Detección y señalización de nutrientes en el envejecimiento muscular

La resistencia anabólica a la nutrición es la capacidad reducida del músculo esquelético para aumentar la síntesis de proteínas en respuesta a la alimentación. Es uno de los principales contribuyentes a la atrofia muscular en el envejecimiento, la inactividad, las quemaduras, los traumatismos y la caquexia por cáncer. Los efectos de la resistencia anabólica sobre la salud y la función física son importantes. Por ejemplo, la pérdida de masa y fuerza muscular con el envejecimiento (sarcopenia) aumenta el riesgo de caídas, dependencia física y morbilidad en los adultos mayores. Un determinante importante del tamaño del músculo es el contenido de proteína muscular, que está controlado por el delicado equilibrio entre la síntesis y la descomposición de la proteína. Recientemente, los investigadores han descubierto que los aminoácidos y el ejercicio aumentan de forma independiente la síntesis de proteínas musculares y el anabolismo general mediante la activación de la vía de señalización del complejo de rapamicina 1 (mTORC1) de mamíferos/mecanísticos en humanos. El envejecimiento y la inactividad reducen estos efectos anabólicos, pero se desconocen los mecanismos subyacentes de la resistencia anabólica. El propósito de esta aplicación es comprender mejor cómo se desarrolla la resistencia anabólica en el músculo esquelético. El objetivo a largo plazo es identificar dianas moleculares específicas para el desarrollo de intervenciones clínicas basadas en la evidencia para contrarrestar la resistencia anabólica y la atrofia muscular en poblaciones clínicas. Aquí, los investigadores se centrarán en uno de los posibles mecanismos subyacentes a la resistencia anabólica a los aminoácidos: la activación de mTORC1 en las células musculares humanas. La hipótesis central es que la actividad física restaura la señalización de mTORC1, que es el principal contribuyente a la resistencia anabólica en el músculo esquelético humano. Los investigadores probarán esta hipótesis en sujetos sanos con el siguiente objetivo específico: Determinar el efecto del aumento de la actividad física habitual sobre la resistencia anabólica. Los investigadores estudiarán sujetos humanos utilizando un modelo de isótopos estables para medir la cinética de los aminoácidos y el metabolismo de las proteínas musculares en combinación con el análisis molecular del músculo para determinar el papel regulador de los aminoácidos, la inactividad física y la actividad funcional del transportador de aminoácidos en mTORC1. El enfoque propuesto es innovador porque representa una desviación nueva y sustancial del statu quo, ya que los investigadores examinarán los mecanismos subyacentes de la resistencia anabólica a la nutrición utilizando enfoques metodológicos novedosos. La investigación propuesta es importante porque conducirá al desarrollo de intervenciones basadas en la evidencia para tratar la sarcopenia y la atrofia muscular.