La ‘proteína del ejercicio’ duplica la capacidad de carrera, restaura la función y prolonga la esperanza de vida saludable en ratones mayores
Crédito: CC0 Public Domain
Un nuevo estudio muestra que los humanos expresan una poderosa hormona durante el ejercicio y que tratar a los ratones con la hormona mejora el rendimiento físico , capacidad y aptitud. Los investigadores dicen que los hallazgos presentan nuevas posibilidades para abordar el deterioro físico relacionado con la edad.
La investigación, publicada el miércoles en Nature Communications, revela una visión detallada de cómo el genoma mitocondrial codifica instrucciones para regular la capacidad física, el rendimiento y el metabolismo durante el envejecimiento y puede aumentar la esperanza de vida saludable.
«Las mitocondrias se conocen como la fuente de energía de la célula, pero también son centros que coordinan y afinan el metabolismo al comunicarse activamente con el resto del cuerpo», dijo Changhan David Lee, profesor asistente de la Facultad de Gerontología Leonard Davis de la USC y corresponsal autor del estudio. «A medida que envejecemos, esa red de comunicación parece fallar, pero nuestro estudio sugiere que se puede restaurar esa red o rejuvenecer un ratón viejo para que esté tan en forma como uno más joven».
El estudio analizó la papel de MOTS-c, una de varias hormonas identificadas recientemente que imitan los efectos del ejercicio. Sin embargo, MOTS-c es único porque está codificado en el pequeño genoma de las mitocondrias en lugar del genoma más grande en el núcleo de una célula. Esto abre un genoma completamente nuevo para apuntar a nuevas intervenciones, dice Lee, quien, junto con Pinchas Cohen, profesor de gerontología, medicina y ciencias biológicas y decano de la Facultad Leonard Davis de la USC, describió por primera vez la proteína conservada evolutivamente y sus efectos sobre metabolismo en 2015. Sus estudios posteriores mostraron cómo MOTS-c codificado mitocondrial instruye a las proteínas para que interactúen con el genoma nuclear y juega un papel importante en la regulación del metabolismo celular y las respuestas al estrés.
En ratones, mejora física en todas las edades
Para este estudio, el equipo de investigación probó cómo las inyecciones de MOTS-c afectaron a ratones de diferentes edades midiendo la capacidad física y el rendimiento en ratones jóvenes (2 meses), de mediana edad (12 meses) y mayores ( 22 meses) ratones. Cuando a los ratones se les presentaron desafíos físicos, como mantener el equilibrio en una barra giratoria y correr en una cinta de correr acelerada, a los ratones de todas las edades que habían recibido el tratamiento con MOTS-c les fue significativamente mejor que a los ratones no tratados de la misma edad.
Grupos pares de los ratones que habían sido alimentados con una dieta alta en grasas mostraron una marcada mejoría física después del tratamiento con MOTS-c y menos aumento de peso que los ratones no tratados. Estos hallazgos se hacen eco de investigaciones previas sobre el tratamiento con MOTS-c en ratones, que también encontraron que revertía la obesidad inducida por la dieta y la resistencia a la insulina dependiente de la dieta y la edad.
Además, el tratamiento de los ratones más viejos que se acercaban al final de sus vidas con MOTS-c resultaron en marcadas mejoras físicas. Este tratamiento en la vejez mejoró la fuerza de agarre, la marcha (medida por la longitud de la zancada) y el rendimiento físico, que se evaluó con una prueba de caminar (a esta edad no era posible correr).
«Los ratones más viejos eran los equivalente humano de 65 años o más y, una vez tratados, duplicaron su capacidad para correr en la caminadora», dijo Lee. «Incluso fueron capaces de dejar atrás a sus cohortes no tratadas de mediana edad».
Los humanos expresan MOTS-c con ejercicio
Para medir los efectos del ejercicio en los niveles de MOTS-c en personas , los investigadores recolectaron tejido del músculo esquelético y plasma de voluntarios varones jóvenes sanos y sedentarios que hacían ejercicio en una bicicleta estacionaria. Se recogieron muestras antes, durante y después del ejercicio, así como después de un descanso de 4 horas.
En las células musculares, los niveles de MOTS-c aumentaron significativamente casi 12 veces después del ejercicio y permanecieron parcialmente elevados después de un descanso de cuatro horas, mientras que los niveles de MOTS-c en el plasma sanguíneo también aumentaron aproximadamente un 50 % durante y después del ejercicio y luego regresaron a la línea base después del período de descanso. Los hallazgos sugieren que el ejercicio en sí mismo indujo la expresión de los péptidos reguladores codificados por mitocondrias.
La expresión de MOTS-c durante el ejercicio en humanos y los resultados de los estudios en ratones respaldan la idea de que el envejecimiento está regulada por genes tanto en el genoma mitocondrial como en el nuclear. Si bien se necesita más investigación sobre MOTS-c, los datos indican que el tratamiento con MOTS-c podría aumentar la duración de la salud, o la parte de la vida que se pasa con buena salud, y abordar la fragilidad y otras afecciones relacionadas con la edad, dijo Lee.
Los resultados del tratamiento con MOTS-c en ratones son extremadamente prometedores para su futura traducción a humanos, agregó, especialmente el hecho de que tales resultados se obtuvieron incluso con el inicio del tratamiento a edades más avanzadas.
» Los indicadores del declive físico en los seres humanos, como la reducción de la longitud de la zancada o la capacidad para caminar, están estrechamente relacionados con la mortalidad y la morbilidad», dijo. «Las intervenciones dirigidas al declive y la fragilidad relacionados con la edad que se aplican más adelante en la vida serían más viables desde el punto de vista de la traducción en comparación con los tratamientos de por vida».
«MOTS-c es un regulador codificado mitocondrial inducido por el ejercicio de Deterioro físico y homeostasis muscular» apareció por primera vez en línea el 20 de enero de 2021.
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Una proteína que puede tener el potencial de combatir la fragilidad a medida que envejecemos Más información: Joseph C. Reynolds et al. MOTS-c es un regulador codificado por mitocondrias inducido por el ejercicio del declive físico y la homeostasis muscular dependientes de la edad, Nature Communications (2021). DOI: 10.1038/s41467-020-20790-0 Información de la revista: Nature Communications
Proporcionado por la Universidad del Sur de California Cita: ‘Proteína de ejercicio’ duplica la capacidad de carrera, restaura la función y extiende la esperanza de vida saludable en ratones mayores (21 de enero de 2021) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-01-protein-capacity-function-healthy-lifespans.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.