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LATE-ONSET CALORIC RESTRICTION ALTERS SKELETAL MUSCLE
METABOLISM BY MODULATING PYRUVATE METABOLISM
Chiao-Nan (Joyce) Chen, Shang-Ying Lin, Yi-Hung Liao, Zhen-Jie Li, and Alice
May-Kuen Wong
Am J Physiol Endocrinol Metab 308: E942–E949, 2015.
Y. Levi Almendras Covarruvias
Introducción
La mejora de la salud durante el envejecimiento ha sido un tema largamente
estudiado, a la fecha, la restricción calórica (RC) es la única estrategia no
farmacéutica y no genética que mejora el potencial de vida de animales y provee
beneficios a la salud. En relación al músculo esquelético, los estudios han
reportado que la RC atenúa la pérdida de masa muscular relacionada con la edad,
aunque el mecanismo subyacente no ha sido totalmente dilucidado, de todas
formas una capacidad antioxidante incrementada, una disminución en la
generación de radicales libres, una mejora en la funcionalidad de las células
troncales y una mejora en la función mitocondrial son mecanismos propuestos. El
metabolismo celular está determinado primariamente por la glicolisis y la
fosforilación oxidativa, los animales con RC fueron previamente testeados que
tienen una mejora en la función mitocondrial caracterizada en un aumento en el
consumo de oxígeno, los beneficios de la RC para la glicolisis no son conocidos,
de todas formas, un metabolismo perturbado ha sido asociado con enfermedades
como la diabetes, el cáncer y el envejecimiento acelerado, además podría jugar un
rol en la atrofia muscular por la alta actividad glicolítica.
Objetivos
Los objetivos principales del estudio fueron: evaluar los efectos de la (RC) en el
metabolismo energético y determinar su relación con el tejido muscular así como
también determinar si los efectos de la restricción calórica son edad dependientes.
Una de las hipótesis fue que los efectos positivos inducidos por la RC en la masa
muscular están asociados en la mejora del metabolismo celular, una segunda
hipótesis es que los efectos benéficos de la RC en la masa muscular y en el
metabolismo celular son edad dependientes, siendo más significantes en animales
de mayor edad porque el metabolismo celular esta desmejorado en los músculos
envejecidos y los efectos de la RC están asociados a la remodelación metabólica.
Métodos
Ratas jóvenes y de mediana edad se separaron aleatoriamente en grupos con RC
y con alimentación a libre demanda (LD) por 14 semanas. Finalizado este proceso
fueron anestesiadas y extraído y disecado el músculo soleo, preparándose en
fresco el tejido muscular extraído para un ensayo de metabolismo energético.
Principales resultados
Las 14 semanas de RC, disminuyeron la masa muscular de ratas jóvenes y no
afectaron significativamente la de las de mayor edad, así también asemejó el peso
muscular normalizado en ratas adultas con el basal de las ratas jóvenes control. El
RC no mostró efectos en el peso muscular normalizado en ratas jóvenes. La RC
disminuyó significativamente el ECAR (tasa de acidificación celular) basal e
incrementó la taza de OCR (tasa de consumo de oxigeno) a ECAR en ratas
adultas pero no en las jóvenes correlacionado directamente a la mejora del peso
muscular normalizado. La RC disminuyó el contenido de Lactato deshidrogenasa
(LDHA) en músculo de ratas adultas pero los cambios en ratas jóvenes no fueron
significativos. La RC aumentó significativamente la MPC (trasportador de piruvato
a las mitocondrias) en ratas adultas, hasta en un 62% más que en ratas adultas
con alimentación a LD. El RC no causó modificaciones significativas en el
contenido de MPC en ratas jóvenes. Por otro la cantidad de AMPK total y
fosforilada en el músculo esquelético dependían de la edad, más específicamente
la RC tardía disminuyó ambas AMPK e incrementó la razón entre la fosforilada y la
total en ratas mayores y no modificó la concentración de ambas en ratas jóvenes.
La RC aumentó SIRT1 (enzima clave de regulación del metabolismo) en músculo
esquelético de ratas mayores y no provocó modificaciones significativas en ratas
jóvenes. El contenido de SIRT 1 estaba fuerte relacionado con el contenido de
ECAR, un mayor SIRT1 fue asociado con un menor ECAR. Los contenidos de
PGC-1α no fueron modificados por RC en cualquier edad. COX-IV (complejo
enzimático terminal de la cadena trasportadora de electrones) fue regulado “rio
arriba” por la RC en músculo de ratas mayores y no en jóvenes.
Discusión y aplicaciones prácticas
Se investigó la reprogramación del metabolismo en el músculo esquelético con RC
y que si su mejora estaba asociado en el incremento de la masa muscular, en
suma, se examinó si los cambios inducidos por RC eran dependientes de la edad.
Según los conocimientos barajados por los investigadores la presente
investigación es la primera que estudia los efectos de la RC en la glicólisis y la
fosforilación oxidativa simultáneamente en las células del músculo esquelético, y
es allí donde recae la importancia, pues nos permite determinar la contribución
relativa de estos dos mecanismos de obtención de energía. 14 semanas de RC
reprogramaron el metabolismo celular, donde la contribución relativa de la
glicólisis y la fosforilación oxidativa en músculo con RC en ratas adultas fue similar
que en músculos de ratas jóvenes. Posibles aplicaciones pueden orientarse a la
utilización de RC en la mejora de peso muscular normalizado en individuos
adultos, generando reprogramaciones metabólicas en beneficio de su salud.