¿Qué tipo de ejercicio consigue estimular en mayor medida la liberación de mioquinas representativas del eje músculo-cerebro? Una revisión sistemática

¿QUÉ TIPO DE EJERCICIO CONSIGUE ESTIMULAR EN MAYOR MEDIDA LA LIBERACIÓN DE MIOQUINAS REPRESENTATIVAS DEL EJE MÚSCULO-CEREBRO? UNA REVISIÓN SISTEMÁTICA. WHAT TYPE OF EXERCISE IS ABLE TO STIMULATE A IN GREATER EXTENT THE RELEASE OF MYOKINES REPRESENTATIVE OF THE MUSCLE-BRAIN AXIS? A SYSTEMATIC REVIEW. Titulación: Ciencias de la Actividad Física y del Deporte Tutor: Luis Carrasco Páez Alumno: Javier Vela Casado 1 Índice 1. Resumen ................................................................................................................... 2 2. Abstract ..................................................................................................................... 2 3. Introducción .............................................................................................................. 2 4. Marco Teórico ........................................................................................................... 4 a. Problema de investigación .................................................................................... 9 b. Objetivo ................................................................................................................ 9 5. Metodología de investigación ................................................................................... 9 a. Cuestión principal ................................................................................................. 9 b. Estrategia de búsqueda ....................................................................................... 10 c. Selección de estudios .......................................................................................... 10 d. Período temporal ................................................................................................. 11 6. Resultados ................................................................................................................ 11 7. Discusión ................................................................................................................ 20 8. Conclusiones ........................................................................................................... 24 9. Referencias ............................................................................................................. 24 2 1. Resumen Las mioquinas son péptidos secretados por el músculo las cuales tienen efectos endocrino. Estas relacionan estructuras complejas, como el tejido muscular y el sistema nervioso central. La práctica de ejercicio físico provoca como respuesta, la liberación de mioquinas representativas del eje músculo-cerebro. Según el tipo de ejercicio que realicemos, tendremos una magnitud de respuesta determinada en función del tipo de mioquina que se analicemos. El objetivo de esta revisión es analizar distintos tipos de protocolos de ejercicio aplicados en adolescentes y jóvenes adultos, analizando la respuesta de liberación del BDNF, IGF-1 y de la irisina. Todos los protocolos producen respuestas a corto plazo, alcanzándose niveles basales a posteriori de la aplicación del estímulo. Dentro de los factores a tener en cuenta, debemos destacar el sexo, la condición física y el tipo de protocolo, a la hora de producir una respuesta determinada según la liberación de cada mioquina. Finalmente, encontramos al ejercicio interválico de alta intensidad como mejor herramienta para producir una mayor respuesta en la liberación de mioquinas representativas del eje músculo-cerebro. Palabras claves: Mioquinas, Ejercicio físico, IGF-1, Irisina y BDNF 2. Abstract Myokines are peptides secreted by the muscle which have endocrine effects. These relate complex structures, such as muscle tissue and the central nervous system. The practice of physical exercise cause, as a response, the release of representative myokines of muscle-brain axis. Depending on the exercise´s type performed, we will have a particular response according to the type of myokine analized. The aim of this review is to analyze different exercise´s protocols applied in adolescent and young adults, reviewing the release response of BDNF, IGF-1 and irisin. Every protocol produces short-term response, reaching basal levels after the stimulus´ application. Factors to consider are, sex, physical condition and the type of protocol when producing a specific response based on the release of each myokine. Finally, high-intensity Interval training is identified as the best tool to elicit a greater response in the release of myokines representative of the muscle-brain axis. Keywords: Myokines, Physical Exercise, IGF-1, Irisin, and BDNF. 3. Introducción El presente documento supone la materialización de mi trabajo de fin del grado en Ciencias de la Actividad Física y del Deporte, el principal objetivo de este es la aplicación y desarrollo, de todas los conocimientos, capacidades y competencias aprendidas durante estos 4 años. 3 Gracias a la flexibilidad que permite este proyecto. Tengo la capacidad de poder elegir la materia de estudio, algo que me motiva enormemente para darle un significado más profundo a este trabajo. Como alumnos del grado en Ciencias de la Actividad Física y del Deporte, está por supuesto el interés por las protagonistas que dan nombre a nuestra titulación. Sin embargo, son su multitud de aplicaciones en la vida real, las responsables de que hoy en día, los profesionales del ejercicio estemos presentes en una variedad inmensa de escenarios y