La inactividad física continúa siendo un problema de salud pública a nivel mundial. A pesar de que los beneficios del ejercicio físico están ampliamente reconocidos, persisten interrogantes relevantes sobre cómo prescribirlo de manera óptima según el objetivo terapéutico o funcional. Tradicionalmente, el ejercicio aeróbico y el ejercicio de fuerza se consideran los dos grandes pilares del entrenamiento físico. El primero se asocia principalmente con mejoras en la capacidad cardiorrespiratoria y la resistencia, mientras que el segundo se vincula con el aumento de la masa y la fuerza muscular. En la práctica clínica y en el ámbito del rendimiento, ambos tipos de ejercicio suelen combinarse, aunque la elección del modo, la intensidad y la duración debe individualizarse en función de las características del sujeto y del contexto clínico.
Desde el punto de vista de la investigación, la evaluación de los efectos del ejercicio se ha centrado históricamente en indicadores funcionales y fisiológicos clásicos, como el consumo máximo de oxígeno, la fuerza máxima o determinados marcadores hormonales. Sin embargo, estos parámetros no siempre permiten comprender los mecanismos biológicos subyacentes que explican las adaptaciones inducidas por el ejercicio. En este contexto, la metabolómica emerge como una herramienta especialmente valiosa, ya que permite analizar de forma global los cambios en pequeñas moléculas metabólicas que reflejan la interacción dinámica entre genes, ambiente y estímulos fisiológicos como el ejercicio físico.
La metabolómica no dirigida, en particular, ofrece la posibilidad de identificar patrones metabólicos complejos y descubrir nuevos biomarcadores sin necesidad de hipótesis previas. Entre los distintos fluidos biológicos, la orina presenta ventajas metodológicas relevantes: su recogida es no invasiva y, al no estar tan estrictamente regulada por mecanismos homeostáticos como la sangre, puede amplificar los cambios metabólicos inducidos por el ejercicio. A pesar de ello, la mayoría de los estudios previos se han centrado en ejercicios prolongados o de alta intensidad y en un único modo de ejercicio, existiendo escasa evidencia comparativa sobre los efectos metabólicos agudos del ejercicio aeróbico frente al ejercicio de fuerza.
Partiendo de esta laguna de conocimiento, el objetivo principal del estudio fue caracterizar, mediante metabolómica no dirigida basada en LC-MS, los cambios metabólicos urinarios inducidos por una sesión aguda de ejercicio aeróbico y de ejercicio de fuerza, analizando tanto el efecto inmediato como la evolución a las 24 horas de recuperación.
Metodología
El estudio incluyó a diez varones jóvenes sanos, estudiantes universitarios, sin patologías ni hábitos que pudieran interferir en el metabolismo. Cada participante realizó dos sesiones de ejercicio separadas por al menos 48 horas: una sesión de ejercicio aeróbico de intensidad moderada y una sesión de ejercicio de fuerza también de intensidad moderada, ambas de 45 minutos y controladas por frecuencia cardíaca.
Se recogieron muestras de orina antes del ejercicio, inmediatamente después y 24 horas tras la sesión. El análisis metabolómico se realizó mediante cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas (LC-MS), empleando estrategias estadísticas multivariantes para identificar metabolitos diferenciales y rutas metabólicas alteradas.
Resultados principales
Los análisis multivariantes mostraron una clara separación entre los perfiles metabólicos pre-ejercicio e inmediatamente post-ejercicio, tanto para el ejercicio aeróbico como para el ejercicio de fuerza, lo que indica que ambos estímulos inducen cambios metabólicos agudos significativos. En contraste, las diferencias entre el momento inmediato y las 24 horas post-ejercicio fueron menos pronunciadas, sugiriendo una tendencia hacia la recuperación metabólica.
En el ejercicio aeróbico, los cambios más destacados afectaron a rutas relacionadas con el metabolismo energético, especialmente el metabolismo de alanina, aspartato y glutamato, así como el ciclo de los ácidos tricarboxílicos. En el ejercicio de fuerza, además de estas rutas, se observaron alteraciones relevantes en la biosíntesis de arginina y en el metabolismo de glutamina/glutamato, así como, en la fase de recuperación, en el metabolismo del triptófano y de la histidina.
