 se encuentra vinculada a cuadros de sobrepeso/obesidad23, se observa un aumento en los niveles de biomarcadores de daño por EO inducida por infiltración de macrófagos M1 en el tejido adiposo22. Se ha propuesto que el EO generado por la disfunción mitocondrial y desregulación de NOX2 en el músculo esquelético, junto con la disfunción del adipocito en sobrepeso/obesidad inducida por macrófagos M1 juegan un papel relevante en la patogénesis de la DMT25,23. Teniendo en cuenta el papel que desempeña el EO en la patogénesis de la DMT2 y el desarrollo de complicaciones asociadas, la evidencia actual sugiere que la disminución de factores pro oxidantes o el aumento de factores antioxidantes debe ser considerado en el tratamiento de esta patología14,16.

3. Estrés oxidativo inducido por ejercicio y hormesis

La práctica regular de ejercicio físico ha sido ampliamente promovida debido a sus múltiples efectos para la salud, entre los cuales destacan el aumento de la función cardiovascular y respiratoria, mejora de la composición corporal, mayor control glicémico, entre otros8. En la última dé- cada, diversos reportes han indicado que la realización de ejercicio físico promueve la producción de EROs debido principalmente a una elevación de la actividad excito-contráctil del músculo esquelético11,25. Dicho fenómeno genera un desbalance redox de carácter transitorio denominado “estrés oxidativo inducido por ejercicio”15. Una de las principales fuentes de EROs en el músculo esquelético durante la realización de ejercicio es el complejo enzimático NOX2, localizado en la membrana del sarcolema, túbulo transversal y retículo sarcoplasmático del músculo esquelético15. Durante la despolarización de la fibra muscular existe liberación de ATP vía pannexina, proceso que permite la activación de receptores purinérgicos asociados a la vía de señalización de IP3, generando liberación de Ca2+ desde el retículo sarcoplasmático (RS) y activación de la proteínas kinasas dependientes de Ca2+ (PKC). La PKC fosforila la subunidad citoplasmática de NOX2 (p47/ Phox), generando un cambio conformacional que favorece el acoplamiento de esta a las subunidades de la membrana plasmática de NOX2, volviendo al complejo NOX2 funcional26. Otros mecanismos de producción de EROs en el músculo esquelético corresponden a la activación de enzimas como la fosfolipasa A2 (PLA2), óxido nítrico sintetasa neural (nNOS), y en menor medida, la generación de O2” desde la cadena transportadora de electrones mitocondrial15. En paralelo, el endotelio de los vasos sanguíneos que irrigan al tejido muscular también está involucrado en la producción de EROs, siendo las enzimas xantina oxidasa (XO) y óxido nítrico sintasa endotelial (eNOS) las principales responsables15.

La producción de EROs durante la realización de ejercicio es aguda y de corta duración, pudiendo aumentar los niveles de biomarcadores de daño por EO como malondialdehído (MDA) y proteínas carbonilo (PC) en sangre entre 24 a 48 h27. Las EROs generadas durante la realización de ejercicio inducen adaptaciones siguiendo el principio de “hormesis”11, permitiendo activar distintas vías de señalización, las cuales a su vez confluyen en la activación de factores transcripcionales tales como los factores Nrf2, NF-ĸB y el cofactor de transcripción PGC-1α25.

Nrf2 normalmente está secuestrado en el citosol por Keap1. Tras la estimulación oxidativa, se modifican covalentemente los grupos tiol de Keap1 disociandose de Nrf2, permitiendo que éste transloque al núcleo uniéndose a los ARE (“Antioxidants Response Elements”) que aumentan la expresión de enzimas antioxidantes28,29.

En el caso del complejo NF-ĸB, las EROS disocian el complejo trimérico preformado por la proteína inhibitoria IĸB (inhibidor de NF-ĸB) y el dímero de proteína p50/p65. Al mismo tiempo, inducen cambios redox que dan como resultado la fosforilación de la subunidad IĸB, activando de este modo su digestión proteolítica. Cuando la subunidad IĸB se desprende del heterodímero p60/p65, NF-ĸB puede translocarse al núcleo, unirse a ADN e iniciar la transcripción asociadas a citokinas como IL-6 28,29.

PGC-1α actúa como un coactivador transcripcional a través del reclutamiento y la corregulación de múltiples factores de transcripción que regulan la expresión génica del músculo esquelético, incluyendo Nrf-2, lo que permite la biogénesis mitocondrial junto con el aumento de la expresión de enzimas antioxidantes28,29.