contextos, cumpliendo una función muy importante ayudando a millones de personas con distintos objetivos. En mi caso, considero fascinante la complejidad anatómica y fisiológica del ser humano, como un nivel tan alto de especialización, a nivel macro como microscópico, nos permite funcionar de forma compleja pero eficaz. El ejercicio es solo una representación externa de estos procesos dinámicos complejos entre el cerebro y el sistema musculoesquelético. Es aquí donde comenzó mi interés al respecto de esta relación acerca de dos grandes estructuras de nuestro cuerpo. Si el cerebro envía la orden, y el músculo ejecuta. ¿Cómo sería el camino inverso? ¿Qué sucede en el cerebro cuando el músculo ejecuta distintas acciones? La base fisiológica del ejercicio es la aplicación de un estrés al cuerpo, que, de manera controlada, produce diferentes respuestas a nivel bioquímico para que el organismo recupere la homeostasis. De esta forma, el ejercicio y por tanto, el aparato locomotor, se relaciona con el resto de estructuras del cuerpo humano, convirtiéndose ya no solo en el responsable de nuestro movimiento, postura y respiración, entre otras reconocidas acciones, sino que además debemos añadirle la función de órgano secretor. (Pedersen, 2013) Una relación entre dos grandes estructuras es el eje músculo-cerebro, o también llamado “crosstalk muscle-brain”. Esto es gracias a la actividad del músculo esquelético como órgano endocrino a la hora de secretar mioquinas (Nishii et al., 2023). Las mioquinas son péptidos secretados por el músculo esquelético, convirtiendo a esta estructura en órgano endocrino, las cuales tienen distintas acciones en diferentes 4 estructuras del cuerpo, puesto que, al liberarse estas mioquinas, pueden estar adheridas a membranas celulares, o libremente tanto en citoplasmas como en la propia sangre. En función de sus características y marcadores bioquímicos, estas mioquinas tendrán determinado un tejido objetivo en la que realizarán distintas acciones, relacionadas con la cognición, con el sistema hormonal, entre otras muchas. (Binder y Scharfman, 2004) (Llamazares, 2020). La importancia fisiológica de las mioquinas en su relación entre el músculo y el cerebro, es que estas, se regulan, expresan y secretan gracias a la actividad contráctil muscular (Schnyder and Handschin, 2015). La importancia respecto a esta relación, son los efectos que se producen a nivel cerebral en cuanto al ejercicio. Podemos destacar, la reducción del riesgo de demencia, la mejora del estrés y la ansiedad, además de las capacidades cognitivas y ejecutivas. Pues, ya no solo, que a partir de esta relación el ejercicio protege al cerebro, sino que potencia su funcionamiento en materias académicas y ejecutivas.(Severinsen y Pedersen, 2020) Hoy en día se han identificado más de 650 mioquinas tanto relacionadas con el cerebro, como no. Dentro de las cuales, las más representativas respecto al eje músculocerebro se expondrán en el siguiente apartado De esta forma, el ejercicio físico a través de las mioquinas, al relacionarse con otras estructuras, como el cerebro, podemos mejorar la salud y el rendimiento de estas estructuras a través de la actividad física. Por eso mismo, con la práctica deportiva, ya no solo mejoramos la salud del cuerpo, sino que también mejoramos la salud de la mente. Recapitulando la anterior expresión de mi interés acerca esta relación entre el músculo y el cerebro. Las mioquinas son el objeto a mi pregunta. Para ello, voy a realizar como trabajo de fin de grado una investigación a modo de revisión para conocer aún más sobre ellas, sus procesos en el cerebro y su manifestación según qué tipo de actividad física. 4. Marco Teórico La relación que se establece entre el músculo y el cerebro viene dada por la acción del tejido muscular para producir cambios que deriven en la función cerebral, esta relación afecta tanto al metabolismo como al propio movimiento, influyendo uno al otro respectivamente, siendo los protagonistas principales de esta relación, la mitocondria como responsable del aporte energético o ATP a través de procesos como la respiración 5 celular, y la miosina, como proteína más abundante del tejido muscular, y responsable de la acción de la contracción muscular (Jena et. al, 2022). Estos cambios se basan en la secreción de mioquinas, las cuales producen una regulación en la función del hipocampo (Pedersen, 2019). Junto a esto, podemos destacar diversos efectos beneficiosos del ejercicio físico a lo que el cerebro se refiere, destacando entre otras, el aumento de la densidad sináptica, el aumento de la vascularización y glías, además de la estimulación de procesos como la neurogénesis y neuroplasticidad (Maureira, 2009). La neuroplasticidad se basa en la capacidad del cerebro para cambiar su morfología, por tanto, su funcionalidad, debido a las modificaciones de las interacciones neuronales. Este proceso permite al cebero adaptarse y tener la capacidad de recuperarse ante una patología, construyendo nuevos caminos neuronales. Esta neuroplasticidad puede verse manifestada en procesos como el aprendizaje o la memoria, siendo esta última la más importante y factible prueba del proceso (Gulyaeva, 2017) Un factor a tener en cuenta, dentro de esta relación, es las propiedades anatómicas a la que están sujetas cada una de estas estructuras. En el caso del músculo esquelético, este se distribuye por todo el cuerpo y posee un recubrimiento llamado epimisio. Sin embargo, el cerebro, al estar alojado dentro del cráneo, posee según el Instituto Nacional del Cáncer, “una red de vasos sanguíneos y