El envejecimiento del músculo esquelético se asocia con una disminución de la función motora y la pérdida de masa muscular, una afección conocida como sarcopenia. Los mecanismos subyacentes que impulsan esta patología están asociados con una falla en la generación de energía en el músculo esquelético, ya sea por la disminución de la función mitocondrial relacionada con la edad o por desuso.

Hasta cierto punto, el ejercicio de por vida es eficaz para preservar las propiedades energéticas del músculo esquelético y, por lo tanto, puede retrasar la aparición de la sarcopenia.

Esta revisión analiza los cambios celulares y moleculares en las mitocondrias del músculo esquelético durante el proceso de envejecimiento y cómo funcionan las diferentes modalidades de ejercicio para revertir estos cambios.

Un factor clave es la eficiencia del acoplamiento mitocondrial: la producción de ATP en relación con la absorción de O2 en los miocitos y cómo esa eficiencia es un factor principal para la disminución de la función del músculo esquelético asociada con la edad. Postulamos la modalidad de ejercicio y el protocolo más efectivos para revertir las características moleculares del envejecimiento del músculo esquelético y evitar la sarcopenia.

En esta revisión se integrarán otros dos conceptos relevantes para la eficiencia mitocondrial en el músculo esquelético entrenado con ejercicio, que incluyen: mitofagia, la eliminación de mitocondrias disfuncionales mediante autofagia, así como las implicaciones de los cambios en el tipo de fibra muscular con sarcopenia en la función mitocondrial.

Introducción

La teoría del envejecimiento de los radicales libres de Harman propuso que el envejecimiento está asociado con la acumulación de daño oxidativo en proteínas, lípidos y ADN en los tejidos vivos. Dichos daños podrían afectar el funcionamiento normal de los orgánulos productores de trifosfato de adenosina (ATP), las mitocondrias, lo que da como resultado una producción de energía deficiente.

Los estudios en humanos mayores han documentado una disminución de la capacidad aeróbica relacionada con la edad, lo que sugiere que la disfunción mitocondrial o la pérdida del músculo esquelético podría ser el mecanismo subyacente. De hecho, una serie de cambios característicos ocurren en las mitocondrias del músculo esquelético con el envejecimiento, incluyendo aumentos en las deleciones de ADN mitocondrial (ADNmt), reducciones en la actividad enzimática y contenido de ADNmt, y aumentos en el estrés oxidativo.

Sin embargo, algunos estudios implican un mayor sedentarismo que generalmente acompaña al envejecimiento humano como un mayor culpable de tal deterioro de la función del músculo esquelético que el envejecimiento en sí.

Independientemente de si la vida sedentaria o el envejecimiento per se son la causa del deterioro del metabolismo energético, las demandas físicas de la vida diaria representan un desafío para las personas mayores. Por lo tanto, diferentes formas de ejercicio combinadas sinérgicamente restauran la energía mitocondrial y compararán estas diferentes formas de ejercicio en su efectividad para prevenir el envejecimiento mitocondrial e interceptar el desarrollo sarcopénico en adultos mayores.

Entrenamiento concurrente: ¿lo mejor de ambos mundos?

Dados los beneficios independientes del entrenamiento de resistencia y aeróbico sobre el envejecimiento mitocondrial y la sarcopenia, el potencial del ejercicio combinado de resistencia y aeróbico merece ser investigado. Cada modalidad tiene sus propios beneficios únicos en el contexto de la sarcopenia y el envejecimiento.

El entranamiento de resistencia (RT) sirve para mantener y mejorar la movilidad, la fuerza y ​​el movimiento de una manera que protege contra la degeneración de las articulaciones y preserva la función del músculo esquelético.

El entrenamiento aeróbico (ET) mejora la energía mitocondrial, mejorando así la flexibilidad metabólica y aumentando la "calidad muscular".

Estas formas de ejercicio son mejoras altamente sinérgicas, que trabajan juntas para evitar los cambios moleculares y macroscópicos que se producen con el envejecimiento.

Por lo tanto, el entrenamiento concurrente o “combinado” es una supuesta intervención para preservar la salud energética y funcional del músculo esquelético con el envejecimiento.

Entrenamiento concurrente como intervención mitoprotectora y anti-sarcopénica. El ejercicio, tanto en
forma de entrenamiento de resistencia como de resistencia, mejora el flujo de electrones ETC y el acoplamiento oxidativo mitocondrial. Específicamente, el entrenamiento de resistencia aumenta la proporción de complejo IV / complejo I + III, lo que a su vez minimiza la fuga de electrones y, por lo tanto, la generación de ROS de los complejos I y III, las principales fuentes celulares de superóxido. A nivel de mtDNA, esto disminuye el daño oxidativo del mtDNA y reduce la prevalencia de mutaciones por deleción. Además, cuando la RT se combina con entrenamiento de resistencia, o solo con entrenamiento de resistencia, aumentan la abundancia de ADNmt, la síntesis de proteínas mitocondriales y la biogénesis mitocondrial. A nivel de las fibras musculares, estos cambios inducidos por el ejercicio previenen los fenotipos COX− / SDH ++ aberrantes asociados con la edad y preservan las fibras musculares tipo II, evitando en conjunto funcionalmente la sarcopenia. Figura creada con BioRender.com

Conclusiones y direcciones futuras: ¿cómo podemos evitar la sarcopenia y restaurar la salud mitocondrial muscular?

La disfunción mitocondrial en el músculo esquelético envejecido es atribuible tanto al proceso de envejecimiento como a la reducción de la actividad física.

Aunque es posible que el ejercicio regular no elimine por completo la disfunción, puede ayudar a prolongar aspectos funcionales específicos del músculo esquelético y aumentar la esperanza de vida. 

Proponemos que el ejercicio de resistencia (RT) de repetición moderada a alta seguida de ejercicio aeróbico (ET) de intensidad alta y moderada rotatoria es una estrategia putativa para revertir las firmas moleculares del envejecimiento del músculo esquelético, restaurar la eficiencia del acoplamiento respiratorio y, por lo tanto, reducir la generación crónica de ROS / daño del mtDNA y revertir la mitocondria transcriptoma hacia el de un adulto más joven.

A nivel fenotípico, esto evita eficazmente la sarcopenia, preservando la función muscular y la fuerza, además de mejorar la salud metabólica.