La producción de ROS, la acumulación de iones de hidrógeno y la generación de especies reactivas de nitrógeno desempeñan un papel muy importante en el complejo fisiopatológico del daño por IR28. La mitocondria es la fuente primaria en la producción de ROS durante la IR29. En un modelo animal, se ha comprobado que el ejercicio físico protege al cardiomiocito del estrés oxidativo que genera la IR y a sus mitocondrias del daño estructural asociado a esta noxa30.

Hay consenso en que el incremento de la protección antioxidante generada por el ejercicio se debe a un incremento en la expresión de las enzimas manganeso y cobre-cinc superóxido dismutasas (MnSOD y Cu-ZnSOD), la glutatión peroxidasa (GPX) y las catalasas (CAT)31,32. De las SOD, la más importante es la MnSOD, y sólo se incrementa con ejercicios de alta intensidad. Estudios recientes han demostrado que la MnSOD es esencial para la protección completa contra el infarto miocárdico y la taquicardia ventricular inducidos por IR33.

Las mitocondrias cardiacas del subsarcolema e intermiofibrilares contribuyen en la protección inducida por el ejercicio físico contra el daño por IR12,14 mediante algunas de las siguientes vías: la reducción en la producción de ROS por las mitocondrias cardiacas34,35; las mitocondrias son más resistentes a la apertura de los PTP mitocondriales inducida por el Ca2+, lo que evita que se desencadenen potentes mecanismos apoptóticos34; la inducción de una reducción en la expresión mitocondrial de la monoaminooxidasa A, que parece ser una fuente importante de estrés oxidativo36,37.

La activación de los canales de K+ATP mitocondriales atenúa la sobrecarga de Ca2+ y, por lo tanto, previene la apertura de los PTP mitocondriales y el daño que esto ocasiona, aunque algunos investigadores desestiman que el ejercicio induzca este mecanismo38. El mecanismo protector del ejercicio se asocia más con la apertura de los canales K+ATP del sarcolema, que permiten una aceleración de la repolarización por incremento en la salida de K2+ y un acortamiento de la duración del potencial de acción. Como resultado de este acortamiento, se previene la sobrecarga de Ca2+ por la reducción del tiempo de apertura de los canales de Ca2+ tipo L39.

La calpaína es una proteasa dependiente de Ca2+ con dos isoformas (calpaína I y calpaína II), que se activan por una exposición prolongada a niveles altos de Ca2+ en el citosol y contribuyen al daño por IR40. French et al41 mostraron que la inhibición de la calpaína atenuó la disfunción contráctil inducida por IR y que el ejercicio redujo la activación de la calpaína asociada a IR, porque mejoró la protección antioxidativa con incremento de la MnSOD y las CAT y previno la degradación de la SERCA2a y la fosfolamban, mecanismos adaptativos que generan una reducción de la concentración de Ca2+ en el citosol y, por lo tanto, atenuación de la activación de la calpaína, que depende de Ca2+.

Para lograr los efectos cardioprotectores mediante el ejercicio físico, la duración de una sesión de ejercicio debe ser de al menos 60min, con una intensidad en que la frecuencia cardiaca de entrenamiento sea el 75% del consumo pico de oxígeno. Hay evidencias de que la cardioprotección contra el aturdimiento miocárdico inducida por el ejercicio persiste a los 9 días de haber cesado el entrenamiento y se pierde totalmente a los 18 días9,36.

Desde hace más de 5 años, la American Heart Association (AHA) reconoce el PI inducido por el ejercicio como un mecanismo cardioprotector potente, de utilidad dentro de los programas de RC en pacientes con enfermedad coronaria avanzada, en quienes la realización de ejercicios a umbrales isquémicos incrementa la tolerabilidad miocárdica para enfrentarse a ulteriores situaciones de estrés isquémico prolongado, con la consiguiente reducción del daño miocárdico y el riesgo de sufrir taquiarritmias ventriculares letales42.