tejido compuesta de células muy juntas que impiden el paso de sustancias dañinas, bacterias, y muchos de los medicamentos contra el cáncer de encéfalo”, denominada barrera hematoencefálica. Esto hace que el cerebro posea una protección vascular a la cual las mioquinas deban trazar distintas rutas para poder producir sus efectos en esta estructura. Pedersen y colaboradores propusieron en 2007 una definición de mioquinas clasificándolas como “citoquinas y otros péptidos que son producidas, expresadas y liberadas por las fibras musculares, produciendo efectos endocrinos”. Al relacionarse con los músculos, la actividad contráctil se constituye como elemento regulador, expresándose y secretándose una o varias mioquinas de forma simultánea y controlada (Franco, 2019). Dentro de las mioquinas representativas del eje músculo-cerebro, investigaremos a fondo el factor neutrófico derivado del cerebro, el factor de crecimiento de la insulina 1 y la irisina. 6 El BDNF o factor neutrófico derivado del cerebro es una neurotrofina del cerebro de los mamíferos que regula multitud de procesos relacionados con la funcionalidad cerebral a partir de la activación del TRkB (Colucci-D´Amato et. al, 2020). El Trkb es un receptor que se encarga de la supervivencia y desarrollo neuronal, además de producir respuestas en respuestas adaptativas y situaciones patológicas (Deogracias, 2007). El factor neutrófico derivado del cerebro se concentra principalmente en el córtex y el hipocampo a lo que el sistema nervioso central se refiere, mientras que en el sistema nervioso periférico se almacena en las plaquetas. Este elemento es mayoritariamente sintetizado por el cerebro, sin embargo, el músculo esquelético puede cumplir parte de su síntesis (Matthews et. al, 2009). Entre sus funciones más destacadas, tenemos la neurogénesis o nacimiento de nuevas neuronas, la diferenciación de estas, aumento de la plasticidad sináptica, la potenciación a largo plazo y la mejora de las funciones cognitivas. (Fernández y Santi, 2022). La potenciación a largo plazo en el hipocampo cumple una función de memoria gracias a la unión del BDNF con el TrkB (Leal et. al, 2014). Esta es una forma plasticidad sináptica en la cual se modifican las conexiones neuronales o sinapsis, estas pueden aumentar o disminuir su eficacia, acompañados de cambios morfológicos. La potenciación a largo plazo puede caracterizarse según la duración de esta, como la potenciación a corto plazo (STP) o su acción, habiendo potenciación a largo plazo (LTP) o depresión a largo plazo (LTD). (Lu et. al, 2008) (France et. al, 2022) La IGF1 es un péptido con actividad en diversos procesos de crecimiento, desarrollo y metabolismo, siendo además su relación con la hormona de crecimiento (GH) desde la perspectiva endocrina, se desarrolló la “Hipótesis Somatomedina”, la cuál consiste en que los procesos de crecimiento somático no solo provienen de la acción de la GH, siendo que esta cuando llega al hígado, se libera IGF-1 y esta última promueve acciones de crecimiento y proliferación somática, como podemos observar en la Figura 1. (Akers, 2006) (Werner, 2023). La IGF1 es una mioquina que tiene acción sobre el anabolismo y catabolismo muscular, estando relacionada por tanto con afecciones como la sarcopenia o artritis reumatoide en la que tenemos bajos niveles de IGF1 (Yoshida y Delafointaine, 2020). Junto a esto, al elevarse su concentración, tiene acción sobre la neurogénesis, la supervivencia neuronal y la neuroplasticidad (Ben-Zeev, et. al, 2022). Siendo peligroso 7 su baja concentración debido a la edad, ya que, unos niveles pobres de IGF-1 se relacionan con envejecimiento cardiovascular, hipertensión y deficiencia cognitiva. (Guan et. al, 2023) Figura 1 Hipótesis modificada de la acción de la somatomedina IGF1 (insulin-like growth factor). Nota. Justificación de la incorporación de la IGF-1 en la cascada hormonal desde la pituitaria hasta el tejido objetivo en relación con la hormona de crecimiento (GH). Tomado de (Akers, 2006). Además, podemos destacar otros procesos como la reducción del apetito con relación al cerebro, responsabilidad en la formación ósea, aumento de la producción de la glucosa hepática durante el ejercicio, en la reducción de la masa visceral, dentro del músculo apreciamos una acción de aumento de la toma de glucosa por parte del músculo o los procesos de hipertrofia y en distintas regiones como el páncreas o en la glándula adrenal (Severinsen y Pedersen, 2020). La irisina es una mioquina dependiente del ejercicio (Trujillo et. al, 2016). Esta puede encontrarse tanto en la sangre como en la membrana celular de otros tejidos, como en el propio citoplasma. Entre sus acciones, podemos destacar sus efectos tanto en el músculo como en el hueso, o la angiogénesis (Grzeszczuk et. al, 2024) Sin embargo, este tiene numerosas funciones que se han ido descubriendo poco a poco, entre las que podemos destacar, tenemos la inducción termogénica del tejido adiposo blanco a pardo, por un proceso llamado “pardeamiento”, causando un incremento del gasto energético además de regular el metabolismo de la glucosa (Pelczyńska et. al, 2023). 