Resumen:
El hueso desempeña funciones importantes en el cuerpo humano, como sostener el cuerpo, almacenar calcio y producir células sanguíneas, pero los científicos ahora han descubierto que también puede tener una función previamente subestimada: al detectar estrés mecánico, libera proteínas que pueden proteger otros órganos, afectando así el proceso de envejecimiento de todo el cuerpo.
Un nuevo estudio realizado por un equipo de investigación chino descubrió que aplicar regularmente una presión mecánica suave y regular en la tibia de ratones no solo mejora la salud ósea, sino que también tiene un impacto positivo en el cerebro, el hígado, los músculos y el sistema inmunológico. La mediana de vida de los ratones más viejos tratados aumentó en un promedio del 9,4%, lo que equivale a un aumento de aproximadamente 80 días.
Este estudio fue dirigido por científicos de la Universidad Médica del Sur de Guangzhou y se centró en un tipo de célula ósea que puede sentir la fuerza mecánica: los osteocitos. Están ampliamente distribuidos dentro del tejido óseo, pueden detectar la presión y la deformación de los huesos y ayudan a los huesos a adaptarse al ejercicio y la carga corporal regulando el metabolismo del tejido óseo.
Los investigadores descubrieron que los niveles de proteína PIEZO1 en el tejido óseo tanto de ratones como de humanos disminuían gradualmente con la edad. PIEZO1 es un canal iónico mecanosensible que puede convertir estímulos mecánicos externos en señales biológicas dentro de las células y desempeña un papel importante en el proceso de detección del estrés por parte de las células óseas.
Para comprender mejor este mecanismo, los investigadores primero destruyeron químicamente el canal PIEZO1 en células óseas de ratones adultos. Se descubrió que estos ratones mostraban signos de envejecimiento significativamente acelerados y los efectos no se limitaban a los huesos mismos. También se vieron afectados múltiples órganos, como el cerebro, el hígado y los músculos, y la esperanza de vida media se redujo aproximadamente un 11% en las hembras y un 13% en los machos.
Este descubrimiento llevó al equipo de investigación a plantear una nueva pregunta: si debilitar la capacidad de los huesos para sentir la presión mecánica acelerará el envejecimiento, ¿aplicar activamente una presión moderada a los huesos puede retrasar el envejecimiento?
Para probar esta idea, los investigadores diseñaron un dispositivo de carga mecánico especializado para aplicar una presión ligera y rítmica sobre la tibia de ratones a partir de los 20 meses de edad. Esta edad se considera vejez para los ratones. En el experimento, los ratones fueron tratados bajo anestesia y los investigadores aplicaron repetidamente pequeñas cargas en la tibia a través del dispositivo y observaron cambios en sus cuerpos.
Los resultados fueron sorprendentes. Los ratones que recibieron estimulación mecánica de sus huesos no solo vivieron más tiempo, sino que también mejoraron la regulación del azúcar en sangre y la estructura ósea. Los investigadores también encontraron que los indicadores de inflamación y los marcadores de envejecimiento celular en múltiples órganos de estos ratones disminuyeron. El sistema inmunológico, que ya mostraba signos de envejecimiento, también mostró un estado más juvenil. En particular, hubo cambios positivos en el tejido responsable de producir células sanguíneas en la médula ósea.
El equipo de investigación siguió buscando el mecanismo específico mediante el cual los huesos transmiten señales a otros órganos.
Transfirieron el plasma de ratones que recibieron estimulación ósea mecánica a otros ratones mayores y descubrieron que estos últimos también experimentaron algunas mejoras en su salud. Esto muestra que después de que los huesos son estimulados mecánicamente, pueden aparecer en la sangre sustancias bioactivas que pueden afectar los tejidos sistémicos.
Una sustancia que ha recibido mucha atención es el factor derivado del epitelio pigmentario (PEDF). Se trata de una proteína con múltiples efectos protectores de los tejidos. El estudio encontró que los niveles de PEDF en la sangre de ratones aumentaron significativamente después de que los huesos fueron sometidos a carga mecánica. Otros experimentos demostraron que la inyección directa de esta proteína en ratones ancianos también podría mejorar una serie de indicadores de envejecimiento y mejorar sus capacidades cognitivas y su rendimiento en la actividad física.
Esto significa que los huesos no sólo pueden ser estructuras de soporte pasivas en el sistema locomotor, sino que también participan en la regulación fisiológica sistémica a través de la mecanodetección y la secreción de proteínas. Los beneficios del ejercicio para la salud también pueden provenir en parte de señales químicas liberadas por los huesos a otros órganos, más allá de las simples mejoras en la actividad muscular y la función cardiopulmonar.
Este hallazgo es un eco interesante de otro estudio realizado a principios de este año. En ese momento, los científicos observaron mejoras en el metabolismo, la densidad ósea y otros marcadores de salud en ratones mediante el implante de tejido muscular diminuto que podía contraerse por sí solo. Los dos estudios juntos apuntan a una dirección digna de atención: los músculos y los huesos no sólo son responsables de permitir que el cuerpo se mueva, sino que también liberan señales biológicas que afectan a otros tejidos durante el movimiento.
Sin embargo, los investigadores enfatizaron que los resultados actuales no pueden inferir directamente que los humanos puedan extender su vida apretando huesos. Este experimento se completó en ratones. No se ha demostrado que el mismo método de estimulación mecánica pueda producir efectos similares en humanos, y no hay evidencia de que este método pueda extender la vida humana en casi un 10%.
Además, los investigadores no han determinado si el PEDF es necesario para que la estimulación mecánica del hueso produzca todos los efectos antienvejecimiento. También pueden estar involucrados otras proteínas, cambios en el sistema inmunológico y diferentes vías de señalización celular.
Las investigaciones tampoco demuestran que aplicar tensión en las espinillas dos veces por semana pueda reemplazar los beneficios generales para la salud de caminar, nadar o hacer entrenamiento de fuerza. New Atlas señala que la verdadera preocupación no es que los huesos se aprieten de alguna manera especial, sino que este estudio revela además la profunda conexión entre la actividad física y la percepción mecánica de los huesos.
Si investigaciones futuras pueden confirmar este mecanismo en humanos, los científicos podrían desarrollar tratamientos dirigidos al sistema mecanosensorial óseo, proporcionando nuevas vías de intervención sanitaria para personas que tienen dificultades para realizar ejercicio regular debido a enfermedades, problemas de movilidad o deterioro físico.
Se han publicado resultados de investigación relevantes en la revista "Cell Metabolism". Este estudio proporciona una nueva explicación biológica para comprender por qué el ejercicio puede retrasar el envejecimiento. También sugiere que los huesos pueden ser mucho más activos que la cognición tradicional. No sólo apoyan al cuerpo, sino que también pueden participar en el mantenimiento de la salud de todo el cuerpo mediante la liberación de señales químicas.
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