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Investigadores del Instituto de Investigación Biomédica de Barcelona descubren que las síntesis del glucógeno no necesitan de la proteína glucogenina y que los niveles altos de glucógeno dañan al rendimiento muscular en ejercicio de resistencia en ratones, según publica Cell Metabolism.
En 2009, el atleta Usain Bolt estableció un nuevo récord mundial en 100 metros gracias en gran parte a una fuente de energía denominada glucógeno. Se considera que los principios básicos de la biología del glucógeno están bien establecidos, pero, según los datos de un estudio en ratones que publican investigadores del Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona), en Cell Metabolism, cambia por completo algunas suposiciones previas.
Los investigadores han descubierto que la síntesis de glucógeno no requiere de una proteína denominada glucogenina y que niveles elevados de glucógeno afectan al rendimiento muscular en ejercicios de resistencia en ratones.
«Estos resultados cambian nuestra perspectiva sobre la síntesis de glucógeno y de la función de la glucogenina en la fisiología muscular», dice el líder del estudio, Joan Guinovart, jefe de grupo en el IRB Barcelona experto en el metabolismo del glucógeno, y catedrático de la Universidad de Barcelona.
«Desde el punto de vista clínico, nuestro estudio también revela los mecanismos subyacentes a la enfermedad de acumulación de glucógeno XV, un trastorno genético minoritario descrito recientemente en humanos por primera vez».
En el músculo esquelético, las fibras de contracción rápida utilizan el glucógeno, a través de metabolismo anaeróbico, como principal fuente de energía, y sirve para llevar a cabo ejercicios físicos breves de alta intensidad. Por contra, las fibras de contracción lenta usan el metabolismo oxidativo para actividades de baja intensidad prolongada. Durante décadas, los científicos han sabido que los niveles de glucógeno muscular están estrechamente asociados al ejercicio intenso. Generalmente, se acepta que la síntesis de glucógeno requiere de la enzima glucogenina, que cataliza la formación de una pequeña cadena de glucosas, a partir de la cual se sintetiza después glucógeno.
La síntesis de glucógeno y relación patológica
La importancia de la síntesis adecuada de glucógeno se ilustra con una condición neurodegenerativa mortal conocida como la enfermedad de Lafora. A causa de la acumulación de agregados tóxicos de glucógeno en neuronas y otros tipos de células, los pacientes de Lafora padecen convulsiones epilépticas severas, discapacidad motora, espasmos musculares y demencia. El doctor Guinovart y su equipo demostraron que bloquear la síntesis de glucógeno -mediante la eliminación de una molécula denominada glucógeno sintasa- podría ser una opción para tratar eficazmente dichos pacientes.
Con el objetivo de ofrecer otras opciones terapéuticas, Guinovart y su equipo con la investigadora Giorgia Testoni al frente, generaron ratones deficientes en glucogenina esperando que bloquearan la síntesis de glucógeno. Para su sorpresa, encontraron grandes cantidades de glucógeno en el tejido muscular de estos ratones. A pesar de los niveles superiores de glucógeno, los ratones deficientes en glucogenina tenían un rendimiento inferior a los ratones normales, llegando al agotamiento antes y recorriendo menor distancia.
El motivo del bajo rendimiento de los ratones deficientes en glucogenina es que los músculos de contracción lenta en las pantorrillas comienzan a comportarse como los músculos de contracción rápida, pasando del metabolismo oxidativo al anaeróbico.
Contrariamente a las hipótesis originales, Guinovart y su equipo no ofrecen una nueva opción de tratamiento para los pacientes con la enfermedad de Lafora, ya que la deficiencia de glucogenina no impide la acumulación de glucógeno como habían previsto. Aun así, los resultados pueden explicar los defectos musculares de los pacientes con la enfermedad de acumulación de glucógeno XV. Como se publicó por primera vez en 2014, los pacientes con esta condición tienen reducida la glucogenina en el músculo esquelético y tienen debilidad muscular, aun teniendo niveles elevados de glucógeno.
julio 06/ 2017 (Diario médico)
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