8 Alejándonos del panorama muscular, la irisina es una mioquina que se relaciona con el factor neutrófico derivado del cerebro (BDNF) estimulándolo en el hipocampo, una región del cerebro en la que están relacionados distintos procesos como el aprendizaje o la memoria (Wrann et. al, 2013). Además, también tiene actividad en el hígado a la hora de sintetizar glucógeno o inhibir la gluconeogénesis. Junto a esto, la irisina tiene trascendencia en las funciones cognitivas, mejorando la cognición, aprendizaje y memoria. En el apartado patológico, tenemos evidencia de descensos de riesgo tanto de cáncer como de enfermedades cardiovasculares (Liu et. al, 2022), diabetes tipo 2, osteoporosis, Alzheimer o isquemia cerebral (Waseem et. al 2022). De esta forma, la irisina es una justificación bioquímica de la importancia del ejercicio físico para la mejora de las patologías mencionadas anteriormente. Por otro lado, tenemos otras mioquinas que podríamos nombrar como la musclina, un péptido secreto por fibras tipo II, entre otras funciones muy importantes, podemos destacar el aumento de la sensibilidad a la insulina, metabolismo hepático o procesos como la angiogénesis como hemos explicado anteriormente.(Franco, 2019). Además, cabe mencionar a la mioquina LIF (Factor inhibitorio de leucemia), esta citoquina perteneciente a la familia de la interleucina-6, produce efectos de estimulación o inhibición de la proliferación, diferenciación y supervivencia de un abanico muy amplio de células (Nicola y Babon, 2015). Sin embargo, estas se alejan de nuestro marco de investigación, pero considero adecuado nombrarlas debido a su gran importancia fisiológica. Como hemos observado, a parte de la presencia de varias mioquinas, estas tienen una abanico de acción muy amplio, incidiendo en distintas áreas corporales. En referencia a la relación entre el músculo y el cerebro, hemos teorizado la influencia que puede tener el ejercicio para los procesos neuronales anteriormente mencionados, como la neurogénesis, la plasticidad sináptica o la importancia en el hipocampo dentro del propio sistema nervioso central. Sin embargo, no tenemos evidencia clara respecto a las variables determinantes sobre el tipo de ejercicio necesario para producir respuestas eficaces de estos péptidos. En el momento, que dominemos el tipo de ejercicio, su intensidad o volumen como variables 1 Fonseca et. al, 2021 12 sujetos BDNF Crónica Entrenamiento anaeróbico continuo 3 sesiones durante 6 semanas, desde 24 Aumento del BDNF P(BDNF)= <0,05 García et. al, 2020 17 sujetos BDNF Aguda Entrenamiento aeróbico-anaeróbico continuo y entrenamiento interválico de alta intensidad 1 sesión (duración hasta pérdida de potencia) Sin efectos P(BDNF)= 0,388 He Z et. al, 2019 14 sujetos Irisina Aguda Entrenamiento aeróbico-anaeróbico continuo 1 sesión de 45 minutos Sin efectos P(Irisina)=0,121 Khandekar et. al, 2022 40 sujetos BDNF e IGF-1 Aguda Entrenamiento interválico de alta intensidad 1 sesión de 25 minutos Aumento del BDNF e IGF-1 P(BDNF-Hombre)= {0,012-0,038} P(IGF-1-Hombre)= {0,136-0,480) P(BDNF-Mujer)= {0,007-0,341} P(IGF-1-Mujer)= {0,034-0,039} Kujach et. al, 2020 36 sujetos BDNF e IGF-1 Aguda Entrenamiento interválico de alta intensidad 1 sesión de 7 minutos y 30 segundos Aumento tanto del BDNF como del IGF-1 P(BDNF)= <0,01 P(IGF-1)= <0,01 15 2 Martínez et. al, 2020 25 sujetos BDNF Aguda Entrenamiento interválico de alta intensidad 1 sesión de 20 minutos Aumento del BDNF P(BDNF)= <0,001 Nakashima et. al, 2023 80 sujetos BDNF Aguda Entrenamiento interválico de alta intensidad 1 sesión de 2 minutos y 30 segundos Aumento del BDNF P(BDNF)= <0,01 Nicolini et. al, 2019 18 sujetos BDNF e IGF-1 Crónica Entrenamiento interválico de alta intensidad 1 sesión de 17 minutos Sin cambios significativos P(BDNF)= 0,549 P(IGF-1)= 0,198 Reycraft et. al, 2020 8 sujetos BDNF e Irisina Aguda Entrenamiento aeróbico continuo, vigoroso continuo e intervalos de sprint 1 sesión de 40 minutos Aumento del BDNF pero no en la irisina P(BDNF)=0,0002 P(Irisina)= >0,05 Zhao et. al, 2020 12 sujetos BDNF Aguda Entrenamiento interválico de alta intensidad 1 sesión de 30 minutos Aumento significativo del BDNF P(BDNF)=0,01 16 En primer lugar, tenemos a Kasyanova y colabores, quienes en 2022, se plantearon estudiar la secreción de mioquinas, modificando los distintos parámetros de la actividad física, como son el volumen y la intensidad, en adolescentes con obesidad. A partir de esa premisa, dividieron la muestra en 3 grupos, con distintos parámetros de duración e intensidad, mediante una caminata en cinta. Los resultados mostraron que una actividad física de baja intensidad realizada menos de 30 minutos no obtiene una respuesta significativa en la liberación de mioquinas. Sin embargo, con una intensidad moderada se produjeron mayores incrementos de las mioquinas. En segundo lugar, Morelli y colaboradores en el año 2020, se propusieron observar el los efectos de la actividad física, según distintas intensidades sobre la adherencia a la dieta mediterránea, analizando la composición corporal y parámetros metabólicos en adolescentes. Para ello, tomaron una muestra de 92 sujetos, los cuales dividieron en 3 grupos: inactividad física, actividad física moderada y actividad física vigorosa. Tras los análisis correspondientes, los investigadores encontraron que a medida que aumenta la intensidad de la actividad física, las concentraciones de irisina aumentan. En tercer lugar, Roh y colaboradores investigaron en 2020, los efectos de la práctica deportiva del taekwondo en la liberación de mioquinas en adolescentes obesos, Para ello, tomaron un grupo control y un grupo experimental, el cual, realizaba 5 entrenamientos semanales de taekwondo durante 16 semanas. Tras ello, descubrieron un aumento significativo de las concentraciones de BDNF además de una reducción significativa de las concentraciones de irisina. A su vez, Williams y colaboradores, tomaron el fútbol como práctica deportiva y evaluaron los efectos agudos en relación con el BDNF en adolescentes. Sin embargo, no encontraron diferencias significativas ni inmediatamente después de la práctica, ni 30,60 o 120 minutos después de 60 minutos jugando al fútbol. Por otro lado, Sanderson y colaboradores, centraron su visión en la natación como práctica deportiva, dividiendo al grupo en adolescentes y adultos. A ambos grupos, aplicaron un entrenamiento interválico de alta intensidad en piscina para comprobar la respuesta de la irisina. Desafortunadamente, no se produjeron cambios en los niveles de irisina ni en el grupo adolescente ni el grupo adulto. 