Los tejidos del organismo humano ajustan la intensidad con la que eliminan residuos en función de su actividad metabólica y, por ende, de la cantidad de desechos que generan. Así lo concluye un trabajo liderado por investigadores españoles del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC) y de la Universidad Pompeu Fabra (UPF) de Barcelona, junto a otras instituciones.
El estudio, coordinado también por científicos de las universidades de California en San Francisco (UCSF) y de Yale (EEUU), demuestra que los tejidos con mayores necesidades energéticas concentran grandes equipos de limpieza formados por macrófagos, células del sistema inmunitario especializadas en la eliminación de restos. Asimismo, confirma que el tamaño de estos equipos aumenta en proporción a la actividad metabólica del tejido y a la cantidad de residuos que genera.
La investigación, publicada en la revista especializada “Science Immunology”, tiene entre sus autores principales al investigador del CNIC Andrés Hidalgo. Este científico detalla que una parte importante de los residuos está compuesta por mitocondrias dañadas, los orgánulos que actúan como “centrales energéticas” de las células al transformar los nutrientes en energía utilizable.
“A medida que las mitocondrias se deterioran mientras mantienen a las células en funcionamiento, son desechadas”, explica, para añadir que “cuanto mayor es la demanda energética de un tejido, más mitocondrias acaban en la basura”. Para comprobarlo, el equipo siguió el rastro de las mitocondrias en el músculo cardíaco, el músculo esquelético y la grasa parda de ratones, observando que las mitocondrias envejecidas terminaban acumuladas en el interior de los macrófagos.
Un sistema de limpieza clave para el rendimiento de los tejidos
En una segunda fase, los investigadores bloquearon la capacidad de los macrófagos para eliminar estos desechos. El sistema dejó entonces de funcionar de forma adecuada: el corazón redujo su capacidad de bombeo, el músculo esquelético perdió fuerza y la grasa parda disminuyó su producción de calor. A partir de estos resultados, la catedrática de la UPF y también coautora principal del estudio, Pura Muñoz-Cánoves, concluye que “los tejidos necesitan mantenerse limpios para funcionar a pleno rendimiento”.
Para desentrañar el origen de este mecanismo de limpieza, el equipo rastreó el proceso hasta unas células estructurales denominadas fibroblastos, cuyo número crece a la par que la actividad mitocondrial del tejido. Estas células emiten una señal que induce la proliferación de macrófagos, permitiendo que cada tejido adapte el tamaño de su equipo de limpieza a la cantidad de residuos que produce.
El trabajo incluye también el análisis de datos procedentes de músculos humanos, que confirma que el número de macrófagos aumenta en paralelo con la actividad mitocondrial del músculo, utilizada como indicador de su nivel de actividad. El integrante del Instituto de Investigación Cardiovascular de la UCSF y autor senior del estudio, José Ángel Nicolás-Ávila, destaca que “este equilibrio entre las altas demandas energéticas de los tejidos y el número de macrófagos parece ser fundamental” para mantener la salud.
“El metabolismo de los tejidos, la acumulación de residuos y el número de macrófagos cambian con el envejecimiento”, señala la primera autora y miembro de la UCSF, Laura Pena-Couso, quien apunta que estos resultados “revelan las señales que conectan estos procesos”. Además, considera que “abren la posibilidad de que actuar sobre este sistema pueda ayudar a preservar la función de nuestros tejidos a medida que envejecemos”.