¡Nivel de combustible bajo! Los déficits de energía perjudican la salud de los atletas, revela una nueva herramienta de investigación

¡Nivel de combustible bajo! Los déficits de energía perjudican la salud de los atletas, revela una nueva herramienta de investigación

Los científicos de Salk crearon un modelo de ratón para estudiar la deficiencia energética relativa en el deporte (RED), revelando que el síndrome afecta a todo el cuerpo y afecta a hombres y mujeres de manera diferente.

LA JOLLA—En 2014, el Comité Olímpico Internacional denominó un síndrome que afecta a muchos de sus atletas: deficiencia energética relativa en el deporte, o REDs por sus siglas en inglés. Ahora se estima que más del 40% de los atletas profesionales padecen REDs, y la tasa podría ser incluso mayor entre los atletas recreativos y quienes hacen ejercicio.

Los deportistas desarrollan síndromes de déficit de energía cuando gastan constantemente más energía a través de su actividad física de la que ingieren a través de su dieta. Con el tiempo, este déficit de energía prolongado puede provocar una amplia gama de síntomas, incluidos problemas hormonales y reproductivos, insomnio y fatiga, debilidad y lesiones óseas y un mayor riesgo de ansiedad y depresión. A pesar de su alta prevalencia, se sabe poco sobre cómo funciona el síndrome de déficit de energía a nivel celular y molecular, en gran parte porque no existía un modelo de laboratorio establecido para el síndrome.

Ahora, los investigadores del Instituto Salk han creado el modelo murino de referencia de los RED y ya lo están utilizando para comprender mejor el síndrome. Su investigación inicial reveló que los RED afectan el tamaño de los órganos y los patrones de expresión genética en todo el cuerpo. Es más, esta deficiencia energética parece afectar a los ratones machos y hembras de forma diferente: en los machos, la salud renal se vio más afectada, mientras que en las hembras, la salud reproductiva y la masa muscular fueron las más afectadas.

Los resultados, publicados en El metabolismo celular el 3 de septiembre de 2024, identificar biomarcadores potenciales para diagnosticar de manera más concluyente los RED y proporcionar nuevos objetivos moleculares para futuras terapias que podrían detener, revertir o prevenir el síndrome por completo.

“Sin un modelo animal del síndrome, no había forma de comprender sus mecanismos a nivel celular o molecular”, dice el profesor panda satchidananda, autor principal del estudio y presidente de la Cátedra Rita y Richard Atkinson en Salk. “Al establecer un modelo de ratón eficaz de los ER, ahora podemos preguntarnos sistemáticamente cómo afecta el síndrome a cada órgano, tejido y hueso del cuerpo y qué podemos hacer para ayudar a los atletas que experimentan estos síntomas”.

Otros grupos han intentado desarrollar modelos de roedores de la enfermedad, pero han fracasado en gran medida a la hora de reproducir sus numerosos síntomas. Los científicos de Salk adoptaron un nuevo enfoque y, al cambiar gradualmente la proporción de ejercicio y alimentación de los animales, pudieron imitar muchas características humanas de la enfermedad, como los altos niveles de actividad, la baja ingesta de energía, la reducción del peso corporal, la alteración de los patrones de actividad y descanso y la reducción del nivel de azúcar en sangre. También se centraron en ratones relativamente jóvenes para modelar el rango de edad típico de los atletas profesionales, equivalente a los 20-25 años en los humanos.

“Nuestro modelo de ratón es un hito increíble en la investigación en curso sobre los RED”, afirma Laura van Rosmalen, primera autora del estudio e investigadora postdoctoral en el laboratorio de Panda. “Y aunque no es tan bueno para los atletas, para nosotros los científicos es realmente interesante –y sorprendente– ver cómo este síndrome afecta a todo el cuerpo”.

Utilizando este nuevo modelo de ratón, los científicos midieron cómo los REDs afectan la anatomía y los niveles de expresión genética de 19 órganos diferentes. Los ratones con REDs mostraron una contracción significativa de órganos vitales, incluidos los riñones y los órganos reproductivos, y un deterioro de la calidad ósea. Los experimentos también revelaron varios cambios moleculares en la sangre que podrían usarse como biomarcadores para realizar pruebas a los pacientes para detectar la presencia de REDs, un enfoque de diagnóstico mucho más eficaz que los métodos actuales basados ​​en cuestionarios.

Los científicos también encontraron varios marcadores elevados de estrés en los ratones REDs, incluida la activación de una red hormonal cerebro-cuerpo que se sabe que contribuye a la ansiedad y la depresión, con efectos más importantes observados en las hembras. Lo que algunos atletas pueden considerar nerviosismo previo a la competición, añade Panda, puede ser en realidad cambios psicológicos más arraigados relacionados con el síndrome.

El nuevo modelo y los hallazgos iniciales surgen del trabajo de Panda con el Alianza de Desempeño Humano Wu Tsai—un equipo colaborativo de investigadores que estudia el máximo rendimiento humano y el atletismo con la intención de “permitir que todas las personas alcancen una salud y un bienestar óptimos” y un énfasis en las atletas femeninas.

“La receta para la salud no es ‘comer menos y hacer más ejercicio’”, afirma Panda. “De hecho, combinar estos dos hábitos razonables por separado no parece bueno si ya estás sano. Pero hasta ahora parece que la solución para los RED no es tan simple como aumentar la ingesta calórica. Ahora tenemos mucho que explorar con este modelo para determinar exactamente cuáles deberían ser nuestras recomendaciones clínicas, y espero continuar con esa exploración, que ahora es posible”.

Más allá del ámbito de los deportistas, los trastornos de rendimiento energético también pueden afectar a otras personas con balances energéticos negativos, como las que padecen trastornos alimentarios como la anorexia nerviosa. Las futuras investigaciones sobre la prevención y el tratamiento de los trastornos de rendimiento energético influirán positivamente en estas poblaciones y en los deportistas por igual, promoviendo una población más sana en general, en consonancia con la misión de la Wu Tsai Human Performance Alliance.

Otros autores incluyen a Geraldine Maier, Terry Lin, Vince Rothenberg, Shaunak Deota y Ramesh Ramasamy en Salk; Jiaoyue Zhu, Elena Zhemchuzhnikova y Roelof Hut en la Universidad de Groningen en los Países Bajos; y Erica Gacasan, Swithin Razu, Robert Sah y Andrew McCulloch en la UC San Diego.

El trabajo fue apoyado por la Wu Tsai Human Performance Alliance, la Fundación Joe y Clara Tsai, la Fundación George E. Hewitt para la Investigación Médica, una subvención de innovación del Instituto Salk, los Institutos Nacionales de Salud (SIG #S10 OD026929, NCI CCSG: P30 014195), la Fundación Chapman, el Helmsley Charitable Trust y la Fundación Nacional de Ciencias (ACI-1548562).

DOI: 10.1016 / j.cmet.2024.08.001