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SALUD. La glutamina protege contra las lesiones musculares y el envejecimiento

 

Imágenes representativas de la expresión de la cadena pesada de miosina embrionaria (eMyHC) en el músculo TA 6 días después de la lesión por CTX. Crédito: VIB (Instituto de Biotecnología de Flandes)

Un equipo encabezado por el profesor Massimiliano Mazzone (VIB-KU Leuven Center for Cancer Biology), en colaboración con el Dr. Emanuele Berardi y el Dr. Min Shang, reveló un nuevo diálogo metabólico entre las células inflamatorias y las células madre musculares. Los investigadores muestran que el fortalecimiento de esta diafonía metabólica con un inhibidor de la enzima GLUD1 fomenta la liberación de glutamina y mejora la regeneración muscular y el rendimiento físico en modelos experimentales de degeneración muscular como traumatismos, isquemia y envejecimiento. Además de su potencial de traslación, este trabajo también proporciona avances clave en varios campos de investigación que incluyen biología muscular, inmunometabolismo y biología de células madre.

El papel de la glutamina

El músculo esquelético es fundamental para mover nuestro cuerpo, pero también es un gran depósito de aminoácidos almacenados en forma de proteínas, e influye en el metabolismo de la energía y las proteínas en todo el cuerpo humano. El papel del aminoácido glutamina se ha considerado fundamental para el metabolismo muscular debido a su abundancia. Sin embargo, se descuida en gran medida su papel preciso después de un trauma o durante condiciones crónicas degenerativas del músculo.

La glutamina es un aminoácido importante. La L-glutamina es la forma que se encuentra en los alimentos, los suplementos y el cuerpo humano. Es parte de las proteínas de su cuerpo y participa en la función inmunológica y la salud intestinal.

El equipo del Prof. Massimiliano Mazzone (VIB-KU Leuven Center for Cancer Biology) observó que, como consecuencia de un daño muscular o durante el envejecimiento, los niveles normales de glutamina en el músculo disminuyen por causa del tejido muscular muerto. Los investigadores identificaron un diálogo metabólico entre las  inflamatorias  llegan después de la lesión y las células madre musculares residentes. Esta diafonía celular restablece los niveles originales de glutamina en el músculo y, al hacerlo, provoca la regeneración de las fibras musculares.

Músculo regenerado

Utilizando metodologías de vanguardia in vitro, los investigadores demostraron que la lesión muscular, la isquemia y el desgaste muscular relacionado con el envejecimiento son afecciones caracterizadas por una reducción de la glutamina. Una razón de esto es la pérdida de producción de glutamina por parte del propio músculo debido al daño causado en el mismo.

La glutamina juega un papel importante en la función inmunológica. Sin embargo, durante una enfermedad o lesión, es posible que el cuerpo no pueda producir suficiente cantidad. Los suplementos de glutamina pueden ayudar a mejorar la función inmunológica y preservar las reservas de proteínas en el cuerpo.

Usando herramientas genéticas y medicamentos farmacológicos que inhiben GLUD1, una enzima que metaboliza la glutamina, los científicos pudieron prevenir la caída de glutamina después de la lesión. Esto resultó en la sobreproducción de glutamina por  , llamadas macrófagos, que llegaban al músculo después de la lesión. La glutamina recién producida podría ser utilizada por  para regenerar rápidamente el tejido muscular dañado. Se observó lo mismo en condiciones degenerativas agudas y crónicas, como el envejecimiento, lo que conduce a una recuperación funcional muscular más rápida.

Prevenir la degeneración

Este estudio revela la  como una molécula sensora cuyos niveles en el tejido muscular controlan un programa regenerativo y sugiere que GLUD1 es un objetivo terapéutico que podría permitir oportunidades para  después de una lesión aguda o condiciones degenerativas crónicas como el envejecimiento.

Casi cualquier alimento que contenga proteínas contendrá algo de glutamina, pero las cantidades varían. Los alimentos de origen animal son una buena fuente debido a su contenido de proteínas. Obtener suficientes proteínas en su dieta puede garantizar que obtenga las suficientes. Así, la carne, los huevos, la leche, el tofu, el arroz blanco y el maíz son fuente de glutamina.

Esto brinda esperanza para el tratamiento de las afecciones degenerativas de los músculos, incluidos los traumatismos, la isquemia y el envejecimiento. Este último en particular representa un desafío importante para la atención médica con una edad promedio en aumento de la población mundial, acompañada por sarcopenia relacionada con la edad. En un esfuerzo conjunto con VIB Discovery Sciences y el Centro de Diseño y Descubrimiento de Fármacos, actualmente se están desarrollando y probando inhibidores de GLUD1 más selectivos para afecciones crónicas de desgaste  , incluida la distrofia muscular.

Fuente: Min Shang et al. Macrophage-derived glutamine boosts satellite cells and muscle regeneration, Nature (2020). DOI: 10.1038/s41586-020-2857-9

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