El envejecimiento es un proceso de disminución en la capacidad de reparación celular que se da naturalmente con el paso del tiempo y es irreversible. En dicho proceso se desarrolla una entidad clínica denominada “sarcopenia” del griego sarx = carne y penia = pérdida, caracterizada por pérdida en la cantidad, funcionalidad y fuerza de la masa muscular. La sarcopenia es una entidad clínica multifactorial, pudiendo ser causada principalmente por inactividad física, inadecuada ingestión proteica y enfermedades crónicas o agudas inflamatorias, entre otros escenarios (estrés, trauma, postración en cama, etc.). Para el 2017 la organización mundial de la salud (OMS), estimó que cerca de 50 millones de personas a nivel mundial cursaban con sarcopenia y en 40 años afectará a más de 200 millones de personas.^1,2

La palabra “atrofia” proviene del griego atrophos = “sin nutrición”. La atrofia muscular se puede interpretar como la reducción morfológica y funcional de las unidades celulares del musculo esquelético, tanto en número como en volumen (se pierde tamaño y cantidad de masa muscular disminuyendo su funcionalidad). En la literatura científica es comúnmente aceptado que el término atrofia muscular sea la reducción en el área de la sección transversal (AST) de las fibras musculares, sin distinguir las causas que pueden llevar a esta condición.³

Se pudiese considerar, que el paciente con sarcopenia tiene presencia también de atrofia muscular. Es imposible concebir que un paciente con sarcopenia no presente atrofia muscular, pues el diagnostico de sarcopenia incluye: disminución de la cantidad de masa muscular, fuerza y funcionalidad (desempeño). Siendo similares los factores etiopatogénicos de estas dos entidades, la principal causa de la atrofia muscular es la inactividad física lo cual disminuye la cantidad de masa muscular preexistente, así como su fuerza y funcionalidad, dicho proceso es comúnmente desarrollado en población sedentaria, postrada en cama o en adultos mayores al igual que la sarcopenia. Aunque bien, en la atrofia muscular se puede presentar en una sola extremidad inmovilizada (brazo, pierna, etc.), en la sarcopenia disminuye la masa muscular del cuerpo de forma general o sin una localización específica.^4,5,6,7

Tejido muscular.

El tejido muscular abarca un 45% y 35% de la masa libre de grasa en hombres y mujeres respectivamente.⁸ Dicho tejido cuenta con unas células especializadas de reparación celular llamadas “células satélite” situadas paralelamente a las fibras musculares. Estas células son similares a las células madres, pudiendose diferenciar en una fibra muscular si se requiere y/o reparar las células del tejido muscular cuando existen algún daño o agresión principalmente del tipo inflamatorio, sin embargo, su funcionalidad disminuye con el envejecimiento. En modelos animales se ha reportado que en las células satélite con mayor edad se expresa el gen p16INK4a, que actúa como un inhibidor de la proliferación celular. Al silenciar dicha expresión génica, las células satélite restauran su capacidad regenerativa del tejido muscular. Es decir, el desarrollo de la sarcopenia se genera a expensas de la imposibilidad de regeneración para el reemplazamiento las fibras musculares dañadas en el músculo esquelético, mayormente presenciada en el sector social más longevo.⁹

La fisiopatología de la pérdida muscular en el paciente por uso disminuido de la musculatura ya sea por postración en cama o inactividad física, es diferente al proceso que sufren los pacientes con enfermedades crónicas como el cáncer, el VIH/SIDA, enfermedad renal crónica e insuficiencia cardiaca congestiva (entre otras). Mientras en el paciente postrado o inmovilizado no existen estímulos anabólicos mecánicos para el crecimiento o mantenimiento de la masa muscular, en las enfermedades la pérdida de masa muscular se considera un predictor de morbi-mortalidad. En estos casos la pérdida de proteína muscular sucede en respuesta a niveles elevados de citocinas proinflamatorias principalmente factor de necrosis tumoral alfa (TNFα), la cual induce la pérdida de proteína muscular mediante la activación de vías moleculares capaces de aumentar la tasa de degradación proteica. Sin embargo, a pesar de la diferencia expuesta el resultado es el mismo. Pues se ha confirmado la existencia de un proceso común que regula toda la atrofia muscular, sin importar el origen o la naturaleza de ella.^10,11,12