La activación de Nrf2, NF-ĸB y PGC-1α inducida por el ejercicio permite el aumento de contenido y actividad de las enzimas SOD, CAT y GPx2527,29. Adicionalmente, promueven un aumento en los niveles de glutatión en los tejidos, elevación de la capacidad antioxidante del plasma27 y una mayor biogénesis mitocondrial29, permitiendo una mejora en la defensa antioxidante y disminuyendo los niveles de biomarcadores de estrés oxidativo30.

4. Efectos de distintos protocolos de ejercicio físico sobre marcadores de estrés oxidativo en pacientes con diabetes mellitus tipo 2

Para el tratamiento de la DMT2, los principales protocolos de ejercicio físico recomendados son los ejercicios continuos de moderada intensidad (ECMI)31, ejercicios de sobrecarga (ES)32, ejercicios intervalados de alta intensidad (EIAI)33, y la combinación de ECMI y ES conocida como ejercicio concurrente (EC)34.

4.1. Ejercicio de sobrecarga

El ejercicio de sobrecarga (ES), también conocido como “ejercicio de fuerza” o de “contra resistencia”, consiste en la ejecución de movimientos monoarticulares o poliarticulares en contra de una resistencia, la cual generalmente es propiciada por pesos libres o máquinas de sobrecarga32.

Aunque la evidencia muestra que la realización de ES promueve una mejora de la salud metabólica en pacientes con DMT235, no se han observado cambios significativos sobre parámetros de EO en este tipo de pacientes36. Interesantemente, la respuesta del ES sobre marcadores de EO parece depender del estado de salud de los pacientes, observándose una disminución en los niveles plasmáticos de MDA37,38 y un aumento en la actividad sanguínea de GPx en sujetos sanos posterior a protocolos de 3 series a 65-70% de 1 RM, 3 veces por semana durante 6-8 semanas37. Así mismo, posterior a protocolos de alta intensidad (3 × 3-6 repeticiones a 85-90% de 1 RM) se ha constatado un aumento de la actividad de SOD en sangre37. Sin embargo, una diferencia importante entre los trabajos con sujetos sanos37,38 y el ensayo con pacientes diabéticos36 es la diferencia de edades entre los participantes, siendo los primeros menores a 30 años, mientras que los segundos son mayores a 50 años. Por lo tanto, dada la escasa información existente en relación al ES y el estrés oxidativo en pacientes con DMT2, no es posible identificar si la baja efectividad de este protocolo se debe a una menor respuesta de adaptación propia de los pacientes con DMT2 o si depende de la edad de los sujetos (Tabla 2).

Tabla 2 Efectos del entrenamiento físico sobre marcadores de estrés oxidativo en pacientes con diabetes mellitus tipo 2 

