Autor/a: Sturm, G., Karan, K.R., Monzel, A.S. et al. Fuente: Commun Biol 6, 22
(2023) OxPhos defects cause
hypermetabolism and reduce lifespan in cells and in patients with mitochondrial
diseases
¿Por qué envejecen las células, y por extensión los humanos?
La respuesta puede tener mucho que ver con las mitocondrias, los orgánulos que
suministran energía a las células. Aunque esa idea no es nueva, faltaba
evidencia directa en células humanas. Hasta ahora.
En un estudio publicado en Communications Biology, un equipo
dirigido por investigadores de la Universidad de Columbia descubrió que las
células humanas con mitocondrias dañadas responden acelerándose y gastando más
energía. Si bien esta adaptación, llamada hipermetabolismo, mejora la
supervivencia a corto plazo de las células, tiene un alto costo: un aumento
dramático en la velocidad a la que envejecen las células.
"Los hallazgos se realizaron en células de pacientes
con enfermedades mitocondriales raras, pero también pueden tener relevancia
para otras afecciones que afectan a las mitocondrias, incluidas enfermedades
neurodegenerativas, afecciones inflamatorias e infecciones", dice el
investigador principal Martin Picard, PhD, profesor asociado de comportamiento.
medicina (en psiquiatría y neurología) en el Colegio de Médicos y Cirujanos
Vagelos de la Universidad de Columbia.
“Además, el hipermetabolismo puede ser una razón clave por
la cual la mayoría de las células se deterioran a medida que envejecemos”.
Los defectos mitocondriales causados por raras mutaciones
genéticas hacen que las células humanas aumenten su metabolismo. Aunque eso
ayuda a la supervivencia a corto plazo, tiene un alto costo: un aumento
dramático en la velocidad a la que envejecen las células. El hipermetabolismo
también puede ser una razón clave por la cual la mayoría de las células se
deterioran a medida que todos envejecemos. CRÉDITO: Centro Médico Irving de la
Universidad de Columbia (Martin Picard)
Las células hipermetabólicas envejecen más rápido
En general, se suponía que los defectos mitocondriales (que
perjudican la conversión de las fuentes de alimentos en energía utilizable)
obligarían a las células a disminuir su tasa metabólica en un esfuerzo por
conservar energía. Sin embargo, al analizar la actividad metabólica y el
consumo de energía en células de pacientes con enfermedades mitocondriales, los
investigadores encontraron que las células con mitocondrias deterioradas
duplican su gasto de energía. Además, volver a analizar los datos de cientos de
pacientes con diferentes enfermedades mitocondriales mostró que los defectos
mitocondriales también aumentan el costo energético de la vida a nivel de todo
el cuerpo.
Aunque este aumento de energía mantiene las células en
funcionamiento, también degrada los telómeros de las células (tapas que
protegen los extremos de nuestros cromosomas) y activa las respuestas al estrés
y la inflamación. El efecto neto acelera el envejecimiento biológico.
"Cuando las células gastan más energía para producir
proteínas y otras sustancias esenciales para la supervivencia a corto plazo, es
probable que roben recursos de los procesos que aseguran la supervivencia a
largo plazo, como el mantenimiento de los telómeros", dice Gabriel Sturm,
estudiante de posgrado y autor principal de este estudio.
Hipermetabolismo, fatiga y envejecimiento
Este estado hipermetabólico podría explicar por qué las
personas con enfermedades mitocondriales experimentan fatiga e intolerancia al
ejercicio, entre otros síntomas. “Para compensar el uso extra de energía en tus
células, tu cuerpo te ‘dice’ que no te esfuerces demasiado, para conservar
energía. Es probable que veamos la misma dinámica a medida que las personas
envejecen y su vitalidad disminuye”, dice Picard.
El estudio no apunta a ningún remedio nuevo para pacientes
con enfermedades mitocondriales, que actualmente no son tratables, pero
refuerza las recomendaciones actuales para que los pacientes se muevan más.
“Eso puede parecer contrario a la intuición, ya que si es más activo, gastará
más energía y posiblemente empeore sus síntomas”, dice Sturm. “Pero se sabe que
el ejercicio aumenta la eficiencia de un organismo. Una persona que corre, por
ejemplo, usa menos energía para sostener los procesos corporales básicos que
alguien que no es físicamente activo”.
Mejorar la eficiencia del organismo, lo que reduciría el uso
de energía en las células y mejoraría la fatiga y otros síntomas, puede
explicar parcialmente los beneficios para la salud del ejercicio en pacientes
con enfermedades mitocondriales y personas sanas.
En su búsqueda de nuevos tratamientos para las enfermedades
mitocondriales, los investigadores deberían centrarse en el hipermetabolismo,
dice Picard. “Aunque los defectos mitocondriales afectan la capacidad de las
células para producir energía, la deficiencia de energía puede no ser el
iniciador principal de la enfermedad. Nuestro estudio muestra que estos
defectos aumentan el consumo de energía. Para mover la aguja terapéuticamente,
es posible que debamos enfocarnos en el hipermetabolismo. Necesitamos más
investigación para saber si eso funcionaría”.
El hipermetabolismo también es común a otras enfermedades.
Si el aumento del gasto de energía celular juega un papel causal en el impulso
del proceso de envejecimiento, atacar el hipermetabolismo puede ser una forma
de mejorar la fatiga, mejorar la calidad de vida de las personas o incluso
retrasar el envejecimiento biológico.
