Yoo Y, Yeon M, Yoon MS, Seo YK. Role of cardiolipin in skeletal muscle function and its therapeutic implications. Cell Commun Signal. 2025 Jan 21;23(1):36. doi: 10.1186/s12964-025-02032-2.
Las mitocondrias, responsables de la producción de energía mediante la fosforilación oxidativa (OXPHOS), dependen de fosfolípidos clave como la cardiolipina (CL). Este fosfolípido desempeña un papel fundamental en la dinámica mitocondrial y en la función muscular, especialmente en los músculos de contracción lenta que requieren alta capacidad oxidativa. La disminución de la cardiolipina con la edad se asocia con disfunción mitocondrial, capacidad aeróbica reducida y un peor rendimiento muscular. Este artículo busca explorar los mecanismos moleculares subyacentes de la función de la cardiolipina y su potencial terapéutico.
Papel de los fosfolípidos en la estructura mitocondrial, con énfasis en la cardiolipina
La cardiolipina, caracterizada por su estructura dímera única, es crítica para la organización estructural y funcional de la membrana mitocondrial interna. Esta localización específica permite que la cardiolipina soporte la formación de crestas mitocondriales y estabilice los complejos de la cadena respiratoria, mejorando la eficiencia de la fosforilación oxidativa. Otros fosfolípidos, como la fosfatidilcolina (PC) y la fosfatidiletanolamina (PE), también influyen en la función mitocondrial, pero la cardiolipina es única por su capacidad de interactuar con múltiples proteínas y mantener la dinámica mitocondrial.
Biosíntesis y remodelación de la cardiolipina
La biosíntesis de la cardiolipina comienza con el ácido fosfatídico (PA) producido en el retículo endoplásico (RE) y transportado a las mitocondrias, donde es procesado por una serie de enzimas, incluidas CRLS1 y TAFAZZIN. Esta última es responsable de la remodelación de la cardiolipina, lo que asegura que tenga la composición de ácidos grasos adecuada para mantener su función.
Importancia de la cardiolipina en la función mitocondrial
La cardiolipina juega un papel esencial en el mantenimiento de la integridad estructural de las mitocondrias y en la organización de los complejos de la cadena de transporte de electrones. Su presencia es vital para la formación de las crestas mitocondriales, que albergan enzimas clave para la producción de ATP. Además, regula la dinámica mitocondrial al estabilizar proteínas como las mitofusinas y la Drp1, esenciales para la calidad mitocondrial y la adaptación a las demandas energéticas celulares.
Cardiolipina y atrofia muscular
La atrofia muscular, común en el envejecimiento, se asocia con una disfunción mitocondrial que incluye la pérdida de cardiolipina. Este fosfolípido es fundamental para mantener la estructura y función de los complejos proteicos involucrados en la fosforilación oxidativa. Estrategias terapéuticas como el uso de Elamipretide han mostrado mejorar la bioenergética mitocondrial y promover la regeneración muscular.
Estabilidad de las proteínas del retículo sarcoplásmico y mitocondrial en los músculos
La cardiolipina también influye en la función del retículo sarcoplásmico (SR) al regular el manejo del calcio, crítico para la contracción y relajación muscular. Con la edad, la deficiencia de cardiolipina contribuye a la disfunción del SR y a una comunicación alterada entre el RE y las mitocondrias, lo que afecta negativamente la fuerza muscular.
Cardiolipina y ejercicio de resistencia en el músculo esquelético
El ejercicio de resistencia aumenta los niveles de cardiolipina y promueve la biogénesis mitocondrial, mejorando la función muscular. Este aumento es especialmente beneficioso en las fibras musculares de contracción lenta, que dependen de una alta densidad mitocondrial para satisfacer sus demandas energéticas. Además, el ejercicio puede mitigar la pérdida de cardiolipina asociada al envejecimiento.
Estrategias terapéuticas para el tratamiento de la sarcopenia
La modulación de la expresión de CRLS1, enzima clave en la síntesis de cardiolipina, representa una estrategia prometedora para combatir la sarcopenia. Intervenciones farmacológicas como Elamipretide y estrategias de terapia génica han mostrado mejorar la función mitocondrial y reducir el estrés oxidativo. Además, la combinación de ejercicio y suplementos podría ofrecer un enfoque integral para prevenir el deterioro muscular relacionado con la edad.
Conclusión y perspectivas futuras
La cardiolipina es un componente esencial para la función mitocondrial y la salud muscular. Su pérdida durante el envejecimiento contribuye al deterioro funcional, mientras que su modulación a través de intervenciones terapéuticas y ejercicio podría ofrecer estrategias efectivas para prevenir y tratar la sarcopenia. Investigaciones futuras deberían centrarse en traducir estos hallazgos en terapias clínicas viables, explorando también la combinación de ejercicio, nutrición y farmacología para optimizar los niveles de cardiolipina y preservar la salud muscular en poblaciones envejecidas.
Acceso libre al artículo original en: http://www.fisiologiadelejercicio.com/wp-content/uploads/2025/01/Role-of-cardiolipin-in-skeletal-muscle-function.pdf