Protocolo de ejercicio Estudio Tipo de estudio Participantes Modalidad Intensidad, volumen y pausa Sesiones y duración intervención Cointervención nutricional Cambios en biomarcadores de EO y tejido de detección de EROs Cambios en otras variables clínicas relevantes
ES Neves de Oliveira 201236 Estudio clínico aleatorizado 10 hombres y mujeres (54,10 ± 8,94 años) Máquinas de sobrecarga Semana 1 −2: 2 × 10 rep. al 50% de 1RM, 2 min pausa por serie
Semana 3-12: 4 × 8-12 RM hasta el agotamiento
3 × semana; 12 semanas No declara cointervención nutricional ↔ Actividad enzimática CAT, SOD y GPx en eritrocitos.
↔ MDA plasmático.
↔ HbA1c (%)
↔ Glicemia en ayunas
ECMI Kurban 201140 Estudio clínico aleatorizado 30 hombres y mujeres (53,77 ± 8,2 años) Caminata 50 min por sesión: 10 min calentamiento, 30 min caminata a moderada intensidad (no especificado) y 10 min vuelta a la calma 3 × semana; 3 meses No declara cointervención nutricional ↑ Capacidad antioxidante total del plasma. ↓ Presión sistólica
↓ Presión diastólica
Moghaddam 201141 Cuasi-experimental 11 hombres (56 ± 8 años) Bicicleta estática 75% FC. max estimada, con un aumento progresivo del volumen de trabajo: desde 25 min la primera semana hasta 50 min la última semana 3 × semana; 3 meses No declara cointervención nutricional ↑ Peroxirredoxina 2 en eritrocitos ↑ Capacidad máxima de trabajo
↓ IMC
↓ Glicemia en ayunas
Nojima 200843 Cuasi-experimental 87 hombres y mujeres (55,7 ± 1,1 años) Opcional: caminata, trote, nado o bicicleta Grupo A: (n = 43): 30 min al 50% VO2 peak más supervisión en centro de fitness
Grupo B: (n = 44): 30 min al 50% VO2 peak
Grupo A: 3 × semana más 1 sesión de supervisión por mes
Grupo B: 3 × semana 12 meses
No declara cointervención nutricional ↓ 8-OH-dG en orina a los 6 y 12 meses, en ambos grupos ↓ Albúmina glicosilada a los 12 meses
↓ Masa grasa (%) a los 6 meses
↓ Presión sistólica a los 6 y 12 meses
↓ HDL-colesterol a los 12 meses
Neves de Oliveira 201236 Estudio clínico aleatorizado 11 hombres y mujeres (52,09 ± 8,71 años) Bicicleta estática Intensidad de 80-85% FCmax Semana 1: 20 min Semana 2-4: Adición de 10 min por semana. Semana 5-12: 50 min 3 × semana; 12 semanas No declara cointervención nutricional ↑ Actividad enzimática de CAT en eritrocitos
↑ Actividad enzimática de SOD en eritrocitos
↑ VO2max
↑ Grupos sulfhidrilos en sangre
↓ Cortisol en sangre
Krause 201442 Estudio clínico aleatorizado 13 hombres (52,8 ± 7,2 años) Caminata libre Grupo A (n = 12): 30-40% VO2max Grupo B (n = 13): 55-65% VO2max 3 × semana; 16 semanas No declara cointervención nutricional ↑ CAT plasmático en grupo B
↓ Carbonilación proteica plasmática en ambos grupos
↔ Grasa corporal (%)
↔ Presión sistólica
↔ Presión diastólica
↔ Proteína C reactiva
↔ VO2max
↔ Glicemia en ayunas
↔ HbA1c (%)
↔ Insulina en sangre
↔ Índice HOMA
↔ Colesterol total
↔ LDL
↔ HDL
↔ Triglicéridos
Mitranun 201433 Estudio clínico aleatorizado 14 hombres y mujeres (61,7 ± 2,7 años) Cinta rodante 30 min al 50-65% del VO2max 3 × semana; 12 semanas No declara cointervención nutricional ↔ MDA en eritrocitos
↔ GPx en eritrocitos
↔ SOD en eritrocitos
↓ Grasa corporal (%)
↓ Índice cintura/cadera
↓ FC reposo
↓ Glicemia en ayunas
↓ Índice HOMA
↓ LDL
↑ Fuerza de extensión de piernas
↑ VO2max
↑ Dilatación mediada por flujo
↑ Flujo cutáneo
↑ HDL
EIAI Mitranun 201433 Estudio clínico aleatorizado 14 hombres y mujeres (61,2 ± 2,8 años) Cinta rodante 4-6 intervalos de 1 minuto de esfuerzo al 80-85% del VO2max, seguidas de 4 min de pausa activa al 50% del VO2max 3 × semana; 12 semanas No declara cointervención nutricional ↓ MDA plasmático
↑ GPx en eritrocitos
↓ Masa corporal total
↓ IMC
↓ Grasa corporal (%)
↓ Índice cintura/cadera
↓ FC reposo
↓ PAS
↓ Glicemia en ayunas
↓ Índice HOMA
↓ HbA1c (%)
↓ Colesterol total
↓ LDL
↓ Factor de von Willebrand
↑ Fuerza de extensión y flexión de piernas
↑ VO2max
↑ NO
↑ Dilatación mediada por flujo
↑ Flujo cutáneo
EC Neves de Oliveira 201236 Estudio clínico aleatorizado 10 hombres y mujeres (57,90 ± 9,82 años) Bicicleta estática, máquinas de sobrecarga Semana 1: 2×1 5 min a FC de umbral anaeróbico; 1×15 rep 50% 1RM 3 × semana; 12 semanas No declara cointervención nutricional ↔ Actividad enzimática de CAT en eritrocitos
↔ Actividad enzimática de SOD en eritrocitos
↔ HbA1c (%)
↔ Glicemia en ayunas
Semana 2: 3×5 min a FC de umbral anaeróbico; 2×1 5 rep 50% 1 RM ↔ Actividad enzimática GPx en eritrocitos
↔ MDA plasmático
Semana 3: 1 × 5 min + 2 × 7,5 min; 2×8-12RM
Semana 4-12: 1 × 5 min + 2×10 min; 2×8-12RM
Vinetti 201534 Estudio clínico aleatorizado 20 hombres (40-70 años) Ejercicios de calistenia, pesos para tobillos, mancuernas y bandas elásticas; bicicleta estática y ejercicios de estiramiento estático Resistencia: FC 5 lat/min debajo del umbral de intercambio gaseoso
Fuerza: 40-50 min
Desde 3×8 hasta
llegar a 3 × 12-1 5 repeticiones
Flexibilidad: antes y después de ejercicios de fuerza
No especificado
Volumen semanal de trabajo fue aumentando de forma progresiva desde 140 a 270 min; 12 meses
No declara cointervención nutricional ↓ POVC y PGPC plasmático. ↑ VO2max.
↑ Umbral de intercambio gaseoso
↓ Circunferencia de cintura
↓ Colesterol total
↓ LDL
↓ Insulina en ayunas
↓ Índice HOMA

