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La ULPGC investiga cómo el ejercicio intenso activa la autofagia celular para proteger la funcionalidad muscular
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Investigadores del IUIBS estudian la activación de este mecanismo celular en el músculo que permite autoreparar los daños causados por las especies reactivas de oxígeno
Investigadores adscritos al Instituto Universitario de Investigaciones Biomédicas y Sanitarias han publicado un trabajo en el que detallan cómo la autofagia celular, un esencial sistema celular de reciclado y eliminación de orgánulos y moléculas dañadas, se activa cuando se lleva a cabo ejercicio intenso, pudiendo resultar clave para la adaptación del músculo esquelético al ejercicio y la conservación de su funcionalidad.
Miriam Martínez Cantón, Víctor Galván Álvarez, Ángel Gallego Selles, Miriam Gelabert Rebato, Eduardo García González, Juan José González Henríquez, Marcos Martín Rincón y José Antonio López Calbet son los autores de este trabajo, que cuenta con apoyo económico del Ministerio de Economía y Competitividad.
Para esta investigación, se sometió a once varones jóvenes a un protocolo de ejercicio intenso, tanto en hipoxia simulada (con niveles de oxígeno reducidos como si estuvieran a 5.500 metros de altitud) como en normoxia (niveles normales de oxígeno al nivel del mar). Inmediatamente al cese del ejercicio, una pierna experimentó un episodio breve de un minuto de aplicación de isquemia, un proceso que consiste en interrumpir el flujo sanguíneo, mientras que la otra pierna mantuvo una circulación normal. Se obtuvieron biopsias del músculo vasto lateral de las dos piernas a los 10 y 60 segundos para estudiar la recuperación celular del tejido muscular de la misma persona en dos situaciones muy diferentes: una que depriva de oxígeno y mantiene o incluso empeora la situación metabólica y la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS, del inglés reactive oxygen species) creada por el ejercicio intenso, y otra que permite una recuperación normal.
Los investigadores observaron una activación temprana de marcadores celulares de la autofagia, incluyendo la proteína MYTHO, recientemente descubierta en roedores y que parece ser sensible al ejercicio intenso en el músculo esquelético humano. Estos efectos pudieron observarse gracias a la inclusión del novedoso modelo de aplicación de isquemia al cese del ejercicio, dado que, tras un minuto de recuperación, la activación de la autofagia ya se había revertido en la pierna que recuperaba libremente. Este modelo ha permitido describir por primera vez una activación/desactivación muy rápida de la autofagia muscular por el ejercicio intenso, instando a otros investigadores a tener en cuenta que un minuto de retraso en la obtención de las muestras puede tener un impacto significativo en el estudio de los eventos celulares provocados por el ejercicio físico.
Los investigadores destacan el papel clave del aumento del ROS al realizar ejercicio intenso en la activación de esta vía, sirviendo de estimulador de la autofagia precisamente para proteger frente a un nivel excesivo de ROS que pueda ser causa de daño celular que comprometa la adaptación y el funcionamiento muscular.
Un mal funcionamiento de la autofagia está asociado con el desarrollo de enfermedades neurodegenerativas. Estudios en roedores han mostrado que el ejercicio físico puede contribuir a mantener el funcionamiento de la autofagia y estimular la formación de nuevas neuronas en el cerebro. En línea con esto, la presente investigación muestra directamente en seres humanos que el ejercicio intenso es capaz de estimular la autofagia muscular. Los investigadores señalan que estos efectos se limitan al músculo esquelético quedando aún por determinar si este mecanismo es aplicable a otros tejidos.
Esta investigación proporciona información valiosa sobre los eventos moleculares que subyacen los efectos saludables del ejercicio físico en la población. Conocer aquellas intervenciones capaces de aumentar o preservar la autofagia tiene un gran potencial clínico y preventivo, principalmente en patologías asociadas con el envejecimiento.
El trabajo de investigación ha sido recogido en la revista internacional Free Radical Biology and Medicine (FRBM) perteneciente al primer cuartil del Journal of Citation Reports (JCR) en las ramas de Bioquímica y Biología Molecular, con un factor de impacto actual de 7.1.