Aspectos musculares

La masa muscular disminuye aproximadamente un 3%-8% por década a partir de los 30-35 años y se acrecienta su pérdida por arriba de los 60 años. Dicho tejido, explicado de forma general está compuesto por dos tipos de fibras musculares:

• Fibras tipo I: También llamadas de contracción lenta o rojas, debido a la gran cantidad de mitocondrias que contienen. Y a su vez la gran red capilar que las irriga para el paso de oxígeno. Tienen un metabolismo aerobio por lo que son oxidativas. Otros autores les llaman fibras de resistencia porque resisten a la fatiga, pudiendo contraerse por grandes periodos de tiempo.
• Fibras tipo II: También llamadas de contracción rápida o blancas. Se dividen en dos subtipos, tipo IIa y IIb, el tipo a resiste más a la fatiga que el b. Se caracterizan por un metabolismo anaerobio. Se estimulan cuando se realizan ejercicios de fuerza o potencia, que demandan mucha energía en cortos periodos de tiempo.¹³ Ver Figura I

La reducción en el AST de la fibra muscular ocurre por aumento en la degradación combinado con reducción en la síntesis proteica, acompañándose de alteraciones como: reducción en la fuerza y resistencia muscular, aumento en la fatiga y en la resistencia a la insulina, así como alteraciones metabólicas que hacen que se genere una transición en los tipos de fibras. La transición en el fenotipo muscular está relacionada con alteraciones en la expresión de las isoformas de la cadena pesada de miosina (CPM), recordar que la miosina es una ATPasa que hidroliza el adenosín trifosfato (ATP) para formar adenosín difosfato (ADP) y fósforo inorgánico (Pi), reacción que proporciona la contracción muscular.⁴

Cualquier persona que disminuya sus actividades diarias específicamente las que demandan esfuerzos físicos cortos, pero de gran intensidad: levantar cierto peso, alzar cajas, levantar una silla, subir escaleras de manera rápida, etc., mermará la cantidad de fibras musculares tipo II y con ello se verá afectado en la cantidad de masa muscular, así como la fuerza. La causa de la atrofia muscular puede ser múltiple, por ejemplo:¹⁴

• La restricción del movimiento o inmovilización; enfermedades neurológicas que limitan el desempeño motor del paciente.
• Secundaria a enfermedades sistémicas crónicas como la osteoartritis, las artritis reumatoides, diabetes y el cáncer.

De igual forma, la sarcopenia se desarrolla por:

• Baja o nula actividad física,
• Postración en cama por hospitalizaciones; enfermedades agudas inflamatorias como infecciones graves, traumas, enfermedades crónicas inflamatorias de bajo grado como la obesidad y por supuesto la baja ingestión proteica que no cubre las demandas diarias de nitrógeno

La pérdida de masa muscular o desarrollo de sarcopenia, si bien se presenta comúnmente en el adulto mayor, no es exclusiva de esta población. Actualmente se sabe que se puede presentar incluso en población con obesidad (obesidad sarcopénica) o en pacientes críticos hospitalizados tras semanas en cama que presentan procesos inflamatorios severos. Es importante identificar que todos los pacientes con caquexia presentan sarcopenia, pero no todos los pacientes con sarcopenia presentan caquexia. En la práctica clínica u hospitalaria se pueden observar pacientes con peso o IMC normales sin saber que se presentan una masa muscular disminuida, es por ello la gran importancia de la evaluación de la composición corporal y estar consciente que no todo paciente con sarcopenia se verá visualmente depletado o con bajo peso. Es así que se uno de los objetivos terapéuticos se debe centrar en la preservación del tejido musculoesquelético.¹⁵ Ver Figura II.

