El ejercicio puede hacer que los corazones viejos sean más jóvenes
Por Alice McCarthy
Una colaboración de investigación dirigida por científicos del Instituto de Células Madre de Harvard y el Hospital General de Massachusetts en Boston descubrió que el ejercicio reinicia la capacidad de un corazón envejecido para producir nuevas células cardíacas, un proceso que generalmente termina en la mediana edad. El estudio en ratones más viejos, que al igual que los humanos dejan naturalmente de producir nuevas células cardíacas, mostró que el ejercicio voluntario incitó a los animales a crear nuevos miocitos cardíacos. El documento que describe los resultados se publicó en Circulation .
«Debido a que la fisiología de las células cardíacas humanas y de ratón es tan similar, esto probablemente significa que cuando hace ejercicio, la edad promedio de sus células cardíacas puede disminuir», dice el coautor principal y miembro de la facultad de HSCI, Richard Lee, MD , profesor en el Departamento de Células Madre y Biología Regenerativa en Harvard y director del Centro de Medicina Regenerativa Brigham en el Hospital Brigham and Women’s . “ No importa la edad que tengas, si comienzas a hacer ejercicio, creemos que rejuveneces tu corazón”.
Por Alice McCarthy
Después del nacimiento, el corazón produce alrededor del 1 % al 2 % de nuevas células cardíacas por año, un proceso que continúa durante la primera mitad de la vida. Sin embargo, en la segunda mitad de la vida, las células del corazón pierden su capacidad de dividirse. Eso significa que para las personas que viven hasta los 50 años, aproximadamente la mitad de las células del corazón han sido reemplazadas por nuevos músculos del corazón desde el nacimiento. Después de los 50 años, los humanos producen pocas células cardíacas nuevas, por lo que ese número no cambia apreciablemente.
Sabiendo que la dinámica de las células del músculo cardíaco es muy consistente entre humanos y ratones, Lee ha estado estudiando los efectos del ejercicio en las células en colaboración con Anthony Rosenzweig, MD, Profesor de Medicina en la Escuela de Medicina de Harvard y Jefe de Cardiología en el Hospital General de Massachusetts. En 2018, los laboratorios Lee y Rosenzweig publicaron un estudio que mostraba que los ratones jóvenes que se ejercitaban voluntariamente con ruedas para correr aumentaban su capacidad para producir nuevas células cardíacas. “La diferencia fue muy significativa, aproximadamente un aumento de 4,6 veces”, dice Lee. «Pero no estaba claro si el ejercicio podría activar un proceso similar en animales viejos», agrega Rosenzweig, coautor principal de los estudios de 2018 y actuales.
Dr. Richard Lee
Este estudio evaluó ratones envejecidos (20 meses), el equivalente a unos 65 años en humanos. El equipo descubrió que es probable que estos ratones sigan corriendo voluntariamente sobre ruedas, pero no tan lejos como los ratones jóvenes. Los ratones fueron evaluados durante un protocolo de funcionamiento voluntario de 8 semanas.
Para descifrar las células nuevas y viejas del músculo cardíaco, el equipo se basó en la espectroscopia de masas de imágenes multiisotópicas (MIMS) para determinar cuándo nacieron las células. En los análisis dirigidos por Carolin Lerchenmüller, MD, del Hospital Universitario de Heidelberg y Ana Vujic, PhD, del HSCI, coprimeros autores del estudio, se examinaron 1793 cardiomiocitos de ratones sedentarios envejecidos y se compararon con más de 2000 cardiomiocitos emparejados en adultos ejercitados. ratones. Sus hallazgos confirmaron que el ejercicio estimuló la producción de nuevas células cardíacas en ratones mayores, al igual que en ratones más jóvenes. Calcularon una tasa anual del 2,3 % de nuevos cardiomiocitos en ratones viejos que habían hecho ejercicio. Esto se compara con sus hallazgos anteriores de una tasa de producción anual de nuevos cardiomiocitos del 7,5 % en ratones jóvenes ejercitados y del 1,63 % en ratones jóvenes sedentarios.
“Dado que la dinámica del corazón de los ratones y los humanos es tan similar, este estudio nos dice que la falla en la producción de nuevas células del músculo cardíaco, o cardiomiocitos, en la segunda mitad de la vida se activa fácilmente y que el ejercicio puede solucionarlo”, dice Lee. «En este estudio no se probó si estos efectos son acumulativos con el ejercicio repetido», agrega Rosenzweig. “Pero los beneficios clínicos del ejercicio habitual son muy claros y parece probable que este sea uno de los contribuyentes”.
Junto con las imágenes espectroscópicas de masas, los investigadores realizaron secuenciación de ARN y análisis bioinformáticos para detectar cualquier cambio transcripcional en los ratones ejercitados. Descubrieron que un producto génico, RCAN1.4, estaba exclusivamente regulado al alza en los corazones envejecidos y ejercitados. Sin embargo, es poco probable que un solo gen explique el beneficio en su totalidad.
Al estudiar los genes que están regulados por el ejercicio en el corazón, los investigadores encontraron cambios en la vía del ritmo circadiano del corazón, que se activa con el ejercicio, aunque el mecanismo preciso aún no está claro. Similar al ritmo circadiano general del cuerpo que determina cómo uno duerme y come, existen otros ritmos circadianos periféricos fuera del cerebro en otros tejidos, como el corazón. “Llamamos a estos relojes centrales en los que los genes se activan y desactivan y hacen que las vías se activen”, dice Lee. “Todos los tejidos tienen genes del ciclo del reloj y el ciclo del reloj del corazón parece activarse con el ejercicio”.
De cara al futuro, Lee y Rosenzweig planean aprender más sobre los mecanismos moleculares involucrados y las implicaciones de la reactivación de los miocitos. “Muchas formas de enfermedad cardíaca están asociadas con la pérdida de cardiomiocitos, por lo que aprender qué controla la generación de nuevos cardiomiocitos podría tener importantes implicaciones terapéuticas”, dice Lee.
Lee mas
Lerchenmüller C. et al. (2022). Restauración de la cardiomiogénesis en corazones de ratón envejecidos mediante ejercicio voluntario . Circulación. DOI: 10.1161/CIRCULACIÓN AHA.121.057276
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