Los científicos identifican un modelo animal para estudiar el envejecimiento musculoesquelético humano



El envejecimiento tiene muchos componentes, tanto físicos como mentales. Cuando se trata de la infraestructura del cuerpo humano, el sistema musculoesquelético que incluye músculos, huesos, tendones y cartílagos, el declive asociado con la edad es inevitable, y la tasa de ese declive aumenta a medida que envejecemos. La pérdida de función muscular, y a menudo de masa muscular, se conoce científicamente como sarcopenia o dinapenia.

Para los adultos de 40 años, la sarcopenia apenas se nota: cada década se pierde alrededor del 3% de la masa muscular. Sin embargo, para los mayores de 65 años, el deterioro 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, alteración de la marcha, reducción de la actividad física o dificultad para completar las tareas diarias.

Se prevé que la proporción de adultos mayores de 65 años o más aumentará a más del doble para el año 2060, lo que impulsará la investigación sobre el proceso de deterioro musculoesquelético. Los 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 les ayudará a entenderlo mejor y encontrar formas de reducir los síntomas.

El estudio, publicado en Fronteras en fisiología: músculo estriado en octubre, es un ejemplo del uso de la medicina comparada para comprender las enfermedades y afecciones humanas.

Modelos animales

Los científicos a menudo se basan en modelos animales para imitar la progresión de la enfermedad y estudiar la prevención, el diagnóstico y el tratamiento de las afecciones. Sin embargo, hasta ahora, ningún modelo animal ha sido capaz de capturar por completo todos los aspectos del envejecimiento musculoesquelético humano.

Los modelos preclínicos existentes se basan en descargar el músculo, es decir, imitar el reposo en cama en un animal, o deben esperar hasta que los animales envejezcan realmente, e incluso entonces no tengan el mismo fenotipo de envejecimiento muscular que las personas “.

Karyn Hamilton, profesora del Departamento de Salud y Ciencias del Ejercicio de CSU, directora asociada del Centro para el Envejecimiento Saludable

En su trabajo, el equipo de Hamiliton descubrió 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 afecciones, OA y sarcopenia, parecen estar relacionadas en los seres 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 el Dr. Kelly Santangelo, profesor asociado en el Departamento de Microbiología, Inmunología y Patología de CSU, que ha estado estudiando OA primaria en conejillos de indias 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 a medida que avanza la OA en los 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 rápida, 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 eficientes metabólicamente, tienden a aumentar. Generalmente, cuando la gente “pierde 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 seres humanos envejecen, es posible que mantener la función muscular sea más importante que prevenir la pérdida de masa.

“Lo que hemos aprendido a lo largo de las 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. “Puede hacer cosas para mejorar la masa muscular y es posible que no obtenga una mejora en la función muscular; puede hacer cosas para mejorar la función muscular y es posible que no obtenga un aumento en la masa muscular”.

Los investigadores compararon los cambios musculares observados en los conejillos de indias Hartley con los de los conejillos de indias de la cepa 13, que tienden a desarrollar OA más adelante en su vida y, por lo tanto, podrían no exhibir los mismos signos clásicos de envejecimiento muscular.

Encontraron algunas similitudes sorprendentes con el envejecimiento de los músculos humanos, 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 esperaba en el músculo humano con el avance de la edad.

“Si nos fijamos en 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 potente 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 mayores, podríamos ver más cosas que la gente considera sarcopenia clásica”.

Direcciones futuras

Este estudio proporciona una línea de base que permite al equipo tomar múltiples direcciones en investigaciones futuras. Una dirección será emplear pruebas funcionales para estudiar cómo la fuerza muscular y la marcha 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 humanos que envejecen.

Una prioridad será identificar si los conejillos de indias Hartley pueden ser un modelo traslacional valioso para identificar intervenciones que se muestran prometedoras para prevenir o ralentizar el deterioro de la función musculoesquelética general con el envejecimiento en los seres humanos.

De hecho, Hamilton y Santangelo ya han comenzado a tratar a los conejillos de indias con fitoquímicos de origen vegetal 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 la edad.

En general, Hamilton dice que espera que este trabajo pueda proporcionar a los investigadores otro modelo animal para estudiar el envejecimiento humano, uno que pueda “traducir con éxito los hallazgos preclínicos y los descubrimientos científicos básicos en intervenciones alentadoras para aumentar la duración de la salud humana o mejorar el envejecimiento saludable”.

Fuente:

Referencia de la revista:

Musci, RV, et al. (2020) El conejillo de indias Dunkin Hartley es un modelo de osteoartritis primaria que también exhibe remodelación de miofibras de inicio temprano que se asemeja al envejecimiento musculoesquelético humano. Fronteras en fisiología. doi.org/10.3389/fphys.2020.571372.

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