Changes in peripheral blood mononuclear cells glutamine synthetase mRNA after exercise in healthy volunteers: exploring an alternative proposal for non hepatic ammonia metabolism

• Autores: Andrés Duarte Rojo, Miguel Ángel Torres Vega, Hugo Villamil Ramírez, José A. Estradas Trujillo, Aarón Domínguez López, Fausto Sánchez Muñoz, Aldo Torre Delgadillo
• Localización: Revista de investigación clínica, ISSN 0034-8376, ISSN-e 2564-8896, Vol. 64, Nº. 2, 2012, págs. 164-172
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Cambios en el ARNm de células mononucleares periféricas por el efecto de glutamina sinteasa: exploración de una propuesta alternativa para el metabolismo no hepático del amonio
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• Resumen
  • español

    Antecedentes: La glutamina sintetasa (GS) desempeña un papel central en el metabolismo del amonio y en la encefalopatía hepática en diferentes órganos. El objetivo principal de este estudio fue explorar el posible efecto del ejercicio en la expresión del ARNm de la GS en células mononucleares de sangre periférica (CMSP) en un grupo de voluntarios sanos.

    Material y métodos: Se estudiaron CMSP en lugar de músculo esquelético debido a consideraciones éticas. La caracterización de GS en los linfocitos se realizó mediante inmunofluorescencia indirecta y Western blot. Después de un estudio piloto la expresión del ARNm de GS en CMSP se efectuó mediante mediciones seriadas en voluntarios sanos luego de realizar una prueba de esfuerzo en banda y en un grupo control no sometido a ejercicio. La masa muscular se estimó mediante bioimpedancia.

    Resultados: Se encontró que la GS se distribuyó en el citoplasma con un peso molecular de 44kDa. Las mediciones seriadas de ARNm demostraron un aumento en el grupo sometido a ejercicio (n = 29), pero no en el grupo control (n = 13) (p < 0.05). La expresión pico ocurrió en 1 h en hombres y en 6 h en mujeres. Hubo una correlación positiva entre la masa muscular y el incremento de ARNm de la enzima dada por el ejercicio.

    Conclusiones: El ejercicio puede incrementar la expresión de ARNm de GS en CMSP en voluntarios sanos. Con base en estos resultados preliminares y en conceptos fisiológicos bien establecidos se concibe una hipótesis para el metabolismo no hepático del amonio, misma que sentaría los fundamentos para el tratamiento de la encefalopatía hepática de bajo grado.

  • English

    Background. Glutamine synthetase (GS) plays a central role in the inter-organ metabolism of ammonia and hepatic encephalopathy. The main objective of the present work was to disclose the possible effect of exercise on GS mRNA expression in peripheral blood mononuclear cells (PBMC) within a group of healthy volunteers. Material and methods. PBMC were studied instead of skeletal muscle because of ethical concerns. Characterization of GS in lymphocytes was carried out by indirect immunofluorescence and Western blot. After a pilot trial, expression of GS mRNA in PBMC was assayed by serial measurements in healthy volunteers who had exercised on a treadmill, and on a control group who had not. Muscle mass was estimated by bioimpedance. Results. Cytoplasmic GS had a molecular weight of 44 kDa. Serial measurements of its mRNA demonstrated an increase in the treadmill (n = 29), but not in the control group (n = 13) (p < 0.05). Peak expression occurred at 1 h in males and at 6 h in females. There was a positive correlation between muscle mass and the increase of the enzyme mRNA after exercise. Conclusion. Exercise can increase the expression of GS mRNA in PBMC in healthy volunteers. Based on these preliminary results and on wellestablished physiological concepts, a hypothesis for nonhepatic ammonia metabolism is conceived. In the future could become part of the treatment of low-grade hepatic encephalopathy.