Descifran cómo se produce el envejecimiento muscular

¿Por qué envejecemos? ¿Se puede controlar el desgaste del organismo? ¿Sería posible detener la progresión de las enfermedades asociadas con el envejecimiento? Los científicos llevan años trabajando para dar respuesta a todas estas cuestiones en un mundo con sociedades cada día más envejecidas.

Ahora, diferentes equipos internacionales entre los que figuran investigadores de la Universidad Pompeu Fabra de Barcelona, la Universidad de Valencia o la de San Diego (EE.UU.) han analizado el músculo esquelético, el sistema motor clave del cuerpo humano, hasta conseguir un atlas completo del envejecimiento del mismo.

El papel de la sarcopenia

El músculo esquelético desempeña un papel fundamental en la regulación metabólica del cuerpo. Con el aumento de la edad, especialmente en personas mayores de 80 años, los músculos esqueléticos sufren sarcopenia, una pérdida progresiva de masa y función muscular. La sarcopenia no solo aumenta la discapacidad del individuo sino que también desempeña un papel en el rápido deterioro de las funciones generales en los ancianos, haciéndolos más frágiles.

Hasta ahora, las bases biológicas de la sarcopenia a nivel unicelular no se habían investigado sistemáticamente por lo que el equipo internacional analizó la expresión genética y el estado epigenético de 387.000 células individuales en biopsias de músculos de las extremidades inferiores de 31 individuos de diferentes géneros, edades y orígenes regionales.

A partir de estos datos, los investigadores han delineado el atlas unicelular más completo del envejecimiento del músculo esquelético humano hasta la fecha, un trabajo que se ha publicado en la revista científica Nature.

Tipos de fibras musculares

El músculo esquelético humano está formado en gran parte por fibras musculares (miofibras), de las cuales existen dos tipos. Las fibras musculares tipo 1 participan principalmente en la actividad física de resistencia, como correr largas distancias o andar en bicicleta. Se caracterizan por:

• Una velocidad de contracción muscular lenta
• Un metabolismo aeróbico elevado
• Una rica actividad mitocondrial

Las fibras musculares tipo 2 son importantes en actividades físicas que requieren explosiones repentinas de potencia, como saltar, correr y levantar pesas. Se caracterizan por:

• Tasas de contracción muscular más rápidas
• Son más propensos a la fatiga
• Dependen principalmente del metabolismo anaeróbico para producir energía

Este trabajo describe cómo las poblaciones de células del músculo esquelético, incluidos los núcleos individuales de las fibras multinucleadas y las células mononucleadas convencionales, cambian con el envejecimiento, así como las redes multicelulares subyacentes a estos cambios. Al comparar estos datos con datos genéticos, el equipo también pudo identificar elementos clave que predicen la susceptibilidad a la sarcopenia, informan en un comunicado.

Qué pasa cuando se envejece

Los investigadores descubrieron que a medida que los humanos envejecen, las fibras musculares tipo 2 se deterioran constantemente durante el proceso de envejecimiento, mientras que las fibras musculares tipo 1 permanecen relativamente estables y toleran mejor el estrés del envejecimiento.

Durante el proceso de envejecimiento el metabolismo celular también se ve afectado

Mientras que las fibras musculares tipo 1 se vuelven más glicolíticas, las fibras musculares tipo 1 aumentan la oxidación. Es importante destacar que con el envejecimiento surgen nuevos subtipos de miofibras proregenerativos y prodegenerativos. Estas nuevas poblaciones pueden ser fundamentales para inducir la cascada degenerativa del músculo envejecido y probablemente sean objetivos de intervención.

Músculos que se reparan a sí mismos

Los músculos pueden repararse a sí mismos. Esto lo hacen principalmente las células madre musculares que, tras una lesión, comienzan a proliferar y diferenciarse en músculo, fusionándose entre sí o con fibras musculares existentes para reparar el músculo dañado. Los investigadores descubrieron que estas células madre salen del estado de reposo en los músculos envejecidos y entran en un estado de preparación prematuro, lo que resulta en una capacidad de regeneración reducida.

Mientras tanto, durante el envejecimiento, las células endoteliales también sufren cambios con mayores señales proinflamatorias y quimiotácticas, mientras que las células inmunes aumentan en número e inician programas inflamatorios. Estos cambios hacen que los músculos sean más susceptibles al deterioro en respuesta a una lesión y pueden promover la inflamación sistémica y acelerar el deterioro de la función física general en las personas mayores.

Además, mediante comparación cruzada con datos genéticos, los investigadores identificaron sitios específicos de tipo celular en la cromatina, la mezcla de ADN y proteínas que forma los cromosomas en las células humanas, asociados con la susceptibilidad a la sarcopenia. Estos hallazgos proporcionan a los investigadores nuevos objetivos potenciales para el futuro diagnóstico y tratamiento de la sarcopenia.

El Dr. Miguel A. Esteban, uno de los coautores correspondientes de este estudio, explica: «Nuestra investigación científica conjunta proporciona una nueva perspectiva para comprender el envejecimiento del músculo esquelético humano y una base científica apasionante para el desarrollo de estrategias preventivas y terapéuticas».