Papel de la xantina oxidasa en la pérdida de masa muscular por inmovilización en humanos. Importancia del protocolo de obtención de biopsias musculares en los estudios de atrofia muscular

• Autores: Vicente Sebastiá
• Directores de la Tesis: M. Carmen Gómez Cabrera (dir. tes.), José Viña Ribes (codir. tes.), Enrique Viosca Herrero (codir. tes.)
• Lectura: En la Universitat de València ( España ) en 2022
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Juan Bautista Martínez Leon (presid.), Ignacio Miranda Gómez (secret.), Elvira Mora Castera (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Fisiología por la Universitat de València (Estudi General)
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Fisiología humana
      • Fisiología del ejercicio
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: TESEO
• Resumen

  • La pérdida de masa muscular producida durante la inmovilización, es un fenómeno que produce un deterioro muy significativo en la calidad de vida de las personas. La xantina oxidasa es una enzima mediadora de la degradación de las purinas que se ha postulado como una de las causantes de esta pérdida de masa muscular durante la inmovilización. El papel protector del alopurinol en la pérdida de masa muscular en distintos modelos de atrofia, a través de la inhibición de la xantina oxidasa, ha sido estudiado en animales de experimentación.

    En la presente tesis doctoral nos planteamos, a través de un ensayo clínico en humanos (EUDRACT 2011-003541-17), estudiar el efecto de la administración de alopurinol en paciente inmovilizados tras un diagnóstico de esguince grado II, sobre la pérdida de masa muscular esquelética. Los pacientes fueron aleatorizados en dos grupos, aquellos que tomaron alopurinol (300 mg/día) durante un periodo de dos semanas y el grupo placebo. Transcurridas las dos semanas de inmovilización se valoró, a través de pruebas de imagen por Resonancia Magnética, el área de sección transversal, así como el volumen del músculo sóleo. Tras catorce días de inmovilización con una férula se comprobó una pérdida de masa muscular en ambos grupos experimentales. El valor de pérdida del área de sección transversal fue del 8,6% en el grupo control frente a un 4,1% en el grupo tratado con alopurinol. Sin embargo, no encontramos prevención en la pérdida de volumen del sóleo asociada al periodo de inmovilización. Por otra parte, no encontramos diferencias significativas entre el grupo control y el de alopurinol en ningún marcador de daño inflamatorio, hepático o muscular.

    Nuestros resultados muestran que el alopurinol protege parcialmente contra la atrofia muscular en humanos, tal y como se había demostrado previamente en un modelo murino. El efecto protector del alopurinol es similar al del ejercicio de resistencia, que es la forma más conocida de prevenir la pérdida de masa muscular en modelos humanos en desuso.

    Para poder realizar estudios de los mecanismos implicados en el proceso de atrofia de la musculatura esquelética es imprescindible poder obtener muestras de biopsias musculares. Sin embargo, la técnica de la biopsia muscular percutánea utilizando una aguja tipo Bergtröm, de no ejecutarse con una metodología apropiada, puede interferir en las vías de señalización celular, especialmente las cascadas inflamatorias y oxidativas que se sabe están implicadas en el proceso de atrofia. En el segundo estudio de la presente tesis doctoral pretendimos valorar si la reiteración de biopsias en la misma incisión podía favorecer procesos inflamatorios que pudieses invalidarnos los resultados que obtenemos a la hora de analizar este tipo de muestras. Este estudio se realizó con 5 sujetos a los que se les realizaron 6 biopsias reiteradas utilizando tanto los mismos puntos de incisión como puntos diferentes. Las proteínas analizadas en las distintas muestras fueron: MAPKs: ERK1/2, p38 y JNK y la cascada de señalización celular inflamatoria de NF-B: IB, IKK e IL-6). Se obtuvieron cuatro biopsias a través de la misma incisión (5-6 mm) de la pierna derecha (tomadas a los 0, 30, 123 y 126 minutos) y otras dos de nuevas incisiones realizadas en la pierna izquierda (a los 31 y 120 minutos). Las primeras tres biopsias de la pierna derecha se tomaron a una distancia de ~3 cm de las áreas pre-biopsiadas. La última biopsia se obtuvo del mismo punto del que se tomó la segunda biopsia. Las tres biopsias realizadas a través de la misma incisión en la piel de áreas musculares no lesionadas mostraron niveles similares de fosforilación de ERK1/2-MAPK, p38-MAPK, JNK-MAPK, IKKα, IκBα y contenido similar de ARNm de IL-6. No hubo diferencias significativas en los niveles de fosforilación de ERK1/2-MAPK, p38-MAPK, JNK-MAPK, IKKα e IκBα entre la media de las tres biopsias obtenidas de la misma incisión y la sexta biopsia obtenida de un área lesionada. El contenido de ARNm de IL-6 aumentó 1,8 veces en la sexta biopsia en comparación con la media de las tres biopsias obtenidas de la misma incisión (P<0,05). La conclusión de este estudio es que se pueden realizar biopsias musculares repetidas a través de una única incisión cutánea de 5 a 6 mm sin provocar señales musculares a través de cascadas que respondan al estrés celular, la inflamación o el daño muscular.