Estudio revela hoja de ruta del declive muscular con la edad
Crédito: CC0 Dominio público
Los científicos han producido una hoja de ruta integral del envejecimiento muscular en ratones que podría usarse para encontrar tratamientos que prevengan la disminución de la movilidad y la función muscular, según un informe publicado hoy en eLife.
El estudio revela qué moléculas en el músculo se alteran más significativamente en diferentes etapas de la vida, y muestra que una molécula llamada Klotho, cuando se administró a ratones de edad avanzada, pero no muy avanzada, pudo mejorar la fuerza muscular.
La pérdida de masa y función del músculo esquelético relacionada con la edad, llamada sarcopenia, está asociada con la pérdida de movilidad y un mayor riesgo de caídas. Sin embargo, aunque los científicos saben cómo la sarcopenia afecta la apariencia y el comportamiento de los tejidos musculares, los mecanismos moleculares subyacentes de la sarcopenia siguen sin comprenderse bien. Los tratamientos actuales para la sarcopenia implican en gran medida la prescripción de actividad física o modificaciones en la dieta, y estos han demostrado un éxito moderado.
«Aunque todavía no hay tratamientos probados para la sarcopenia, hay algunos tratamientos farmacéuticos que están entrando en ensayos clínicos. Curiosamente, muchos de estos actúan sobre mecanismos que también involucran una proteína llamada Klotho», dice el coautor principal Zachary Clemens, estudiante de doctorado en el Departamento de Salud Ambiental y Ocupacional de la Universidad de Pittsburgh, Pensilvania, EE. UU. «La evidencia sugiere que los niveles de Klotho disminuyen gradualmente con la edad, por lo que queríamos probar si la suplementación con Klotho puede atenuar el desarrollo de la sarcopenia».
El equipo primero caracterizó y comparó los cambios en la estructura, la función y los genes actividad en el músculo esquelético a lo largo de la vida en ratones. Agruparon a los ratones en cuatro categorías de edad: jóvenes, de mediana edad, viejos y mayores y observaron el peso muscular, el tipo de fibras musculares, si los músculos habían acumulado grasa y la función del músculo esquelético. Aunque los ratones viejos mostraban una sarcopenia leve, las características clínicas comunes de la sarcopenia solo estaban presentes en los ratones más viejos.
Luego, observaron los cambios en la actividad de los genes musculares y encontraron una interrupción progresiva en los genes que se sabe que son asociado con las características del envejecimiento desde los ratones jóvenes hasta los más viejos.
«Hasta la fecha, la mayoría de los estudios en el músculo esquelético se han centrado en la identificación de vías específicas que están asociadas con la sarcopenia para identificar un mecanismo molecular vinculado a la afección», explica la coautora Sruthi Sivakumar, estudiante de doctorado en el Departamento de Bioingeniería de la Universidad de Pittsburgh. «Empleamos un enfoque integrador, en el que creamos una red al convertir los niveles de expresión génica en interacciones proteína-proteína, y luego estudiamos cómo esta red de interacción cambiaba con el tiempo».
A partir de esta red, el equipo determinó la ‘entropía de la red’ de las células musculares como un medio para estimar la pérdida de orden molecular dentro del sistema a lo largo del tiempo. Encontraron la mayor diferencia en el orden entre los grupos de edad joven y mayor (momento en el que alcanzó la entropía máxima), con poca diferencia entre los ratones viejos y los más viejos. Además, cuando observaron los datos genéticos de los músculos humanos de diferentes grupos de edad, vieron que la entropía alcanzó su nivel más bajo en la cuarta década de la vida, después de lo cual la entropía aumentó. Esto fue de interés para el equipo, ya que la cuarta década de la vida es el momento en que la sarcopenia a menudo comienza a desarrollarse.
A continuación, analizaron si la administración de Klotho a ratones tendría efectos beneficiosos sobre la curación muscular después lesión. Descubrieron que la aplicación de Klotho después de una lesión muscular reducía las cicatrices y aumentaba las estructuras asociadas con la producción de fuerza en los animales. Los ratones lesionados que recibieron Klotho también tuvieron mejores funciones musculares, como la contracción muscular y la producción de fuerza, y su resistencia de todo el cuerpo mejoró dos veces.
Finalmente, el equipo analizó si administrar a los ratones Klotho podría revertir las disminuciones relacionadas con la edad. en la calidad y función muscular. Descubrieron que la administración de Klotho condujo a algunas mejoras en los ratones viejos: la producción de fuerza mejoró en un 17 % y la resistencia al soportar el peso corporal total fue un 60 % mayor en comparación con los ratones sin tratamiento. Pero esto solo se vio en los ratones viejos, y no en los animales más viejos. Investigaciones posteriores mostraron que Klotho afectó los genes asociados con las características del envejecimiento en todos los grupos de edad, pero que los ratones más viejos mostraron una respuesta genética desregulada.
«Nuestros datos sugieren que el tratamiento con Klotho puede ser más efectivo en desacelerar la progresión de la sarcopenia en un momento anterior, en lugar de rescatar la enfermedad avanzada relacionada con la edad, momento en el que las respuestas genéticas parecen ser más aleatorias», concluye la autora principal Fabrisia Ambrosio, profesora asociada del Departamento de Medicina Física y Rehabilitación. , Universidad de Pittsburgh. «Será interesante en estudios futuros determinar si aumentar los niveles de Klotho a una edad más temprana podría prevenir el declive muscular en la vejez, e incluso en la vejez».
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La rapamicina puede suprimir el envejecimiento muscular y prevenir la sarcopenia Más información: Zachary Clemens et al, El impacto bifásico y dependiente de la edad de Klotho en las características del envejecimiento y la función del músculo esquelético, eLife (2021). DOI: 10.7554/eLife.61138 Información de la revista: eLife
Proporcionado por eLife Cita: El estudio revela una hoja de ruta del declive muscular con la edad (20 de abril de 2021) consultado el 30 Agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-04-reveals-roadmap-muscle-decline-age.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.