Qué función poco conocida del reloj circadiano afecta a los músculos

El cuerpo es un reloj que no solo mide el tiempo, sino que también lo siente. Cada célula sigue una cadencia precisa, como los engranajes de un mecanismo que regula el sueño, la digestión y hasta la capacidad de sanar. Ahora, un equipo de científicos ha descubierto que este reloj interno también dicta cuán rápido se recuperan los músculos tras una lesión. Y el momento exacto en que ocurre el daño podría marcar la diferencia entre una curación acelerada o un proceso más lento.

Un grupó de científicos de Northwestern Medicine descubrió que las lesiones musculares se curan más rápido cuando ocurren durante las horas naturales de vigilia del cuerpo. El hallazgo, publicado en la revista Science Advances, sugiere que el reloj circadiano no solo regula el sueño y el metabolismo, sino que también determina la eficacia con la que los músculos se regeneran tras una lesión.

El estudio, liderado por la profesora Clara Peek, podría aportar claves sobre cómo el envejecimiento, la obesidad y los trastornos del sueño afectan la reparación muscular. También abre la puerta a posibles tratamientos que aprovechen la sincronización biológica para mejorar la recuperación del tejido.

Cada célula del cuerpo sigue un ritmo interno determinado por el reloj circadiano. Este mecanismo regula funciones como la producción hormonal, la temperatura corporal y la actividad metabólica según la hora del día. “En cada una de nuestras células, tenemos genes que forman el reloj circadiano molecular”, explicó Peek.

Cuando ocurre una lesión muscular, la respuesta del cuerpo depende del momento en que se produce el daño. Investigaciones previas del laboratorio de Peek ya habían demostrado que los ratones regeneraban tejido más rápido si la lesión ocurría en su período natural de vigilia. En el estudio actual, los científicos se propusieron entender cómo las células madre musculares regulan este proceso a lo largo del día.

Para ello, realizaron secuenciaciones unicelulares de músculos lesionados y no lesionados en diferentes momentos del día. Descubrieron que la respuesta inflamatoria, clave en la regeneración, variaba según la hora de la lesión. “Descubrimos que la comunicación entre las células era mucho más intensa justo después de la lesión cuando los ratones se lesionaban durante su período de vigilia”, señaló Peek.

El equipo descubrió que la regeneración muscular está directamente vinculada a la actividad del sistema inmunológico. Cuando la lesión ocurre durante la vigilia, las células madre musculares envían señales más eficientes a los neutrófilos, las primeras células inmunitarias que llegan al sitio del daño para iniciar el proceso de curación.

Además, identificaron que el reloj circadiano dentro de las células madre musculares regula la producción de nicotinamida adenina dinucleótido (NAD+), una coenzima esencial en la generación de energía y en cientos de procesos metabólicos. En lesiones ocurridas durante el período de vigilia, la producción de NAD+ aumentaba, lo que facilitaba la activación del sistema inmune y aceleraba la reparación del tejido.

Para comprobar su hipótesis, los investigadores manipularon genéticamente a ratones para potenciar la producción de NAD+ en las células madre musculares. Observaron que este aumento inducía una mayor respuesta inflamatoria y un reclutamiento más eficiente de neutrófilos, lo que mejoraba significativamente la regeneración muscular.

Otro hallazgo clave fue la identificación de la citocina CCL2 como mediadora de la comunicación entre células madre musculares y neutrófilos. La producción de CCL2 se incrementaba cuando la lesión ocurría en el período de vigilia, favoreciendo una respuesta inmune más rápida y eficaz.

Los hallazgos podrían explicar por qué ciertas condiciones dificultan la recuperación muscular. Peek destacó que “las alteraciones circadianas asociadas al envejecimiento y síndromes metabólicos como la obesidad y la diabetes también están asociadas a una menor regeneración muscular”.

Esto sugiere que la disrupción del reloj biológico en personas mayores o con enfermedades metabólicas podría contribuir a una menor capacidad de reparación muscular. También plantea preguntas sobre cómo el trabajo nocturno, el jetlag y los cambios de horario afectan la recuperación del tejido.

En el futuro, los investigadores esperan profundizar en los mecanismos inmunológicos implicados y explorar la posibilidad de diseñar terapias basadas en la modulación del ritmo circadiano. “Hasta hace poco no teníamos la tecnología necesaria para estudiar en profundidad las interacciones entre células”, afirmó Peek.

Comprender cómo estos relojes biológicos interactúan en situaciones de estrés y regeneración podría abrir nuevas estrategias para mejorar la recuperación muscular en distintos escenarios clínicos.