Mauricio Castro es profesor de Educación Física de la Universidad de Playa Ancha, Ph.D. en Ciencias Médicas de la Pontificia Universidad Católica de Chile y actualmente becario postdoctoral en el laboratorio de Envejecimiento y Metabolismo Muscular, dirigido por Francesca Amati, en la Universidad de Lausana, Suiza.
Parte de su trayectoria la ha desarrollado en el Centro de Fisiología del Ejercicio y Metabolismo de la Universidad Finis Terrae, con líneas de investigación que buscan entender el papel de la dinámica mitocondrial en la fisiología y el metabolismo del músculo esquelético, con implicaciones prometedoras para el desarrollo de tratamientos más específicos y efectivos para enfermedades y problemas relacionados con la pérdida de masa muscular.
Cuando los relojes no están sincronizados
Su proyecto Fondecyt de Iniciación 2023, que terminó en 2025, se titula “Reloj circadiano en el control de la dinámica de fusión mitocondrial en el músculo esquelético humano: implicaciones potenciales para la calidad del músculo esquelético y la salud metabólica”. Este estudio busca saber si el reloj biológico que regula nuestros ritmos diarios influye en cómo las mitocondrias (las fuentes de energía de las células) se fusionan dentro de las células del músculo humano, y si ese proceso afecta, a su vez, la calidad del músculo (o sea, cuánta fuerza tenemos) y la manera en que el cuerpo maneja la energía, es decir, la salud metabólica.
Hasta ahora se sabe que desde el punto de vista clínico existe desincronización en el reloj molecular y el reloj circadiano, especialmente en personas que trabajan de noche o llevan una vida nocturna de día, como trabajadores de minas, personal de clínicas, enfermería y médicos, lo que los expone a desajustes y a una mayor prevalencia de enfermedades metabólicas y envejecimiento acelerado.
En estas poblaciones, los músculos envejecen más rápido y hay mayor incidencia de diabetes y obesidad. Esto fue documentado por los investigadores Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash y Michael W. Young, quienes ganaron el Premio Nobel de Medicina en 2017 al descubrir los mecanismos moleculares que controlan el reloj celular.
“Una persona que trabaja de noche y al día siguiente come un sándwich con alto porcentaje de grasa puede oxidar menos grasa que si hubiera dormido en horarios adecuados. El objetivo es entender, a nivel molecular, qué mecanismos celulares intervienen en ese desajuste”, explica Castro.
“Una persona que trabaja de noche y al día siguiente come un sándwich con alto porcentaje de grasa puede oxidar menos grasa que si hubiera dormido en horarios adecuados. El objetivo es entender, a nivel molecular, qué mecanismos celulares intervienen en ese desajuste”.
El caso de los girasoles
Para el investigador, esta línea de trabajo partió de una curiosidad que recuerda la historia de los girasoles que siguen al sol: que siguen al sol: en un entorno oscuro, dejan de moverse, lo que demuestra que la luz no solo es crucial, sino que guía el reloj biológico y prepara a la célula para responder de forma anticipatoria. En los humanos, las proteínas del reloj se modifican a lo largo del día y la pregunta es si los cambios matutinos y vespertinos se asocian a alteraciones en la función mitocondrial y en la fuerza muscular. Se ha demostrado que sí: estas alteraciones se correlacionan con cambios en la fuerza muscular y en la oxidación de ácidos grasos.
Para realizar este estudio se utilizaron métodos y enfoques experimentales, una investigación descriptiva a partir de biopsias tomadas a las 6 de la mañana y a las 6 de la tarde, y se observó que, en los humanos, este reloj molecular varía entre la mañana y la tarde, las moléculas estudiadas son dinámicas y estos cambios ocurren en la vida real.
Hoy se avanza en estudiar estas variaciones en tejido de ratón y en células musculares humanas. Además, se trabaja con células madre del músculo humano y se generan músculos in vitro a partir de estas células, lo que permite observar que también en un entorno controlado el reloj molecular está activo. Esta área de estudio está cargo de su estudiante de doctorado, Alfonso Carriel.
Próximas líneas investigativas
De cara al futuro, el equipo quiere explorar si es posible modificar el reloj para intervenir en obesidad y diabetes: ¿qué ocurriría si se detiene el reloj y la oxidación de grasa se paraliza? ¿Y si se acelera o se activa? ¿Volvería la oxidación de grasa o la fuerza muscular? Estas son preguntas que guiarán las próximas líneas investigativas.
Otro hallazgo de interés es que el ejercicio puede modular el reloj, y que condiciones de hipoxia, como las presentes en trabajos de minería a grandes alturas o en casos de hígado graso, también pueden dañar este reloj o detenerlo. Actualmente, estos tópicos los está estudiando el alumno de doctorado y parte del equipo de Mauricio Castro, Cristóbal Muñoz.
Los cambios en los horarios de sueño, que no son infrecuentes en adolescentes y niños, y los efectos de viajar entre países con husos horarios diferentes también han sido objeto de análisis, pues se sabe que la recuperación de la sincronía puede tardar aproximadamente un día por cada hora de diferencia.
En términos de aplicación, la transferencia de este conocimiento a la sociedad podría traducirse en tratamientos o fármacos que, en un futuro, mejoren la calidad de vida de personas expuestas a ritmos laborales irregulares. Estos procesos son lentos: “La metformina tardó años en comprenderse y reconocer su eficacia. De modo similar, estamos comprometidos en entender a fondo los mecanismos a nivel celular y, cuando sea posible, reproducir los hallazgos en humanos para avanzar hacia intervenciones prácticas”, señala Mauricio Castro.
“La metformina tardó años en comprenderse y reconocer su eficacia. De modo similar, estamos comprometidos en entender a fondo los mecanismos a nivel celular y, cuando sea posible, reproducir los hallazgos en humanos para avanzar hacia intervenciones práctica”.
Sin embargo, lo decisivo hoy es tener la posibilidad de responder preguntas que podrían traducirse en mejoras reales para la vida de las personas, como comprender por qué el reloj del cuerpo funciona y cómo la luz y el ritmo diario influyen en la salud, y, en última instancia, cómo convertir ese conocimiento en intervenciones que ayuden a quienes trabajan en turnos irregulares o padecen trastornos metabólicos, concluye.
Para conocer esta investigación visita los links:
https://research.rciueducation.org/es/organisations/center-for-exercise-physiology-and-metabolism/