Sarcopenia en adulto mayor

Se ha reportado en la literatura científica que después de los 35 años, la tasa anual de pérdida de masa muscular es de 1-2%, disminuyendo un 1,5% la fuerza, resultando en una disminución del 40% de la masa muscular entre los 20 y 60 años. La pérdida cuantitativa ocurre debido a la disminución en la cantidad de miocitos y a la reducción en el contenido de proteínas de las células musculares restantes. A medida que disminuye la cantidad de músculo, se acompaña de una disminución en la fuerza muscular, así como de su funcionalidad. El envejecimiento se suele acompañar de una disminución en el consumo de alimentos debido a la pérdida del apetito, la presencia de alteraciones para masticar y/o deglutir los alimentos y la anorexia asociada al uso crónico de algunos medicamentos aunado de la poco a nula actividad física, se ve repercutido en la pérdida de masa muscular gradualmente en hombres y abruptamente en mujeres, generando así sarcopenia.¹

Sarcopenia en paciente obeso

En personas que enfrentan enfermedades importantes como neoplasias, infecciones, artritis reumatoide, e inclusive, el envejecimiento, entre otras, la masa magra del cuerpo es perdida, mientras que la masa grasa es preservada o aumentada, y así la relación entre la reducción relacionada con la edad de la masa muscular y la fuerza, es a menudo independiente de la proporción de tejido adiposo presente en el cuerpo. En muchos de estos individuos se mantiene un peso corporal estable, de ahí que algunos adultos obesos tengan una masa muscular baja en relación con su masa corporal total, a este proceso se conoce como obesidad sarcopénica , la cual se relaciona con importantes riesgos para la salud. Baumgartner y otros, la definen como la presencia simultánea de una masa muscular esquelética 2 desviaciones estándar por debajo de la media para una población joven de la muestra estudiada (< 7,26 kg/m² en hombres, y < 5,45 kg/m² en mujeres), aunado de porcentaje de grasa corporal mayor que la mediana (> 27 % en hombres y > 38 % en mujeres).¹⁶

Sarcopenia en paciente crítico

En el paciente crítico, la pérdida de masa muscular se da en las unidades de cuidados intensivos (UCI’s) debido a condiciones de reposo prolongado, dependencia de ventilación mecánica invasiva e inactividad física conducen al paciente a una condición denominada “debilidad adquirida en UCI”. La postración en cama, la dificultad para moverse o sedación y el deterioro de la autonomía, todo esto aunado de la enfermedad que cursa el paciente, son factores contribuyentes de gran manera a la pérdida de masa muscular y funcionalidad, reportándose un gran numero de casos de sarcopenia en esta población. Es por ello la importancia de las intervenciones de programas de ejercicio físico en la unidad de cuidados intensivos con enfoque en rehabilitación muscular temprana.^17,18 Por otro lado, el déficit de nutrimentos, principalmente de proteínas, reduce la capacidad funcional de la célula muscular; cuando se presenta una deuda calórico-proteica sobre todo en situaciones críticas, se activan diversos mecanismos, principalmente el catabolismo proteico a través de la gluconeogénesis liberando aminoácidos destinados a proporcionar energía. Como consecuencia de una depleción nutricional prolongada se produce una disminución proporcional de la masa y de la contractilidad muscular. Ello también afecta los músculos accesorios de la respiración y a la musculatura esquelética en general, resultando en una mala ventilación, llevando al manejo de volúmenes pulmonares inadecuados para el paciente, complicando y/o prolongando su estancia hospitalaria.¹⁹

Tres vías principales regulan la atrofia muscular: la de las calpaínas, la lisosomal y el sistema ubiquitina proteosoma (SUP). Este último regula la mayor parte de la degradación proteica en la atrofia muscular, sin importar su etiología. Atrogina-1 y MuRF1 son dos enzimas que forman parte de la vía ubiquitina proteosoma, se elevan significativamente en presencia de atrofia muscular y también por el aumento en los niveles de TNFα, se considera la vía más importante del catabolismo proteico.^20,21,22

Procesos inflamatorios

La inflamación aguda o crónica es una de las causas de la pérdida de tejido muscular y desarrollo de sarcopenia. Existe una correlación inversa entre la presencia de citocinas proinflamatorias y la cantidad masa muscular esquelética, pues juegan un rol importante en la degradación de las proteínas y apoptosis en las células musculares. Cualquier paciente con sobreproducción de citocinas proinflamatorias inducirá un catabolismo proteico aunado de una resistencia anabólica termino acuñado para hacer referencia a la no respuesta de varios estímulos de crecimiento muscular como: aumento en la ingestión proteica, actividad física, respuestas hormonales endógenas (testosterona, estrógenos, hormona de crecimiento, insulina, etc.).²³

