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Una investigación desvela cómo el ejercicio preserva la condición física durante el envejecimiento
Investigadores del Centro de Diabetes Chloe Meck Joslin, en Australia, están investigando cómo el ejercicio preserva la condición física durante el envejecimiento ya que los mecanismos celulares que subyacen a la relación entre el ejercicio, la forma física y el envejecimiento siguen sin comprenderse bien.
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Sus hallazgos, que han sido publicado en 'Proceedings of the National Academy of Sciences', pueden representar estrategias prometedoras para promover la función muscular durante el envejecimiento. Concretamente investigaron el papel de un mecanismo celular en la mejora del estado físico mediante el entrenamiento físico e identificaron una intervención antienvejecimiento que retrasó las disminuciones que ocurren con el envejecimiento en el organismo modelo.
"El ejercicio se ha empleado ampliamente para mejorar la calidad de vida y proteger contra enfermedades degenerativas, y en humanos, un régimen de ejercicio a largo plazo reduce la mortalidad general. Nuestros datos identifican un mediador esencial de la capacidad de respuesta al ejercicio y un punto de entrada para las intervenciones para mantener la función muscular durante el envejecimiento", ha afirmado el coautor T. Keith Blackwell, investigador principal y jefe de sección de Biología regenerativa y de células de islotes en Joslin.
Ese mediador esencial es el ciclo de fragmentación y reparación de las mitocondrias, las estructuras especializadas u orgánulos, dentro de cada célula responsable de producir energía. La función mitocondrial es fundamental para la salud, y la interrupción de la dinámica mitocondrial, el ciclo de reparación de mitocondrias disfuncionales y restauración de la conectividad entre los orgánulos productores de energía, se ha relacionado con el desarrollo y la progresión de enfermedades crónicas relacionadas con la edad, como enfermedades cardíacas y diabetes tipo 2.
"A medida que percibimos que nuestros músculos experimentan un patrón de fatiga y restauración después de una sesión de ejercicio, están experimentando este ciclo dinámico mitocondrial. En este proceso, los músculos manejan las secuelas de la demanda metabólica del ejercicio y restauran su capacidad funcional", ha añadido Blackwell, quien también es jefe interino de la sección de Inmunobiología en Joslin.
Blackwell y sus colegas, incluido el coautor Julio Cesar Batista Ferreira, Instituto de Ciencias Biomédicas de la Universidad de Sao Paulo, investigaron el papel de la dinámica mitocondrial durante el ejercicio en el organismo modelo 'C. elegans,' un gusano microscópico simple y bien estudiado ya que es una de las especies utilizadas con frecuencia en la investigación metabólica y del envejecimiento.
Al registrar gusanos 'C. elegans' de tipo salvaje mientras nadaban o gateaban, los investigadores observaron una disminución típica relacionada con la edad en la aptitud física durante los 15 días de edad adulta de los animales. Los científicos también mostraron un cambio significativo y progresivo hacia mitocondrias fragmentadas y/o desorganizadas en los animales que envejecen.
Por ejemplo, observaron en gusanos jóvenes el día 1 de la edad adulta, una sola sesión de ejercicio indujo fatiga después de una hora. La sesión de 60 minutos también provocó un aumento en la fragmentación mitocondrial en las células musculares de los animales, pero un período de 24 horas fue suficiente para restaurar tanto el rendimiento como la función mitocondrial.
En los gusanos más viejos (día 5 y día 10), el rendimiento de los animales no volvió a la línea de base en 24 horas. Asimismo, las mitocondrias de los animales mayores sufrieron un ciclo de fragmentación y reparación, pero la reorganización de la red que se produjo fue menor en comparación con la de los animales más jóvenes.
"Determinamos que una sola sesión de ejercicio induce un ciclo de fatiga y recuperación de la condición física que es paralelo a un ciclo de reconstrucción de la red mitocondrial", ha añadido la primera autora Juliane Cruz Campos, becaria postdoctoral en el Joslin Diabetes Center.
El envejecimiento atenuó la medida en que esto ocurrió e indujo una disminución paralela en la forma física. Eso sugirió que la dinámica mitocondrial podría ser importante para mantener la condición física y posiblemente para mejorar la condición física mediante una serie de ejercicios.
En una segunda serie de experimentos, los científicos permitieron que los gusanos de tipo salvaje nadaran durante una hora al día durante 10 días consecutivos, a partir del inicio de la edad adulta. El equipo descubrió que, al igual que en las personas, el programa de entrenamiento a largo plazo mejoró significativamente el estado físico de mediana edad de los animales en el día 10 y mitigó el deterioro de la dinámica mitocondrial que normalmente se observa durante el envejecimiento.
Finalmente, los investigadores probaron intervenciones conocidas que prolongan la vida por su capacidad para mejorar la capacidad de ejercicio durante el envejecimiento. Los gusanos con un aumento de AMPK, una molécula que es un regulador clave de la energía durante el ejercicio y que también promueve la remodelación de la morfología y el metabolismo mitocondrial, exhibieron una mejor condición física.
También demostraron el mantenimiento, pero no la mejora, del rendimiento del ejercicio durante el envejecimiento. Los gusanos diseñados para carecer de AMPK exhibieron una aptitud física reducida durante el envejecimiento, así como un deterioro del ciclo de recuperación. Tampoco recibieron los beneficios del ejercicio para retrasar la edad a lo largo de la vida.
"Un objetivo importante del campo del envejecimiento es identificar intervenciones que no solo extiendan la esperanza de vida, sino que también mejoren la salud y la calidad de vida", ha afirmado Blackwell, quien también es profesor de genética en la Escuela de Medicina de Harvard.
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"En los seres humanos que envejecen, la disminución de la función muscular y la tolerancia al ejercicio es una preocupación importante que conduce a una morbilidad sustancial. Nuestros datos apuntan hacia puntos de intervención potencialmente fructíferos para prevenir este declive, muy probablemente junto con otros aspectos del envejecimiento. Será de gran interés determinar cómo la plasticidad de la red mitocondrial influye en la aptitud física junto con la longevidad y las enfermedadades asociadas con el envejecimiento en los humanos", concluyen los investigadores.
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