Discusión
La discusión del estudio aporta una interpretación fisiológica detallada de los hallazgos, subrayando que, aunque ambos modos de ejercicio activan rutas metabólicas similares, lo hacen de forma diferente y con finalidades fisiológicas distintas.
Uno de los hallazgos centrales es el papel clave del metabolismo de los aminoácidos. En el ejercicio aeróbico, la disminución inmediata de aminoácidos como la asparagina y el aspartato sugiere una rápida movilización hacia rutas energéticas. El aspartato, convertido en oxalacetato, contribuye al ciclo de los ácidos tricarboxílicos, facilitando la producción sostenida de energía. Además, el aspartato participa en la gluconeogénesis y en la regulación de la contractilidad miocárdica, lo que refuerza su papel como aminoácido funcional durante esfuerzos aeróbicos prolongados.
En contraste, el ejercicio de fuerza induce un aumento de determinados aminoácidos inmediatamente tras la sesión, especialmente la asparagina. Este hallazgo se interpreta como una señal metabólica relacionada con la activación de la vía mTOR y la estimulación de la síntesis proteica. La asparagina no solo actúa como sustrato estructural, sino también como modulador de señales anabólicas y como elemento clave en la respuesta al estrés del retículo endoplásmico, favoreciendo la correcta síntesis y plegamiento proteico tras el daño muscular inducido por el ejercicio de fuerza.
Otro aspecto relevante es el comportamiento del sistema glutamato-glutamina. Tras el ejercicio de fuerza, se observa un aumento del glutamato y una disminución del α-cetoglutarato, lo que refleja una intensa transaminación y una alta demanda energética. En la fase de recuperación, el glutamato se destina preferentemente a la síntesis de glutamina, aminoácido esencial para la función inmune y la reparación tisular. Este ciclo también desempeña un papel crucial en el transporte y detoxificación del amonio, así como en la regulación del sistema nervioso central, donde el equilibrio glutamato-GABA puede relacionarse con la fatiga central inducida por el ejercicio.
La histidina muestra un comportamiento divergente según el modo de ejercicio. Tras el ejercicio aeróbico, su disminución sostenida y el aumento de sus productos de degradación sugieren un uso continuado en procesos antioxidantes. En cambio, tras el ejercicio de fuerza, la histidina aumenta durante la recuperación, favoreciendo la síntesis de carnosina, un dipéptido con un papel clave como tampón intracelular y antioxidante, especialmente relevante en fibras musculares tipo II.
Finalmente, el metabolismo del triptófano adquiere especial protagonismo 24 horas después del ejercicio de fuerza. La activación de la vía de la quinurenina se interpreta como una respuesta adaptativa al daño muscular y a la inflamación inducida por el ejercicio. Los metabolitos derivados de esta vía poseen propiedades inmunomoduladoras y antioxidantes, facilitando la transición desde un estado proinflamatorio hacia un entorno propicio para la reparación tisular. En este sentido, los autores sugieren que la relación triptófano/quinurenina podría constituir un biomarcador útil para monitorizar carga de entrenamiento y recuperación.
Conclusiones
El estudio demuestra que una única sesión de ejercicio induce cambios metabólicos urinarios profundos y específicos según el modo de ejercicio. El ejercicio aeróbico prioriza rutas metabólicas orientadas al suministro energético sostenido, mientras que el ejercicio de fuerza activa mecanismos relacionados con la síntesis proteica, la modulación inmunitaria y la recuperación tisular. La metabolómica no dirigida se consolida así como una herramienta prometedora para comprender las bases moleculares del ejercicio y para el desarrollo futuro de biomarcadores aplicables tanto en el ámbito clínico como en el del rendimiento físico.
Acceso libre al artículo original en: https://www.fisiologiadelejercicio.com/wp-content/uploads/2025/12/Metabolomic-characteristics-of-aerobic-and.pdf
Referencia completa:
Kuang J, Ju J, Xu X. Metabolomic characteristics of aerobic and resistance exercise modes. PLoS One. 2025 Dec 12;20(12):e0338814. doi: 10.1371/journal.pone.0338814.