17 1 A lo que el estudio del 2022 de Colpitts y colaboradores se refiere, estos compararon los efectos agudos de la irisina en jóvenes obesos. Para ello, dividieron al grupo en dos, según el tipo de entrenamiento, que sería, moderado y continuo o interválico de alta intensidad. Finalmente, destacaron una mayor respuesta de liberación de irisina a partir del ejercicio interválico de alta intensidad. Respecto a la investigación de Fonseca y colaboradores en 2021, estos investigaron los efectos de un entrenamiento aeróbico durante 6 semanas para comprobar la respuestas de las citoquinas. Para ello realizaron un test en umbral anaeróbico que replicarían condiciones, de intensidad y duración tras 6 semanas de entrenamiento. Como resultados destacamos, que tras una sesión, se aumentaba de forma significativa los niveles de BDNF. Sin embargo, después de 6 semanas de entrenamiento, los niveles de BDNF aumentaron en menor medida. Pasando hacia el estudio de García y colaboradores en 2020, estos evaluaron el efecto de dos protocolos de alta intensidad en la liberación del BDNF. Para ello, dividieron la muestra según un protocolo continuo y un entrenamiento interválico de alta intensidad. Los resultados a las pruebas no pudieron correlacionar ambos protocolos. Junto a esto, los investigadores destacan que el ejercicio intenso de forma aguda, no alteraba de forma significativa las concentraciones de BDNF. He Z y colaboradores en 2019, se propusieron comprar la respuesta aguda de los biomarcadores al ejercicio aeróbico de intensidad creciente, desde máxima oxidación de las grasas hasta umbral anaeróbico. Para ello, tomaron una muestra de sujetos que realizaron la intervención en cinta de correr, midiéndose la irisina basal, justo después de la prueba, y 1,3,24,48 y 72 horas después de la prueba. A ello, no se encontraron diferencias significativas en las concentraciones de irisina. Si hablamos de la intervención de Khandekar y colaboradores del 2022, quienes evaluaron las diferencias de respuesta al ejercicio intermitente de alta intensidad, tanto del BDNF como de la IGF-1, cuya muestra realizó una sesión de dichas características en cicloergómetro. Los resultados los dividió según el sexo, obteniendo diferencias significativas en el BDNF en hombres y en las mujeres se destacó la IGF-1. En cambio, Kujach y colaboradores en 2020, evaluaron los efectos agudos del entrenamiento interválico realizando sprint, en la función cognitiva, monitorizando los niveles de crecimiento periférico, además de los factores neutróficos y el lactato. Para 18 2 ello, dividieron la muestra en un grupo control y un grupo ejercicio. Los análisis se realizaron previos al entrenamiento, justo al acabar y 1 hora después del entrenamiento. Los resultados fueron muy favorables, ya que se encontraron incrementos significativos tanto en el BDNF como en la IGF-1. Además, el BDNF mantuvo su concentraciones estadísticamente significativa hasta la hora post-ejercicio, aunque la irisina perdió esa significancia, aunque las concentraciones fueron mayores que las basales. En la siguiente intervención, Martínez y colaboradores en 2020, evaluaron los efectos agudos del entrenamiento interválico de alta intensidad en la cognición y los biomarcadores relacionados con el estrés y la memoria de trabajo. Para ello, tomaron una muestra de jóvenes adultos sanos y realizaron un test en cicloergómetro a VO2 pico, analizando el BDNF tanto basal, como justo después y a los 30 minutos de la prueba. Como resultados, obtuvieron un aumento agudo significativo del BDNF pero este desaparecía en la segunda medición. Recientemente, Nakashima y colaboradores presentaron en 2023, un estudio en el que evaluaban los cambios del BDNF según el ejercicio interválico de alta intensidad, realizándose series con una intensidad del 170% del VO2máx. Además, la toma de sangre, se realizaba en niveles basales, justo antes de empezar el test (habiendo hecho un calentamiento), inmediatamente después del test, y a los 5,10,30,60 y 90 minutos después de la actividad. Tras ello, se encontraron con incrementos significativos en el caso del grupo interválico, a los 5 y 10 minutos post del ejercicio. En cambio, el grupo no interválico, encontró incrementos significativos inmediatamente después y 5 minutos después. Sin embargo, el grupo interválico, obtuvo una respuesta en mayor medida en las concentraciones de BDNF. Junto a lo anterior, destacamos la intervención de Nicolini y colaboradores, quienes, en 2019, trataron de determinar si el incremento de la condición física a nivel cardiorrespiratorio era correspondido por cambios en la excitabilidad corticoespinal, circuitos inhibitorios, memoria de trabajo y marcadores bioquímicos, tanto el BDNF como la IGF-1. Para ello, tomaron una muestra de sujetos sedentarios, quienes realizaron un entrenamiento interválico de alta intensidad en cicloergómetro, durante 6 semanas, correspondiéndose con 18 sesiones. Tras el período de entrenamiento, no se encontraron diferencias significativas en las concentraciones de BDNF, las cuales, aumentaron en baja medida, a lo que la IGF-1 se refiere, se vieron reflejados una reducción de sus niveles. 