Desarrollo y caracterización de un modelo de isquemia/reperfusión para el estudio de la señalización muscular inducida por radicales libres y ejercicio físico

• Autores: Ángel Gallego Sellés
• Directores de la Tesis: Cecilia Dorado García (dir. tes.), Joaquín Sanchís Moysi (codir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria ( España ) en 2022
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Guillermo López-Lluch (presid.), Ana María Claudia Wägner Fahlin (secret.), Luca P. Ardigò (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Investigación en Biomedicina por la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Fisiología humana
      • Fisiología del ejercicio
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  • Tesis en acceso abierto en: acceda
• Resumen

  • Introducción: el ejercicio exhaustivo puede producir excesivas especies reactivas de oxígeno y nitrógeno (RONS) que, acompañadas de insuficiente respuesta antioxidante, provocan estrés oxidativo. RONS actúan como reguladores de vías de señalización esenciales para la adaptación del músculo esquelético. Factores de transcripción sensibles a cambios redox, Nrf2 y NF-κB, se activan mediante cambios extracelulares e intracelulares, regulando más de 150 genes implicados en inflamación, respuesta antioxidante y metabolismo. Aunque su activación parece necesaria para la respuesta adaptativa in vitro o al ejercicio en roedores, se desconoce el efecto del ejercicio en el músculo esquelético humano. La aplicación de isquemia después del ejercicio podría mantener o aumentar estas señales impidiendo la recuperación muscular, y la hipoxia podría acrecentar la activación de estos factores de transcripción. Métodos: once hombres realizaron ejercicio incremental hasta el agotamiento (IE) en normoxia (PIO2: 143 mmHg) e hipoxia (PIO2: 73 mmHg). Después del IE, la circulación a una pierna se ocluyó instantáneamente (300 mmHg). Biopsias musculares se tomaron antes (Pre), y 10s (de la pierna ocluida) y 60s después del ejercicio simultáneamente de ambas piernas, la ocluida y la pierna con libre circulación. Resultados: Las vías de señalización de Nrf2 y NF-κB fueron activadas por el ejercicio hasta el agotamiento con respuestas similares en normoxia e hipoxia aguda severa. La fosforilación de CaMKII y AMPKα se indujo de manera similar. Aumentó Nrf2 total y pSer40 Nrf2, acompañadas de una reducción en Keap1. La ratio Nrf2/Keap1 aumentó y se asoció con el incremento de catalasa. La activación de NF-κB estuvo acompañada de niveles aumentados de p105, p50, IKKα, IκBβ y GR, y particularmente la activación de pSer176/180 IKKα/ß y CaMKII δD. La isquemia post-ejercicio mantuvo la mayoría de los cambios mientras que la recuperaron con circulación libre conllevó que los cambios se revirtieran rápidamente. Conclusiones: La señalización de Nrf2 y NF-κB aumenta después del ejercicio incremental hasta el agotamiento en un grado similar en normoxia e hipoxia. El aumento de Nrf2 parece estar relacionado con la disminución de Keap1. En el músculo esquelético humano, la activación inducida por el ejercicio de las vías de señalización Nrf2 y NF-κB parece regular los niveles de expresión de las enzimas antioxidantes catalasa y GR, respectivamente. Curiosamente, estos cambios se revierten en menos de 60 segundos a través de un mecanismo dependiente de O2, volviendo a los niveles previos al ejercicio recuperando con circulación libre. Estos hallazgos muestran la importancia de obtener biopsias musculares lo más cerca del final del ejercicio y la utilidad de aplicar isquemia post-ejercicio para capturar estas señales de respuesta rápida. Finalmente, un retraso de tan solo un minuto en la obtención de biopsias musculares parece afectar significativamente los resultados y la interpretación de la activación inducida por el ejercicio de estas vías de señalización en el músculo esquelético humano.