Cómo los osos se mantienen desgarrados durante la hibernación

Cómo los osos se mantienen desgarrados durante la hibernación

julio 19, 2022 0 Por RenzoC

Científicos japoneses observaron «ganancia muscular» en células de músculo esquelético humano cultivadas infundidas con suero de osos negros en hibernación, lo que confirma que los factores únicos activados en la sangre de estas criaturas durante el invierno desencadenan su notable capacidad para prevenir la atrofia muscular a pesar de meses de inactividad.

Pero aún se desconoce cuáles son estos componentes clave de la sangre.

Los osos que hibernan pueden permanecer quietos durante 5 a 7 meses al año dentro de sus madrigueras sin comer ni beber. En humanos, solo tres semanas de inactividad son suficientes para perder masa muscular. Si se prolonga, podría provocar enfermedades relacionadas con el estilo de vida sedentario, como la obesidad y la diabetes, e incluso la muerte prematura. Los osos, sin embargo, sobreviven a su hibernación con una pérdida muscular limitada, una disfunción metabólica mínima y funciones físicas ilesas.

“El fenómeno ‘úsalo o piérdelo’ es un principio fisiológico bien aceptado para el músculo esquelético, que es altamente plástico en respuesta a las demandas funcionales. El desuso generalmente conduce a la pérdida de músculo esquelético y disfunción metabólica en muchas especies animales, incluidos los humanos”, explicó el primer autor del estudio, Mitsunori Miyazaki, profesor asociado de la Escuela de Graduados en Ciencias Biomédicas y de la Salud de la Universidad de Hiroshima.

«Por el contrario, es probable que los animales en hibernación se describan mejor como si estuvieran bajo el fenómeno de ‘no usar, pero no perder’, en el sentido de que existe una resistencia potencial a la atrofia muscular durante las condiciones continuas de desuso».

El estudio realizado en conjunto con investigadores de la Universidad de Hokkaido encontró que el suero extraído de la sangre de los osos negros japoneses en hibernación debilitó el «mecanismo de destrucción» que controla la degradación muscular. Sus hallazgos fueron publicados en la revista PLOS ONE.

La masa muscular generalmente está determinada por el equilibrio dinámico entre la «síntesis» y la «degradación» de las proteínas. Pero dado que este equilibrio se ve interrumpido por el suero de los osos en hibernación, las células musculares cultivadas mostraron un crecimiento significativo de proteínas después de 24 horas de tratamiento. Este aumento notable en la proteína no se observó en células musculares cultivadas infundidas con suero recolectado durante la temporada activa de verano de los osos.

Los investigadores atribuyeron la disminución de la capacidad del «mecanismo de destrucción» de los músculos a la expresión suprimida de MuRF1 (Muscle RING-finger protein-1), el interruptor que desencadena la trituración de los músculos no utilizados. Según ellos, es probable que la supresión de la expresión de MuRF1 estuviera mediada por la activación del eje Akt/FOXO3a (protein kinase B/Forkhead box class O 3a) responsable de la elevación de la síntesis de proteínas.

También observaron niveles elevados de la hormona del factor de crecimiento IGF-1 (factor de crecimiento similar a la insulina-1) en el suero de oso en hibernación. Los investigadores lo identificaron como un factor candidato aguas arriba que induce la activación del eje Akt/FOXO3a. Estudios previos han informado variaciones estacionales de las concentraciones de IGF-1 en suero de oso. Estos estudios encontraron que las concentraciones de IGF-1 eran más altas durante el período de verano activo y más bajas al comienzo de la hibernación y luego aumentaban nuevamente cerca del final de la hibernación.

Pero Miyazaki y sus co-investigadores luego redirigieron su atención a otra parte después de corregir sus cálculos sobre los niveles de concentración de IGF-1 en el suero de oso en hibernación. Dijeron que existe la posibilidad de que las concentraciones más altas de IGF-1 observadas en el estudio se deban simplemente a una disminución en el contenido de agua del suero provocada por otras causas, como la deshidratación.

«Hemos indicado que ‘algún factor’ presente en el suero de oso en hibernación puede regular el metabolismo de las proteínas en células de músculo esquelético humano cultivadas y contribuir al mantenimiento de la masa muscular. Sin embargo, aún no se ha logrado la identificación de este ‘factor’”, dijo Miyazaki.

Originalmente un fisioterapeuta, el profesor asociado dijo que se preguntaba por qué no es posible desarrollar músculos que no se debiliten en primer lugar en lugar de restaurar los músculos deteriorados.

“Quería hacer una investigación que condujera al desarrollo de métodos efectivos de rehabilitación y entrenamiento”, dijo Miyazaki, y agregó que esta es la razón por la que se interesó en explorar los secretos de la hibernación.

«Al identificar este ‘factor’ en el suero de oso en hibernación y aclarar el mecanismo inexplorado detrás de los ‘músculos que no se debilitan incluso sin uso’ en animales en hibernación, es posible desarrollar estrategias de rehabilitación efectivas en humanos y evitar que se queden postrados en cama en el futuro».