TNFα

El factor de necrosis tumoral alfa representa una inflamación crónica subclínica degenerativa, se han correlacionado sus concentraciones elevadas con la exacerbación de la resistencia a la insulina, también estimula el proceso proteolítico muscular para la subsecuente gluconeogénesis a partir de los aminoácidos libres en envejecimiento, SIDA y cáncer.^24,25 El estímulo proinflamatorio generado por el TNFα estimula la traslocación nuclear de p65, miembro de la familia de factores de transcripción nuclear kappa beta (NFkB), relacionándose con inhibición de la diferenciación muscular y genera aumento en la expresión de atrogina-1. Existen dos principales mediadores moleculares de la atrofia muscular sin importar su causa: atrogina1 y Muscle Ring Finger 1(MuRF1). En términos generales, estas dos ligasas del SUP aumentan la degradación proteica y disminuyen el contenido proteico total en el músculo esquelético causando atrofia.^26,27,28

IL-6, IL-1

La interleucina 6 (IL-6) es una citocina catabólica y aumenta con el paso de edad (incluso no necesariamente en el adulto mayor, sino también en pacientes con gran exceso de tejido graso o alguna infección/trauma).²⁹ Dicha citocina provoca la elevación de la proteína C reactiva (PCR), esta inhibe la síntesis de proteínas somáticas y viscerales como la albumina, prealbúmina, entre otras. La elevación de estas citocinas junto con la interleucina 1 (IL-1), han demostrado una asociación con la anorexia y pérdida en el número de fibras musculares, así como disminución en la fuerza muscular.³⁰ Otros autores han reportado una asociación en la cual sujetos con incremento en los niveles de IL-6 y PCR presentaban una baja fuerza muscular.³¹

Sistema Ubiquitina-Proteasoma

Las citoquinas pueden desencadenar una pérdida de masa muscular por la activación del SUP, el cual degrada proteínas, incluyendo las miofibrilares, por lo que es importante que en la sarcopenia se mantenga estable.^32,33,34 Su función es unirse covalentemente a otras proteínas (ubiquitinación) en un proceso que es dependiente de ATP, marcándolas para determinar su participación en procesos celulares específicos. Durante la pérdida muscular, la marcación de la proteína llevada a cabo por la ubiquitina tendrá como fin su degradación por el proteosoma y esta ha sido la función más estudiada producto de la unión ubiquitina-proteína. El proteosoma, es una proteasa localizada en el núcleo y en el citoplasma de las células, contiene los mecanismos para la digestión de las proteínas. Los extremos regulatorios del proteosoma cumplen la función de reconocer la proteína ubiquitinada, desdoblarla y permitir su entrada a la partícula central donde se lleva a cabo la proteólisis. Una vez realizada la degradación proteica se obtiene como producto péptidos y ubiquitina, la cual es reutilizada en reacciones subsecuentes.⁴

Atrogina-1

Atrogina-1 es una proteína que regula los mecanismos de la autofagia celular a través del proteasoma. La identificación de la Muscle Atrophy Fbx (MAFbx) o Atrogina-1 se realizó mediante la clonación de este gen y se detectó que también era sobre expresado en los modelos animales que presentaban atrofia muscular secundaria a enfermedades sistémicas como diabetes, cáncer e insuficiencia renal. Mientras que en otro estudio con modelos animales se identificó que quienes carecían del gen, eran resistentes a la atrofia muscular.^35,36

Estrés oxidativo.