Siglas: ↔ no hay cambios significativos; ↑ aumento significativo; ↓ disminución significativa. 8-OH-dG: 8-oxo-7,8-dihidro-2’-desoxiguanosina; CAT: catalasa; EC: ejercicio concurrente; ECMI: ejercicio continuo de moderada intensidad; EIAI: ejercicio intervalado de alta intensidad; ES: ejercicio de sobrecarga; FC reposo: frecuencia cardiaca de reposo; FCmax: frecuencia cardiaca máxima; GPx: glutatión peroxidasa; HbA1c: hemoglobina glicosilada; IMC: índice de masa corporal; MDA: malondialdehido; NO: óxido nítrico; POVPC: Palmitoil oxovaleroil fosforilcolina; PGPC; Palmitoil glutaril fosforilcolina; RM: repetición máxima; SOD: superóxido dismutasa; VO2max: consumo máximo de oxígeno; VO2 peak: consumo pico de oxígeno.

4.2. Ejercicio continuo de moderada intensidad

El ejercicio continuo de moderada intensidad (ECMI) o “ejercicio aeróbico” es un tipo de ejercicio caracterizado por la predominancia de la vía metabólica oxidativa y por la ejecución de modalidades cíclicas (caminata, trote, bicicleta, etc.) que involucran grandes grupos musculares39. Según la metodología empleada, la intensidad del ejercicio puede ser baja o moderada, siendo esta última fundamental en la regulación y control de la glicemia39.

Respecto a los efectos del ECMI sobre biomarcadores relacionados al estrés oxidativo en pacientes con DMT2, en la mayoría de los ensayos se han observado mejoras en relación al balance redox, tanto por un aumento de los niveles de biomarcadores antioxidantes en sangre37,4042 como por una disminución de biomarcadores de oxidación de proteínas en sangre42 y ADN en orina43. Así mismo, dichas respuestas coinciden con efectos positivos sobre diversos parámetros clínicos tales como incremento de la función cardiovascular36,4042, control del perfil lipídico37, mejora de la composición corporal41,43 y control glicémico41,43. Solo en un estudio no se hallaron cambios estadísticamente significativos en la abundancia/actividad antioxidante ni en marcadores de daño por estrés oxidativo, específicamente en los niveles de MDA33. A pesar de esto, se observaron efectos positivos sobre parámetros clínicos como glicemia en ayunas, índice HOMA y el porcentaje de grasa corporal33. Interesantemente, Krause y colaboradores reportaron un aumento significativo en la actividad de la CAT en sangre posterior a un protocolo de caminata libre a moderada intensidad, y una disminución de los niveles de proteínas carboniladas con protocolos de baja/moderada intensidad. Sin embargo, dichos efectos ocurrieron en ausencia de cambios estadísticamente significativos en parámetros como el porcentaje de grasa corporal, glicemia en ayunas o índice HOMA42. No obstante, sí se observaron cambios clínicamente significativos en el porcentaje de grasa corporal, constatándose disminuciones de aproximadamente 2% posterior a la intervención42. Dado que la mayoría de los protocolos emplean tiempos de ejercicio iguales o superiores a 30 min e intensidad moderada, la respuesta al ECMI sobre los niveles de EO parece ser dependiente de la duración de la intervención y la edad de los sujetos, mientras que la modalidad de ejercicio empleada no parece influir. De este modo, se observa que en sujetos con una edad promedio 61,7 ± 2,7 años se requiere de un tiempo de intervención igual o superior a las 16 semanas, mientras que, en grupos menores a 60 años, 12 semanas parecen ser suficientes para constatar cambios (Tabla 2).

