Descubren cómo el ejercicio revierte el envejecimiento muscular

Investigadores de la Escuela Médica Duke-NUS han descubierto una clave que explica por qué el ejercicio es tan efectivo para mantener la fortaleza de los músculos en personas mayores. Según un nuevo estudio, la actividad física puede restaurar los sistemas de reparación natural que se debilitan con la edad, ayudando a los músculos a recuperarse y mantener su función a lo largo de la vida.

El equipo de investigación, en colaboración con el Hospital General de Singapur y la Universidad de Cardiff, halló que el ejercicio corrige un importante desequilibrio que se desarrolla dentro de las células musculares envejecidas. Los hallazgos, publicados en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS), proporcionan nueva información sobre los mecanismos biológicos detrás del envejecimiento muscular y podrían eventualmente llevar a nuevos enfoques para prevenir la pérdida muscular relacionada con la edad.

El deterioro de la salud muscular con la edad

Los músculos saludables desempeñan funciones mucho más allá de simplemente soportar el movimiento; también son fundamentales para el metabolismo, la regulación del azúcar en sangre y la salud general. A partir de la mediana edad, la fuerza y la función muscular tienden a disminuir gradualmente, aumentando el riesgo de caídas, fracturas y una recuperación más lenta tras enfermedades o lesiones.

Las consecuencias de esta pérdida de masa muscular van más allá de la salud individual. A medida que las poblaciones envejecen, la pérdida muscular puede aumentar la carga sobre los cuidadores y los sistemas de salud. Por lo tanto, preservar la función muscular es un aspecto crucial para mantener la independencia y la calidad de vida.

Uno de los reguladores clave de la salud muscular es una vía de crecimiento llamada mTORC1, que ayuda a controlar la producción de proteínas y el mantenimiento muscular. En los músculos envejecidos, esta vía puede volverse excesivamente activa. Cuando esto sucede, los músculos se enfocan más en construir nuevas proteínas mientras se vuelven menos eficientes en eliminar las dañadas.

Con el tiempo, estas proteínas dañadas se acumulan dentro de las células musculares, generando estrés y contribuyendo a la pérdida gradual de fuerza asociada con el envejecimiento. Hasta ahora, los científicos no habían comprendido completamente qué causa este desequilibrio.

DEAF1: un gen clave en el envejecimiento muscular

Los investigadores identificaron un gen llamado DEAF1 como un factor importante en este proceso. Según el estudio, los niveles de DEAF1 aumentan en los músculos envejecidos. A medida que DEAF1 se incrementa, impulsa la actividad de mTORC1, interrumpiendo el equilibrio normal entre la producción y eliminación de proteínas. Este desequilibrio acelera la deterioración muscular.

En condiciones normales, DEAF1 es regulado por un grupo de proteínas conocidas como FOXOs. Sin embargo, la actividad de FOXO tiende a disminuir con la edad. Como resultado, DEAF1 ya no está bajo un control estricto, permitiendo que sus niveles aumenten y alejando aún más a los músculos de la reparación y el mantenimiento.

Cómo el ejercicio restaura la reparación muscular

El equipo descubrió que el ejercicio puede ayudar a revertir este desequilibrio, siempre que el sistema regulador subyacente permanezca receptivo. El Profesor Asistente Tang Hong-Wen, del Programa de Biología del Cáncer y Células Madre de Duke-NUS, y autor principal del estudio, comentó: "El ejercicio puede revertir este proceso, corrigiendo el desequilibrio. La actividad física activa ciertas proteínas que reducen los niveles de DEAF1, restableciendo el equilibrio de la vía de crecimiento. Esto permite que los músculos envejecidos eliminen las proteínas dañadas, se reconstruyan adecuadamente y se mantengan más fuertes y resilientes".

Los investigadores también encontraron una limitación importante. En algunos músculos envejecidos, los niveles de DEAF1 pueden volverse extremadamente altos o la actividad de FOXO puede disminuir significativamente. En esos casos, el ejercicio por sí solo puede no ser suficiente para restaurar completamente la capacidad de reparación del músculo.

Este hallazgo podría ayudar a explicar por qué algunos adultos mayores experimentan mayores beneficios del ejercicio que otros y resalta la importancia de comprender la biología subyacente del envejecimiento muscular.

Resultados confirmados en moscas y ratones

Para probar sus hallazgos, los investigadores realizaron experimentos tanto en moscas de la fruta como en ratones mayores. Los resultados fueron consistentes en ambas especies. Aumentar los niveles de DEAF1 provocó un debilitamiento más rápido de los músculos, mientras que disminuir DEAF1 restauró un equilibrio proteico más saludable y mejoró la fuerza muscular. Los hallazgos sugieren que DEAF1 desempeña un papel conservado en el envejecimiento muscular en diferentes organismos.

Beneficios potenciales más allá del envejecimiento

Las implicaciones de la investigación podrían extenderse más allá del envejecimiento normal. DEAF1 también influye en las células madre musculares, que son responsables de ayudar a los músculos a reparar y regenerar tejido. Estas células madre tienden a volverse menos efectivas con la edad, y las interrupciones en DEAF1 parecen dificultar aún más la recuperación.

Los hallazgos también podrían resultar valiosos para personas que se recuperan de cirugías, enfermedades o enfermedades crónicas como el cáncer. Los investigadores sugieren que apuntar a DEAF1 podría potencialmente reproducir algunos de los efectos beneficiosos del ejercicio a nivel molecular, ayudando a mantener la fuerza muscular incluso cuando la actividad física es limitada.

Priscillia Choy Sze Mun, asistente de investigación del Programa de Biología del Cáncer y Células Madre en Duke-NUS y primera autora del estudio, afirmó: "El ejercicio le dice a los músculos que 'limpien y reinicien'. Reducir DEAF1 ayuda a los músculos envejecidos a recuperar fuerza y equilibrio, casi como si se presionara el botón de retroceso. Con millones de adultos mayores en riesgo de deterioro muscular, entender DEAF1 podría llevar a nuevas formas de proteger los músculos y mejorar la calidad de vida".

El Profesor Patrick Tan, Decano Senior de Investigación en Duke-NUS, agregó: "Este estudio ayuda a explicar, a nivel molecular, por qué los músculos envejecidos pierden su capacidad de repararse y por qué el ejercicio puede restaurar ese equilibrio en algunos individuos. Al identificar a DEAF1 como un regulador clave en este proceso, estos hallazgos podrían conducir a nuevas formas de llevar los beneficios del ejercicio a sociedades con poblaciones que envejecen rápidamente".

Duke-NUS es reconocido a nivel mundial por su trabajo en educación médica e investigación biomédica, combinando descubrimientos científicos fundamentales con investigación traslacional destinada a mejorar la comprensión y el tratamiento de enfermedades en Singapur y en todo el mundo.

Este trabajo fue apoyado por el Ministerio de Educación de Singapur, el Premio de Investigación Innovadora Diana Koh, la Academia Nacional de Medicina y el Consejo de Investigación Médica Nacional de Singapur.