El estrés oxidativo constituye uno de los factores implicados en la pérdida de tejido muscular. Con el paso de la edad, existe un incremento en las especies reactivas de oxigeno (ROS por sus siglas en inglés) debido a que los mecanismos compensatorios antioxidantes disminuyen como superóxido dismutasa, catalasa y proteínas de choque térmico, las cuales protegen del daño oxidativo a los tejidos. Los ROS ingresan a las mitocondrias dañándolas y causando apoptosis lo cual agrava los procesos inflamatorios generando un círculo vicioso. Aumentan los desechos de proteínas acumuladas causando una mala eliminación de las mismas provocando así mayores procesos catabólicos.^37,38 En el tejido muscular, los niveles de peroxidación lipídica también dependen del tipo de fibra muscular en el que acontezca. La peroxidación lipídica ocurre predominantemente en fibras musculares tipo I, donde la producción de ROS probablemente sea debida a una alteración mitocondrial, la acumulación de productos de la oxidación produce una disminución en la proliferación de células satélite. Se ha cuantificado la velocidad de reducción de la producción de ATP mitocondrial en el músculo en un 8% por década. Así, la pérdida de actividad de la mitocondria produce una menor capacidad de oxidación de las grasas y con ello un aumento de lípidos intracelulares.³⁹

Procesos endocrinos

Diferentes hormonas como la insulina, estrógenos, andrógenos, hormona del crecimiento, catecolaminas y corticoesteroides están implicados en la pérdida de masa muscular. Se ha reportado que en individuos con presencia de sarcopenia presentan una disminución en la secreción de hormona de crecimiento (GH por sus siglas en inglés) y testosterona, lo que pudiese contribuir a la pérdida de tejido muscular.^40,41

Hormonas sexuales

La disminución de la testosterona ha sido el principal factor asociado con la pérdida de la masa y fuerza muscular en hombres y mujeres mayores. Esta disminución está asociada a la discapacidad y a la pérdida de la fuerza de los miembros inferiores. Entre los 25 y 75 años, los niveles medios de testosterona en suero disminuyen alrededor de 30% y la testosterona libre más de 50%.³⁰

El 1-3% de la testosterona viaja de forma libre, posteriormente difunde al citoplasma celular, se une al receptor androgénico (RA) y el complejo de la hormona con el RA se transloca al núcleo celular, donde se une con su ligando para modificar la expresión de genes e inducir la síntesis proteica muscular, a la misma vez diferenciar y activar a las células satélite.⁴²

El papel de las hormonas sexuales sobre el efecto en la muscular incluye.

• Regulación de la función metabólica muscular
• Incremento en la fuerza muscular
• Mantenimiento y crecimiento de la masa muscular
• Reparación del daño muscular.

Por lo tanto una disminución de dichas hormonas afectará la salud muscular, así como el tamaño de la misma.

En mujeres posmenopáusicas se ha demostrado que la terapia de reemplazo hormonal con estrógenos ha sido efectiva en la calidad de la masa muscular.⁴³ Pudiendo ser explicado porque los estrógenos pueden inhibir la producción de citocinas catabólicas, como IL-1 e IL-6, lo que sugiere que la pérdida de estas hormonas con la edad podría tener efectos catabólicos tanto directos como indirectos en el músculo.³⁰

Aspectos nutricionales

El déficit de proteínas es el principal factor para la disminución del tejido muscular. Comúnmente cuando las pérdidas de nitrógeno superan a la ingestión es cuando los procesos anabólicos del cuerpo cesan, retrasando el crecimiento, multiplicación celular, cicatrización de heridas. Se debe mantener una homeostasis entre la degradación de proteínas y síntesis de las mismas.^44,45

Hormona de crecimiento

Durante el envejecimiento normal se produce una disminución fisiológica de la secreción de GH, comenzando en la tercera década y alcanza una meseta alrededor de los 60-70 años. Así, la respuesta de la GH a la estimulación aguda con la hormona liberadora de hormona de crecimiento se encuentra significativamente reducida en adultos mayores y también se encuentran disminuidas las respuestas de la GH al ejercicio. La reducción en la actividad física, las alteraciones en los patrones de sueño y los déficits nutricionales inhiben su secreción. De todos estos factores, el más importante es el aumento de adiposidad, preferentemente en el abdomen, que se produce en los sujetos de edad avanzada. Así, se ha encontrado una correlación inversa entre la cantidad de grasa visceral y la secreción de GH durante 24 h.⁴⁶