4.3. Ejercicio intervalado de alta intensidad

El ejercicio intervalado de alta intensidad (EIAI), también conocido por su sigla en inglés “HIIT’ (“high-intensity interval training”) o “ejercicio intermitente”, se caracteriza por la realización reiterada de breves períodos de trabajo (de 10 seg hasta 4 min) a una intensidad relativa superior al umbral anaeróbico, seguido de periodos de recuperación a baja intensidad o descanso absoluto44.

Respecto a los efectos del EIAI sobre marcadores de estrés oxidativo en pacientes con DMT2, la evidencia es escasa. Un ensayo clínico realizado por Mitranun y colaboradores33 reclutó a 43 pacientes, los cuales fueron distribuidos aleatoriamente en tres grupos: I) EIAI, II) ECMI y III) grupo control que permaneció sin realizar ejercicio. La intervención de entrenamiento consistió en trotar sobre un tapiz rodante durante 12 semanas con tres sesiones por semana, con un aumento en la duración de la sesión desde 30 a 60 min. Si bien no se observaron cambios estadísticamente significativos en las concentraciones de SOD en ninguno de los grupos experimentales, sólo en el grupo de EIAI se observó una disminución significativa de MDA y un aumento de la actividad de la enzima GPx33. Estos resultados coincidieron con una disminución de %HbA1c, glicemia en ayunas e índice HOMA, además de la mejora de otros parámetros clínicos relacionados con la función cardiovascular, perfil lipídico y composición corporal33 (Tabla 2).

4.4. Ejercicio concurrente

El protocolo de ejercicio concurrente (EC) generalmente combina el ECMI con ES dentro de la misma sesión de entrenamiento45. A nivel metabólico se han demostrado sus beneficios sobre el control glicémico en pacientes con DMT246. Respecto a la efectividad del EC sobre parámetros de EO se ha observado que dichos efectos parecen ser evidentes a largo plazo. Neves de Oliveira y colaboradores no hallaron cambios significativos en la actividad antioxidante de GPx, SOD, CAT ni en los niveles de MDA en sangre posterior a un protocolo de 12 semanas de duración36. Por otra parte, Vinetti y colaboradores, quienes aplicaron un protocolo de ejercicios de 12 meses, observaron una disminución significativa en marcadores de daño de la membrana plasmática inducidos por EO, además de una disminución del índice HOMA y una mejora significativa de la composición corporal, el perfil lipídico y la función cardiovascular en pacientes con DMT234 (Tabla 2).

Conclusiones

El ejercicio físico es un medio fundamental para la prevención y tratamiento de diversas enfermedades crónicas como la DMT2. A su vez, una óptima prescripción de ejercicio físico es capaz de inducir respuestas de adaptación que conducen a la mantención del balance redox al interior del organismo. Considerando lo anterior y el papel que desempeña el EO en la patogénesis de la DMT2 y el desarrollo de complicaciones asociadas a la enfermedad, el ejercicio físico parece ofrecer nuevos beneficios para el control de pacientes con DMT2.

La evidencia encontrada y resumida en la presente revisión sugiere que la efectividad del ejercicio físico en la disminución de biomarcadores de EO depende principalmente del protocolo de ejercicios aplicado a los pacientes con DMT2. De este modo, los protocolos ECMI y EIAI parecen ser estrategias de mayor efectividad, mientras que el ES y el EC han mostrado tener una menor evidencia respecto a su eficacia en la disminución de los biomarcadores de estrés oxidativo. No obstante, la mayoría de los protocolos de ejercicio estudiados presentan mejoras significativas en parámetros clínicos tales como el control glicémico, composición corporal y la función cardiovascular. A futuro, se requieren nuevos estudios que indaguen la relevancia de los efectos del ejercicio sobre el balance redox en el contexto de la prevención de enfermedades asociadas al EO crónico.

Trabajo no recibió financiamiento.

Referencias

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Recibido: 04 de Junio de 2017; Aprobado: 03 de Diciembre de 2017

Correspondencia a: Carlos Poblete-Aro Laboratorio de Nefrotoxicidad y Estrés Oxidativo, Programa de Farmacología Molecular y Clínica, Facultad de Medicina. Universidad de Chile. Santiago, Chile. carlos.poblete.aro@gmail.com

a

Terapeuta en Actividad Física y Salud, Profesor de Educación Física, MSc en Fisiología.

b

Profesor de Educación Física, MSc en Fisiología.

c

Químico Farmacéutico, PhD© en Farmacología.

d

Profesor de Educación Física.

e

Terapeuta en Actividad Física y Salud.

f

Profesor de Educación Física. PhD.

Los autores declaran no tener conflictos de interés.

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