Investigadores identifican un modelo prometedor para estudiar el envejecimiento humano
El conejillo de Indias Dunkin Hartley. Crédito: Charles River Labs
El envejecimiento tiene muchos componentes, tanto mentales como físicos. Cuando se trata de la infraestructura del cuerpo humano, el declive asociado al sistema musculoesquelético que incluye músculos, huesos, tendones y cartílagos es inevitable, y la tasa de ese declive aumenta a medida que envejecemos. La pérdida de la función muscular y, a menudo, de la masa muscular se conoce científicamente como sarcopenia o dinapenia.
Para los adultos de 40 años, la sarcopenia es apenas perceptible. Alrededor del 3 % de la masa muscular se pierde cada década. Sin embargo, para las personas mayores de 65 años, el declive muscular puede volverse mucho más rápido, con una pérdida promedio del 1 % de masa muscular cada año. Más importante aún, la sarcopenia también se caracteriza por una disminución de la fuerza, deterioro de la marcha, actividad física reducida o dificultad para completar las tareas cotidianas.
Se prevé que la proporción de adultos mayores de 65 años o más se duplique con creces para el año. 2060, impulsando la investigación sobre el proceso de deterioro musculoesquelético. Investigadores del Centro de Sistemas de Salud Columbine para el Envejecimiento Saludable de la Universidad Estatal de Colorado creen que han encontrado un modelo animal que los ayudará a comprenderlo mejor y a encontrar formas de reducir los síntomas.
El estudio, publicado en Frontiers in Physiology: Músculo estriado en octubre, es un ejemplo del uso de la medicina comparativa para comprender las enfermedades y condiciones humanas.
Modelos animales
Los científicos a menudo confían en modelos animales para imitar la progresión de la enfermedad y estudiar la prevención, diagnóstico y tratamiento de afecciones. Sin embargo, hasta ahora, ningún modelo animal ha sido capaz de capturar completamente todos los aspectos del envejecimiento musculoesquelético humano.
«Los modelos preclínicos existentes se basan en descargar el músculo, lo que significa imitar el reposo en cama en un animal, o deben esperar hasta que los animales envejecen mucho, mucho, e incluso entonces no tienen el mismo fenotipo de envejecimiento muscular que las personas», dijo Karyn Hamilton, profesora del Departamento de Salud y Ciencias del Ejercicio de la CSU, directora asociada del Centro para el envejecimiento saludable e investigador del estudio.
En su trabajo, el equipo de Hamiliton encontró que el conejillo de Indias Dunkin Hartley era un buen candidato para un modelo de envejecimiento muscular debido a la tendencia del animal a desarrollar osteoartritis (OA ) a una edad temprana.
Las dos condiciones OA y sarcopenia parecen estar relacionadas en humanos: con el avance de la edad, la disfunción del músculo esquelético aumenta el riesgo de OA, y la OA aumenta el riesgo de un mayor deterioro muscular.
Hamilton se asoció con la Dra. Kelly Santangeloan asso profesor asociado en el Departamento de Microbiología, Inmunología y Patología de CSU, que ha estado estudiando la OA primaria en cobayos Hartley durante muchos años, y el Profesor Asociado Raoul Reiser, también en el Departamento de Ciencias de la Salud y el Ejercicio, para comprender cómo cambia el músculo esquelético como OA progresa en conejillos de indias.
El equipo planteó la hipótesis de que esos cambios musculares podrían imitar el envejecimiento musculoesquelético humano.
Signos clásicos
La composición muscular también cambia con la edad: las fibras de contracción, que son más grandes y capaces de ejercer fuerzas más fuertes, disminuyen en número, y las fibras de contracción lenta, que son más pequeñas y menos metabólicamente eficientes, tienden a aumentar. Generalmente, cuando las personas «pierden masa muscular», son las fibras grandes de contracción rápida las que se ven afectadas. Con la disminución de la masa muscular también tiende a producirse un aumento de la masa grasa, o tejido adiposo, en el cuerpo.
A medida que los humanos envejecen, puede ser que mantener la función muscular sea más importante que prevenir la pérdida de masa.
«Lo que hemos aprendido durante décadas es que la pérdida de masa muscular relacionada con la edad y la pérdida de función muscular relacionada con la edad no siempre van de la mano», dijo Hamilton. «Puedes hacer cosas para mejorar la masa muscular y es posible que no obtengas una mejora en la función muscular; puedes hacer cosas para mejorar la función muscular y es posible que no obtengas un aumento en la masa muscular».
Los investigadores compararon los cambios musculares observados en los cobayos Hartley con los de los cobayos de la cepa 13, que tienden a desarrollar OA más tarde en su vida y, por lo tanto, podrían no mostrar los mismos signos clásicos de envejecimiento muscular.
Descubrieron algunos cambios sorprendentes similitudes con el envejecimiento muscular humano, como una disminución de la densidad muscular, probablemente debido a un aumento de la masa grasa. Si bien no se observó una disminución en la masa muscular, los investigadores sí encontraron un cambio hacia fibras musculares más pequeñas y de contracción lenta, como se espera en el músculo humano a medida que avanza la edad.
«Si observa el panorama general, creemos que algunas de las cosas clave que siempre suceden con el envejecimiento de los músculos humanos, que cambian hacia un fenotipo muscular menos poderoso y de contracción más lenta, están claramente modeladas en los conejillos de Indias de Hartley», dijo Hamilton. «Y creemos que si empezáramos a observar conejillos de Indias aún más viejos, podríamos ver más de las cosas que la gente considera sarcopenia clásica».
Direcciones futuras
Este estudio proporciona una línea de base que permite al equipo tomar múltiples direcciones en futuras investigaciones. Una dirección será emplear pruebas funcionales para estudiar cómo la fuerza muscular y la forma de andar o la movilidad cambian con la edad en los conejillos de Indias Hartley, y cómo estos cambios imitan el deterioro de la función muscular en los seres humanos que envejecen.
Una prioridad será sería identificar si los conejillos de indias de Hartley pueden ser un modelo traslacional valioso para identificar intervenciones prometedoras para prevenir o retrasar la disminución de la función musculoesquelética general con el envejecimiento en humanos.
De hecho, Hamilton y Santangelo ya han comenzado tratar a los conejillos de Indias con fitoquímicos a base de plantas que se dirigen a un conjunto protector de genes. El tratamiento parece revertir algunos signos de envejecimiento musculoesquelético a nivel molecular al mejorar la función mitocondrial, así como prevenir el deterioro de las articulaciones y preservar aspectos de la marcha que normalmente se deterioran con el avance de la edad.
En general, Hamilton dice que espera que esto El trabajo puede proporcionar a los investigadores otro modelo animal para estudiar el envejecimiento humano, uno que pueda «traducir con éxito los hallazgos preclínicos y los descubrimientos de la ciencia básica para fomentar intervenciones para aumentar la duración de la salud humana o mejorar el envejecimiento saludable».
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La rapamicina puede suprimir el envejecimiento muscular y prevenir la sarcopenia Más información: Robert V. Musci et al. El conejillo de indias Dunkin Hartley es un modelo de osteoartritis primaria que también exhibe una remodelación de miofibras de inicio temprano que se asemeja al envejecimiento musculoesquelético humano, Frontiers in Physiology (2020). DOI: 10.3389/fphys.2020.571372 Proporcionado por la Universidad Estatal de Colorado Cita: Los investigadores identifican un modelo prometedor para estudiar el envejecimiento humano (2021, 13 de enero) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/ 2021-01-human-aging.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.