Insulina

El proceso de envejecimiento se asocia significativamente a un descenso general de la sensibilidad a la insulina. Se ha reportado que la resistencia a la insulina (RI) sobre el metabolismo de los hidratos de carbono se acompaña de una disminución en el metabolismo proteico, incapaz de estimular la síntesis proteica. La RI en el tejido muscular asociada al envejecimiento ha sido ampliamente estudiada ya que dicho tejido es el mayor consumidor de glucosa mediada por la hormona. Es así que la hiperinsulinemia no estimula la síntesis proteica en el adulto mayor como ocurre con las personas jóvenes. La acumulación de grasa visceral se ha convertido en el principal candidato entre la relación de la RI y el envejecimiento. Existe una elevada liberación de ácidos grasos libres al torrente, especialmente hacia el sistema venoso portal hepático. Los ácidos grados circulantes interfieren en la acción normal de la insulina en diferentes tejidos.⁴⁷

IGF-1

La ingestión reducida de nutrientes común en el adulto mayor se asocia a cambios en las concentraciones séricas del factor de crecimiento similar a la insulina 1 (IGF-1 por sus siglas en inglés) y de la proteína IGFBP3 de forma independiente del estado de secreción de la GH. Así, tanto en la malnutrición calórica como en la proteica, se han descrito descensos significativos de IGF-1 y de la proteína IGFBP3. No obstante, la amplia variación interindividual en las concentraciones de IGF-1 hallada en los ancianos indica que éstos pueden alcanzar el estado biológico de la somatopausia a diferentes edades cronológicas y con distintos valores de IGF-1 y de GH, dependiendo de factores genéticos y de otros factores no relacionados con la edad, como la actividad física, el tipo de alimentación y el estado nutricional.⁴⁶

Vía mTOR

El sistema mTOR regula los procesos de anabolismo muscular, aunado de SGKI (Serine/threonine-protein kinase), la cual fosforila a la proteína FOXO1 (Forkhead box protein O1), cuya función es reducir la expresión de la proteína Atrogina I, disminuyendo así la degradación proteica a través del SUP. Comúnmente mTOR se activa por una adecuada ingestión proteica preferentemente por el aminoácido de cadena ramificada leucina provocando liberación de insulina e IGF-1 estimulando así la proliferación de células satélite, por lo cual un déficit de proteínas a partir de la dieta conduciría a la inactivación de la cascada anabólica muscular.^1,48,49

Conclusión.

A pesar de que no se han dilucidado completamente los factores y mecanismos totales involucrados en el desarrollo de la sarcopenia, es necesario que el profesional de la salud que trata con estos pacientes adquiera el conocimiento sobre los potenciales procesos moleculares etiopatogénicos de esta entidad clínica. Hace falta más investigación por realizar en esta área, específicamente en la prevención y tratamiento de la pérdida de masa muscular. Conocer los mecanismos implicados hasta el momento, nos dará la pauta para posibles futuras intervenciones para el manejo de dicha condición. Hasta el momento la etiología de la sarcopenia independientemente de las subpoblaciones que existen, se ve relacionada con la inactividad física que disminuye las señalizaciones anabólicas y de adaptación celular. Además, la nutrición es parte fundamental como factor etiológico, cuando el recambio diario proteico pierde su homeostasis debido a un déficit de proteínas que no cubre o no mantiene un balance nitrogenado neutro o positivo. Tenemos mucho que hacer y mucho que investigar.

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LN. Ricardo Rendón Rodríguez

Licenciado en Nutrición, Universidad Latinoamericana, Campus Cuernavaca.
Estudiante del Posgrado: Especialidad en Nutrición y Dietética Aplicada. Fundación Universitaria Iberoamericana/ Universidad Europea del Atlántico
Nutriólogo de Pregrado en el Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias (INER)/ Centro de Investigación en Enfermedades Infecciosas (CIENI) Antropometrista Internacional Certificado por “International Society for the Advancement of Kinanthropometry” (ISAK)
Nutriólogo Adscrito y Jefe del Departamento de Nutrición. Hospital General de San Andrés Cholula (HGCH), Puebla. México
Consultor y asesor nutricional privado
Información de contacto: ricardo_rendon@outlook.com