19 3 Respecto al artículo de Reycraft y colaboradores, estos en 2020, evaluaron la respuesta y la recuperación del BDNF e irisina en plasma con ejercicio de distinto tipo e intensidad. Tomaron una muestra, que realizaron 4 sesiones agudas en cinta de correr de cuatro tipos de entrenamiento: moderado continuo a 65% VO2máx, vigoroso continuo al 85%VO2máx, entrenamiento interválico a base de sprint y un cuarto de inactividad. Para ello analizaron las concentraciones de BDNF e irisina, antes de la intervención, justo al acabar, 30 y 90 minutos después. Los investigadores obtuvieron un aumento significativo del entrenamiento interválico a lo que el BDNF se refiere, estando los demás tipos de entrenamiento sin diferencias significativas entre sí. Sin embargo, evaluando la irisina, no se encontraron diferencias significativas en ningún grupo. Finalmente, Zhao y colaboradores en 2020, trataron de determinar la eficacia de dos protocolos de entrenamiento interválico de alta intensidad en la liberación de BDNF. Para ello, tomaron un grupo de sujetos no entrenados y diseñaron dos protocolos interválicos, en los que la proporción actividad-descanso del primero de ellos era 1:1 mientras que el segundo era 2:1. Los análisis del BDNF se realizaron en reposo, inmediatamente después y 30 minutos post ejercicio. Tras ello, los investigadores, obtuvieron un aumento significativo del BDNF tras cada uno de los entrenamientos interválicos, por lo que estos no modificaron entre sí de forma significativas las concentraciones de BDNF. Aunque, en ambos protocolos, el BDNF volvió a condiciones basales a los 30 minutos pasados de la actividad. 7. Discusión El objetivo de esta revisión era determinar qué tipo de ejercicio provoca una mayor respuesta en la liberación de mioquinas representativas vinculadas al eje músculocerebro. Tras la exposición, de los resultados, hemos comprobado como tenemos distintas propuestas con efectos significativos en la liberación de las mioquinas representativas del eje músculo-cerebro. Sin embargo, cabe analizar características que deben tenerse en cuenta a la hora de interpretar estos resultados. En primer lugar, tenemos las características de los sujetos, como nos menciona Martínez-Díaz y colaboradores en 2020, quienes remarcan la cantidad de factores que 20 4 deben tenerse en cuenta, en su caso, en el análisis de las repuesta del BDNF, destacando, respecto a los sujetos, las variables de edad, sexo, estado de salud y condición física. A su vez, Khandekar y colaboradores en 2022, nos demuestra estas diferencias de respuesta en la liberación de mioquinas representativas, tanto con el BDNF como con la IGF-1, encontrando disparidad en la significancia de las concentraciones de ambas mioquinas comparando hombres y mujeres. En el caso de las féminas, los autores destacan una relación positiva entre el BDNF y las hormonas FSH y LH, en su intervención de ejercicio interválico de alta intensidad. Por un lado, no solo debemos contemplar el sexo, sino que el estado de salud también debe ser tenido en cuenta a la hora de interpretar los resultados de nuestra investigación. Varios son los artículos que trabajan con población con obesidad y/o sobrepeso, como pueden ser Kasyanova et. al, 2022, Roh et. al, 2020 o Colpitts et. al, 2022. Tanto Kasyanova y colaboradores como Roh y colaboradores experimentan decrecimientos de la irisina, medida esta por Kasyanova y colaboradores a los 30 y 60 minutos, mientras que Roh y colaboradores midieron las concentraciones de irisina a las 8 horas, ambos dos, encontrando un decrecimiento significativo en las concentraciones de irisina. En cambio, Colpitts y colaboradores, sus mediciones más tardías fueron a los 35 minutos, valores cuales tienden a la reducción, en ese caso, en condiciones similares a las basales. Esto es debido a la relación que estipularon Palacios-González y colaboradores en 2015 o Shin-Hee y colaboradores recientemente en 2024, quienes establecieron una relación proporcional de los niveles de irisina y el índice de masa corporal, tanto en niños como en adolescentes. Respecto a las concentraciones de BDNF en relación al estado físico, Alomari y colaboradores en 2020, quienes encontraron una relación entre la condición física y el BDNF, en el cual, concluyeron que la mioquina estaba presente concentraciones basales mayores en el colectivo con mayor condición física, en sujetos con obesidad. Por otro lado, debemos destacar también la condición física de los sujetos. Dentro de nuestra investigación, tanto Zhao y colaboradores, en 2020, como Nicolini y colaboradores en 2019, o García y colaboradores en 2020, trabajaron con sujetos sedentarios. En caso de Nicolini, evaluando los efectos de un entrenamiento en un período de 6 semanas, trabajando con hombres, mientras que las otras dos propuestas, se centraban en los efectos agudos. García y colaboradores no encontraron un aumento 21 5 significativo del BDNF, respaldándose en las altas concentraciones del lactato, al tratarse de un protocolo interválico de alta intensidad aplicado en mujeres. Al igual que Zhao y colaboradores, quienes, si encuentran un aumento moderado del BDNF en hombres, pero estos resultados desaparecen a los 30 minutos. Diferencias, remarcadas en el apartado anterior respecto al sexo. Junto a esto, destacamos la investigación de Currie y colaboradores, quienes encontraron una relación inversa entre las concentraciones de BDNF y la aptitud cardiorrespiratoria en