INTRAMUSCULAR MESENCHYMAL STEM CELL APPLICATION WITH BORIC ACID REDUCE LDH DURING AN EXHAUSTIVE SWIM EXERCISE

Resumen Técnico: La aplicación intramuscular de células madre mesenquimales con ácido bórico reduce la LDH durante el ejercicio de natación extenuante

Planteamiento del problema
El ejercicio físico intenso induce daño en el músculo esquelético, caracterizado por el agotamiento de los sustratos energéticos, la acumulación de subproductos metabólicos (como el lactato) y la liberación de enzimas intracelulares como la lactato deshidrogenasa (LDH) al torrente sanguíneo. Este daño conduce a la fatiga muscular, la reducción del rendimiento atlético y un retraso en la recuperación. Si bien las terapias regenerativas que utilizan células madre mesenquimales (MSCs) son prometedoras para la reparación tisular, persisten desafíos relacionados con la viabilidad, proliferación y eficacia de la trasplantación celular. Además, aunque se sabe que el ácido bórico (BA) influye en la regulación hormonal y la salud ósea, su papel específico para mejorar la trasplantación de MSC y mitigar la fatiga muscular inducida por el ejercicio aún no ha sido investigado a fondo. Este estudio aborda la necesidad de nuevos agentes para mejorar la efectividad de las MSC y optimizar las estrategias de recuperación rápida para atletas.

Metodología
El estudio utilizó 30 ratas hembras Wistar albino, divididas en seis grupos (n=6 por grupo): Control, Ejercicio (Ex), Ex + Ácido Bórico (BA), Ex + MSCs, Ex + MSCs + BA (administrado después del ejercicio), y Ex + MSCs + BA (administrado antes del ejercicio). Se utilizaron 5 ratas adicionales para el aislamiento de MSC de médula ósea.

• Protocolo de ejercicio: Las ratas se sometieron a un régimen de ejercicio de natación extenuante durante 15 días, dividido en tres periodos. El Periodo 1 fue una fase de adaptación; los Periodos 2 y 3 consistieron en nadar hasta el agotamiento. Se registró diariamente el tiempo de agotamiento.
• Intervención: Se aislaron y cultivaron MSC derivadas de médula ósea (1x10⁶ células/ml). Las dosis de ácido bórico se optimizaron primero en cultivo celular para asegurar la viabilidad celular. Se realizaron inyecciones intramusculares de MSC y/o BA (10µg) en los músculos gastrocnemios. El momento de la administración varió según el grupo (por ejemplo, inmediatamente después del segundo periodo de ejercicio).
• Mediciones:
  • Fisiológicas: Se monitorearon el tiempo de agotamiento, el peso corporal y la temperatura corporal.
  • Bioquímicas: Se recolectaron muestras de plasma 24 horas después del ejercicio para medir los niveles de lactato y lactato deshidrogenasa (LDH).
  • Histológicas: Los tejidos musculares gastrocnemio-sóleo fueron fijados, seccionados y teñidos con Hematoxilina y Eosina (H&E). El análisis se centró en la infiltración de leucocitos, la integridad de las fibras musculares, las fluctuaciones de la banda Z y la presencia de núcleos centralizados (indicativos de regeneración).
• Análisis estadístico: Los datos se analizaron mediante la prueba t de Student, la prueba U de Mann–Whitney y ANOVA de una vía con correcciones post hoc. La significancia se estableció en p < 0.05.

Resultos clave

• Tiempo de agotamiento: La combinación de MSC y BA aumentó significativamente el tiempo de agotamiento en comparación con el grupo de solo ejercicio. Específicamente, la administración de MSC y BA antes del ejercicio aumentó el tiempo de agotamiento aproximadamente 6 veces, mientras que la administración después del ejercicio lo aumentó 4.5 veces. El BA solo aumentó el tiempo 2.5 veces, y las MSC solas 4 veces.
• Lactato deshidrogenasa (LDH): El estudio encontró que la combinación de MSC y BA redujo los niveles de LDH tras el ejercicio extenuante, lo que indica una reducción en el daño de la membrana muscular. Sin embargo, el resumen señala un matiz estadístico donde la reducción de la LDH para el grupo combinado se reportó como p>0.05 en el texto del resumen, pero se describió como una reducción beneficiosa en la discusión y conclusión.
• Niveles de lactato: Contrario a la visión tradicional de que el lactato alto indica fatiga, el estudio observó que los grupos que recibieron MSC y BA tuvieron niveles de lactato significativamente aumentados (p=0.05). Los autores interpretan esto como una señal de que el inicio de la fatiga se retrasó, permitiendo un ejercicio prolongado y una mayor producción de lactato antes del agotamiento.
• Hallazgos histológicos: El grupo de Ejercicio mostró una disrupción significativa de las fibras musculares, infiltración de leucocitos y pérdida de integridad. En contraste, los grupos de MSC y MSC+BA exhibieron regeneración muscular, evidenciada por la presencia de núcleos centralizados y fibras musculares que parecían más cercanas a la estructura normal del grupo control.
• Características físicas: La temperatura corporal fue significativamente menor en los grupos que recibieron BA y MSC en comparación con el grupo de solo ejercicio, lo que sugiere una mitigación de la hipertermia inducida por el ejercicio.

Significancia y Reivindicaciones
Los autores afirman que este es el primer estudio que investiga la aplicación intramuscular de Ácido Bórico en combinación con Células Madre Mesenquimales para tratar el daño muscular inducido por el ejercicio. La principal significancia del trabajo radica en demostrar que:

1. Resistencia mejorada: La combinación de MSC-BA mejora significamente la resistencia de nado y retrasa la aparición de la fatiga.
2. Regeneración muscular: La evidencia histológica confirma que esta combinación promueve la regeneración muscular, como se observa por la presencia de núcleos centralizados y la reducción del daño tisular.
3. Mecanismo protector: El tratamiento parece proteger el tejido muscular del daño asociado con el ejercicio extenuante, como lo indican los niveles más bajos de LDH y la reducción de las puntuaciones de daño histológico.
4. Enfoque terapéutico novedoso: El estudio sugiere que el Ácido Bórico puede servir como un agente de apoyo para mejorar la viabilidad y el potencial terapéutico de las MSC en la terapia celular para la recuperación deportiva.

El artículo concluye que, si bien son necesarios más estudios con diferentes dosis y combinaciones, la administración intramuscular de Ácido Bórico con MSC es una estrategia beneficiosa para mejorar el rendimiento atlético y acelerar la recuperación tras el ejercicio extenuante.