Investigadores del Joslin Diabetes Center han estudiado el papel de un mecanismo celular para la mejora de la condición física mediante el entrenamiento físico. Informan que han descubierto una prometedora estrategia para retrasar el proceso de envejecimiento y que nuestros cuerpos se mantengan fuertes y sanos a medida que envejecemos. Esto podría conducir a mejores tratamientos y medicamentos que nos ayuden a vivir más tiempo y con mejor salud.

En el artículo «Exercise preserves physical fitness during aging through AMPK and mitochondrial dynamics« (El ejercicio preserva la aptitud física durante el envejecimiento a través de AMPK y la dinámica mitocondrial) [1] publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, se informa de una investigación respecto a los mecanismos celulares en el ejercicio y el envejecimiento.

Los investigadores del Joslin Diabetes Center identificaron una intervención antienvejecimiento que retrasó la disminución de la condición física en el organismo modelo. Se determinó que esta intervención era el ciclo de fragmentación y reparación en las mitocondrias, y con estudios posteriores demostraron que el ejercicio regular y el aumento de los niveles de AMPK mejoraron su condición física durante el envejecimiento. A través de esta investigación, los científicos abrieron la puerta a nuevas estrategias para promover la función muscular y retrasar el deterioro relacionado con el envejecimiento en los seres humanos.

«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«, comentó el coautor T. Keith Blackwell, MD, PhD, investigador principal. y jefe de sección de Biología regenerativa e Islet Cell en Joslin. «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«.

La importancia del ciclo dinámico mitocondrial

Las mitocondrias son como pequeñas «fábricas» dentro de nuestras células que producen energía para nosotros. Cuando se dañan, el cuerpo tiene un ciclo de reparación que las ayuda a funcionar mejor de nuevo. Esto es importante porque si estas «fábricas»  no funcionan bien pueden provocar enfermedades como cardiopatías y diabetes.

“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”, afirma Blackwell, quien también es jefe interino de la sección de Inmunobiología en Joslin. “En este proceso, los músculos manejan las secuelas de la demanda metabólica del ejercicio y restauran su capacidad funcional”.

El ejercicio y su efecto en la dinámica mitocondrial en C. elegans

Blackwell y sus colegas, incluido el coautor Julio Cesar Batista Ferreira, PhD, Instituto de Ciencias Biomédicas de la Universidad de Sao Paulo, investigaron el papel de la dinámica mitocondrial durante el ejercicio en el organismo usado como modelo C. elegans, es un gusano microscópico simple y bien estudiado. una especie utilizada con frecuencia en la investigación metabólica y del envejecimiento.

El equipo de investigadores escribio una bitacora para observar el deterioro de la condición física relacionado con la edad de los gusanos C. elegans de tipo salvaje durante sus 15 días de vida adulta. Descubrieron que una sola sesión de ejercicio inducía fatiga al cabo de una hora y provocaba un aumento de la fragmentación mitocondrial en las células musculares de los animales. También demostraron que estos efectos podían revertirse en un periodo de 24 horas, restaurando tanto el rendimiento como la función mitocondrial.

En los gusanos más viejos (5 a 10 días), los efectos del experimento no desaparecieron en 24 horas. Además, sus mitocondrias sufrieron un proceso de fragmentación y reparación menos eficaz que la observada en los gusanos 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«, dijo 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 condición física. Eso sugirió que la dinámica mitocondrial podría ser importante para mantener la condición física y posiblemente para mejorarla mediante una serie de ejercicios”.

Moléculas AMPK, podría ayudar a mantenerse activos y saludables a medida que envejecen

En una segunda serie de experimentos, los investigadores permitieron que los gusanos nadaran durante una hora al día durante 10 días consecutivos, a partir del inicio de la edad adulta. Descubrieron que si los gusanos hacían ejercicio durante una hora al día, les ayudaba a mantenerse en forma cuando envejecían. El ejercicio también puede ayudarnos a mantenernos sanos.

Los investigadores estudiarion el modo en que el ejercicio puede ayudar a las personas a mantenerse en forma a medida que envejecen. Encontrarón que cuando aumentan las moléculas AMPK, -una molécula que es un regulador clave de la energía durante el ejercicio que también promueve la remodelación de la morfología y el metabolismo mitocondrial- se ayuda a los gusanos a mantenerse activos y sanos, aún cuando envejecen. La falta de estas moléculas dificulta que los gusanos se mantengan con energía y sanos. El ejercicio también puede ayudarnos a vivir más tiempo manteniéndonos en forma.

Siguiente paso

“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”, afirmó Blackwell, quien también es profesor de genética en la Escuela de Medicina de Harvard. “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 condición física junto con la longevidad y las enfermedades asociadas con el envejecimiento en los humanos”.