A partir de evidencias científicas, se considera segura la implementación de esta modalidad de RC, que debe ser individualizada y con vigilancia electrocardiográfica estricta, para que, durante una sesión de entrenamiento de 60min, el paciente alcance de forma intermitente el umbral isquémico y lo mantenga durante periodos>90s y<5min19,20,43-45.

Según algunos autores46, los mecanismos moleculares del PI para generar un fenotipo citoprotector son diversos: los que dependen de la modalidad —si es primera o segunda ventana de protección— o de la naturaleza de la isquemia precondicionante. Entre estos mecanismos se incluyen principalmente la apertura de los canales de K+del sarcolema y mitocondriales, el incremento en la actividad y expresión de la MnSOD, de la óxido nítrico sintasa endotelial (eNOS) y la inhibición de la apertura de los PTP mitocondriales durante la reperfusión16-18,21,36.

El ejercicio físico, per se o con la inducción de PI, ejerce efectos favorables en el sistema vascular que generan cardioprotección. Hambrecht et al47 realizaron el primer estudio en humanos que evaluó el efecto de un programa de ejercicio físico en la función endotelial coronaria, y encontraron que un programa de 4 semanas con ejercicios aeróbicos mejoró la función coronaria y que ese efecto se perdió parcialmente después de 5 meses de haber designado a los pacientes a un programa de menor intensidad en sus casas.

El estrés de cizallamiento laminar generado por el ejercicio produce estímulos mecánicos en el citoesqueleto endotelial que se transforman en vías de señalización bioquímicas a nivel molecular que promueven una mejor función endotelial48. Entre estas señalizaciones se incluyen la fosforilación y activación de la eNOS con el incremento en la producción de óxido nítrico (NO), el incremento en la expresión y activación de las enzimas antioxidantes SOD, CAT y GPX que, junto con la reducción en la expresión de la oxidasa del NADPH y de los receptores AT1 de la angiotensina II, producen una reducción de ROS y de la vasoconstricción mediada por la angiotensina II48-50.

Está en debate si el ejercicio físico per se o sólo cuando induce isquemia genera incremento de las células progenitoras endoteliales (CPE) en la médula ósea mediante la estimulación del factor de crecimiento endotelial, el factor de crecimiento placentario y el sistema de metaloproteinasas. Este incremento de las CPE permite mantener, en situaciones críticas, la capa de células endoteliales51-55.

Es ampliamente conocido que un programa de entrenamiento físico produce evolutivamente una reducción del incremento de la frecuencia cardiaca y del consumo miocárdico de oxígeno (MVO2) para una misma carga de trabajo. En los pacientes con enfermedad coronaria, estos cambios de la frecuencia cardiaca tienen un efecto favorable en el umbral isquémico, son cardioprotectores y mejoran la calidad de vida9.

Actualmente ha cobrado gran interés la capacidad del infarto de miocardio (IM) para generar una remodelación de la regulación autonómica cardiaca, con inestabilidad eléctrica y propensión a sufrir taquiarritmias ventriculares malignas, y la capacidad del ejercicio físico para generar un remodelado inverso y reducir tal propensión56.

El IM produce una remodelación de la regulación del sistema autónomo sobre el sistema cardiovascular, al reducir la regulación parasimpática y alterar la relación de los adrenorreceptores beta miocárdicos, incrementando la expresión y la actividad de los adrenorreceptores beta 2, mientras que los beta 1 permanecen constantes. Esto deriva en una desregulación del Ca2+ con sobrecarga intracelular y potencialidad para desarrollar arritmias malignas57,58. Por lo tanto, las intervenciones que aumenten la actividad parasimpática y reduzcan la actividad adrenérgica cardiaca podrían también proteger contra la fibrilación ventricular.

Hay suficiente evidencia científica en modelos animales y humanos de la capacidad de un programa de ejercicio físico tras un IM para producir una remodelación inversa en la regulación del sistema autónomo sobre el sistema cardiovascular y proteger contra la fibrilación ventricular59-64.