sujetos sanos. Junto a ello, Sanderson y colaboradores en 2020, investigan un protocolo interválico de alta intensidad en deportistas nadadores, sin obtenerse tampoco resultados en las mediciones de irisina, puesto que la irisina es una mioquina cuya concentración basal no puede relacionarse según la condición física de sujetos sanos (Biniaminov, 2018) Respecto al tipo de protocolo, destacamos una destacada realización de ejercicio interválico de alta intensidad, además de ejercicio continuo, ya sea de intensidad vigorosa, moderada o baja. Junto a esto, cabe mencionar los artículos, que comparan resultados entre distintos protocolos, entre los que podemos destacar a Colpitts y colaboradores en 2022, que evaluaron la irisina, García y colaboradores en 2020, que evaluaron el BDNF o Reycraft y colaboradores en 2020, que evaluaron tanto el BDNF y la irisina. Sin embargo, la población la investigación de Colpitts y colaboradores, tiene una muestra de sujetos con sobrepeso-obesidad, mientras que la muestra de García y colaboradores son mujeres. Como hemos visto anteriormente, las concentraciones de irisina con relación directa sobre el BMI, o el efecto de las hormonas gonadales femeninas (LSH y FH) en la respuesta del BDNF. En cambio, Reycraft y colaboradores, posee una muestra de hombres sin sobrepeso, dentro de su investigación comparando tres tipos de protocolos (moderado continuo, vigoroso continuo e interválico de sprints), encontró diferencias significativas respecto a las concentraciones de BDNF en los intervalos de sprint. Concluyendo en una relación directa de la intensidad respecto a las concentraciones de BDNF. Predominantemente, el ejercicio interválico de alta intensidad, al ser un protocolo, con una intensidad mayor tanto que el ejercicio moderado, como vigoroso, ha tenido mayores resultados en las distintas investigaciones, como Khandekar y colaboradores en 2022, Kujach y colaboradores en 2020, Martínez y colaboradores en 2020, Nakashima y colaboradores en 2023, Nicolini y colaboradores en 2019 o Zhao y colaboradores en 2020. 22 6 Además, investigaciones entre las que comparaban tanto el ejercicio de baja, moderada y/o vigorosa intensidad, daban mejores resultados, los protocolos que emplearan una mayor intensidad, como comprobamos en las investigaciones de Kasyanova y colaboradores en 2022, como la de Morelli y colaboradores en 2020, ambas estudiando la irisina como mioquina objetivo. Respecto a las limitaciones de la evidencia incluida en la revisión, destacamos una muestra de edad relativamente amplia, al contar, tanto con adolescentes, como con jóvenes adultos, abarcando desde los 13 años hasta los 24 años, esta franja de edad, puede influir en la revisión, al contar con procesos y desarrollos anatofisiológicos dispares entre la muestra, ya que hemos visto, que la acción de las hormonas gonadales tienen efecto de la liberación de mioquinas representativas del eje músculo-cerebro. Dentro del proceso de revisión, hemos encontrado distintas limitaciones. En primer lugar, destacamos la obtención de resultados con la característica de ser totalmente libre su acceso completo, esto puede ser un lastre, al no contar con accesos superiores en distintas revistas o bases de datos a la hora de recolectar más artículos. En segundo lugar, podemos mencionar la calidad metodológica de los estudios, la cual es dispar, al englobar artículos con distintas metodologías y objetivos pero evaluaban de alguna forma los efectos de la práctica deportiva en la liberación de mioquinas representativas del eje músculo-cerebro. Tras esto, cabría destacar el sesgo de inclusión, en el cuál, hemos incluido artículos de tipo experimental y cuasiexperimental, esta decisión, influir en la obtención de resultados, al no contar artículos de todo tipo de naturalezas. Tras el análisis de los resultados, hemos podido comprobar la distinta implicación que tienen las mioquinas representativas del eje músculo-cerebro a partir de distintos protocolos de ejercicio. Además, debido a la naturaleza de estas mioquinas al ser representativas del eje músculo-cerebro, podremos aprovechar su liberación para el desarrollo cerebral o la funcionalidad del hipocampo, en el caso del BDNF. (Binder y Scharfman, 2004) (Scisciola et. al, 2021). Entre otros posibles efectos posteriores, tenemos la plasticidad sináptica, proceso explicado anteriormente, en el cual se produce una cascada bioquímica cuya acción de la IGF-1, se relaciona posteriormente con la participación del BDNF para producir este fenómeno denominado, plasticidad sináptica. (Cid, 2016). Por otro lado, la irisina, entre otras funciones, actúa como mediadora en los procesos de relación entre ambos integrantes del eje, cruzando la barrera protectora 23 7 cerebral y relacionándose con la acción de otras mioquinas (Jodeiri y Alviña, 2021). Para ello, el desempeño de la actividad física no solo produce una respuestas de estas mioquinas representativas, sino que, además, se producen efectos posteriores mejorando la salud cerebral. A raíz de esta investigación, propongo la puesta en marcha de propuestas que evalúen esta misma cuestión, comparando protocolos de distinta naturaleza y combinación de ambos, como sería un entrenamiento cardiovascular, respecto a uno de fuerza, y su combinación, resultando un entrenamiento concurrente, tanto en adolescentes, como en jóvenes adultos. Además, de estandarizar los colectivos, tanto en edad, como sexo y estado de salud para sacar posibles correlaciones más precisas respecto a la toma de datos de una muestra más heterogénea. 