Metabolismo celular hiperactivo y envejecimiento biológico

¿Por qué envejecen las células, y por extensión los humanos? La respuesta puede tener mucho que ver con las mitocondrias, los orgánulos que suministran energía a las células. Aunque esa idea no es nueva, faltaba evidencia directa en células humanas. Hasta ahora.

En un estudio publicado en Communications Biology, un equipo dirigido por investigadores de la Universidad de Columbia descubrió que las células humanas con mitocondrias dañadas responden acelerándose y gastando más energía. Si bien esta adaptación, llamada hipermetabolismo, mejora la supervivencia a corto plazo de las células, tiene un alto costo: un aumento dramático en la velocidad a la que envejecen las células.

"Los hallazgos se realizaron en células de pacientes con enfermedades mitocondriales raras, pero también pueden tener relevancia para otras afecciones que afectan a las mitocondrias, incluidas enfermedades neurodegenerativas, afecciones inflamatorias e infecciones", dice el investigador principal Martin Picard, PhD, profesor asociado de comportamiento. medicina (en psiquiatría y neurología) en el Colegio de Médicos y Cirujanos Vagelos de la Universidad de Columbia.

“Además, el hipermetabolismo puede ser una razón clave por la cual la mayoría de las células se deterioran a medida que envejecemos”.

Los defectos mitocondriales causados por raras mutaciones genéticas hacen que las células humanas aumenten su metabolismo. Aunque eso ayuda a la supervivencia a corto plazo, tiene un alto costo: un aumento dramático en la velocidad a la que envejecen las células. El hipermetabolismo también puede ser una razón clave por la cual la mayoría de las células se deterioran a medida que todos envejecemos. CRÉDITO: Centro Médico Irving de la Universidad de Columbia (Martin Picard)

Las células hipermetabólicas envejecen más rápido

En general, se suponía que los defectos mitocondriales (que perjudican la conversión de las fuentes de alimentos en energía utilizable) obligarían a las células a disminuir su tasa metabólica en un esfuerzo por conservar energía. Sin embargo, al analizar la actividad metabólica y el consumo de energía en células de pacientes con enfermedades mitocondriales, los investigadores encontraron que las células con mitocondrias deterioradas duplican su gasto de energía. Además, volver a analizar los datos de cientos de pacientes con diferentes enfermedades mitocondriales mostró que los defectos mitocondriales también aumentan el costo energético de la vida a nivel de todo el cuerpo.

Aunque este aumento de energía mantiene las células en funcionamiento, también degrada los telómeros de las células (tapas que protegen los extremos de nuestros cromosomas) y activa las respuestas al estrés y la inflamación. El efecto neto acelera el envejecimiento biológico.