8. Conclusiones En la presenta revisión, considero al ejercicio interválico de alta intensidad, como la herramienta más interesante para producir una mayor respuesta en la liberación de mioquinas representativas vinculadas al eje músculo-cerebro. Aunque no sea el único protocolo que cumpla esta función, la evidencia muestra una correlación directa con el parámetro de la intensidad. Sin embargo, en función de las mioquinas objetivo a estimular, debemos tener distintos parámetros en cuenta, como son el sexo, el estado de salud o la condición física. 9. Referencias a. Adelantado-Renau, M., Esteban-Cornejo, I., Mora-Gonzalez, J., PlazaFlorido, A., Rodriguez-Ayllon, M., Maldonado, J., Escolano-Margarit, M. V., Gómez Vida, J., Catena-Martinez, A., Erickson, K. I., & Ortega, F. B. (2023). Neurotrophic factors and brain health in children with overweight and obesity: The role of cardiorespiratory fitness. European journal of sport science, 23(4), 637–648. https://doi.org/10.1080/17461391.2022.2044912 b. Akers R. M. (2006). Major advances associated with hormone and growth factor regulation of mammary growth and lactation in dairy cows. Journal 24 14 physiology (Bethesda, Md.: 1985), 103(3), 1093–1098. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00080.2007 vv. Pedersen, B.K. Physical activity and muscle–brain crosstalk. Nat Rev Endocrinol 15, 383–392 (2019). https://doi.org/10.1038/s41574-0190174-x ww. Pelczyńska, M., Miller-Kasprzak, E., Piątkowski, M., Mazurek, R., Klause, M., Suchecka, A., Bucoń, M., & Bogdański, P. (2023). The Role of Adipokines and Myokines in the Pathogenesis of Different Obesity Phenotypes-New Perspectives. Antioxidants (Basel, Switzerland), 12(12), 2046. https://doi.org/10.3390/antiox12122046 xx. Reycraft, J. T., Islam, H., Townsend, L. K., Hayward, G. C., Hazell, T. J., & Macpherson, R. E. K. (2020). Exercise Intensity and Recovery on Circulating Brain-derived Neurotrophic Factor. Medicine and science in sports and exercise, 52(5), 1210–1217. https://doi.org/10.1249/MSS.0000000000002242 yy. Roh, H. T., Cho, S. Y., & So, W. Y. (2020). Effects of Regular Taekwondo Intervention on Oxidative Stress Biomarkers and Myokines in Overweight and Obese Adolescents. International journal of environmental research and public health, 17(7), 2505. https://doi.org/10.3390/ijerph17072505 zz. Rose-John S. (2018). Interleukin-6 Family Cytokines. Cold Spring Harbor perspectives in biology, 10(2), a028415. https://doi.org/10.1101/cshperspect.a028415 aaa. S. Saladin. Kenneth (2013). Anatomía y Fisiología. La unidad entre forma y función. McGraw Hill Education. bbb. Sanderson, M., McKinlay, B. J., Theocharidis, A., Kouvelioti, R., Falk, B., & Klentrou, P. (2020). Changes in Inflammatory Cytokines and Irisin in Response to High Intensity Swimming in Adolescent versus Adult Male Swimmers. Sports (Basel, Switzerland), 8(12), 157. https://doi.org/10.3390/sports8120157 ccc. Schnyder, S., & Handschin, C. (2015). Skeletal muscle as an endocrine organ: PGC-1α, myokines and exercise. Bone, 80, 115–125. https://doi.org/10.1016/j.bone.2015.02.008 ddd. Scisciola, L., Fontanella, R. A., Surina, Cataldo, V., Paolisso, G., & Barbieri, M. (2021). Sarcopenia and Cognitive Function: Role of 31 31 15 Myokines in Muscle Brain Cross-Talk. Life (Basel, Switzerland), 11(2), 173. https://doi.org/10.3390/life11020173 eee. Scisciola, L., Fontanella, R. A., Surina, Cataldo, V., Paolisso, G., & Barbieri, M. (2021). Sarcopenia and Cognitive Function: Role of Myokines in Muscle Brain Cross-Talk. Life (Basel, Switzerland), 11(2), 173. https://doi.org/10.3390/life11020173 fff. Severinsen, M. C. K., & Pedersen, B. K. (2020). Muscle-Organ Crosstalk: The Emerging Roles of Myokines. Endocrine reviews, 41(4), 594–609. https://doi.org/10.1210/endrev/bnaa016 ggg. Trujillo G, Luz María, García L, Daniela, & von Oetinger G, Astrid. (2016). Actualizaciones sobre "Irisina": la nueva mioquina. Revista chilena de nutrición, 43(3), 308314. https://dx.doi.org/10.4067/S0717-75182016000300012 hhh. Waseem, R., Shamsi, A., Mohammad, T., Hassan, M. I., Kazim, S. N., Chaudhary, A. A., Rudayni, H. A., Al-Zharani, M., Ahmad, F., & Islam, A. (2022). FNDC5/Irisin: Physiology and Pathophysiology. Molecules (Basel, Switzerland), 27(3), 1118. https://doi.org/10.3390/molecules27031118 iii. Werner H. (2023). The IGF1 Signaling Pathway: From Basic Concepts to Therapeutic Opportunities. International journal of molecular sciences, 24(19), 14882. https://doi.org/10.3390/ijms241914882 jjj. Williams, R. A., Cooper, S. B., Dring, K. J., Hatch, L., Morris, J. G., Sunderland, C., & Nevill, M. E. (2020). Effect of football activity and physical fitness on information processing, inhibitory control and working memory in adolescents. BMC public health, 20(1), 1398. https://doi.org/10.1186/s12889-020-09484-w kkk. Wrann, C. D., White, J. P., Salogiannnis, J., Laznik-Bogoslavski, D., Wu, J., Ma, D., Lin, J. D., Greenberg, M. E., & Spiegelman, B. M. (2013). Exercise induces hippocampal BDNF through a PGC-1α/FNDC5 pathway. Cell metabolism, 18(5), 649–659. https://doi.org/10.1016/j.cmet.2013.09.008 lll. Yoshida, T., & Delafontaine, P. (2020). Mechanisms of IGF-1-Mediated Regulation of Skeletal Muscle Hypertrophy and Atrophy. Cells, 9(9), 1970. https://doi.org/10.3390/cells9091970 32 32 16 mmm. Zhao, K., Hu, Z., Wang, T., Tian, L., Wang, M., Liu, R., Zuo, C., & Jihua, W. (2022). Acute effects of two different work-to-rest ratio of highintensity interval training on brain-derived neurotrophic factor in untrained young men. Frontiers in physiology, 13, 988773. https://doi.org/10.3389/fphys.2022.988773 33