Resumen de Efecto del entrenamiento físico sobre la mitocondriogénesis y la expresión de enzimas antioxidantes en el músculo de animales jóvenes, viejos y knockout de PGC-1 ALPHA
Ana Lucia Nascimento
El envejecimiento humano está asociado a una pérdida de masa muscular que se inicia en la cuarta década de la vida con una pérdida de fuerza de un 1% al año y que se acelera con el transcurso de los años. Las causas del envejecimiento del organismo son complejas. Una amplia variedad de procesos se considera que están implicados en el declive de los distintos aparatos y sistemas con el paso de los años. Dentro los factores implicados en la pérdida de la funcionalidad del músculo esquelético podemos destacar: la muerte celular programada, el estrés oxidativo, las alteraciones en la síntesis de proteínas, la inflamación, las alteraciones hormonales, el desuso y las disfunción mitocondrial. El objetivo general de la presente tesis es determinar el posible papel de PGC- 1 (un coactivador transcripcional descubierto en 1998) en la prevención de los efectos del envejecimiento sobre la masa muscular, el contenido mitocondrial y la defensa antioxidante en animales de experimentación. Para el desarrollo de la presente tesis doctoral utilizamos un total de 24 ratas Wistar (12 jóvenes y 12 viejas) y 20 ratones C57BL/6J (10 silvestres y 10 deficientes de PGC-1 ). Los animales fueran divididos en dos grupos experimentales: entrenados y no entrenados. Los animales jóvenes y viejos realizaron un entrenamiento aeróbico de 3 semanas de duración, mientras que los ratones silvestres y deficientes PGC-1 realizaron un entrenamiento aeróbico de 5 semanas de duración. Transcurrido el período de entrenamiento los animales fueron sometidos a una prueba de resistencia y sacrificados. Los tejidos (distintos tipos musculares) y la sangre fueron extraídos y congelados. Se analizaron: la expresión de factores de transcripción relacionados con la biogénesis mitocondrial (PGC-1 , NRF-1 y Tfam), la expresión de proteínas marcadoras de contenido mitocondrial (citocromo c y citocromo c oxidasa), la expresión de factores miogénicos en el músculo esquelético (MioD y miogenina), la expresión de proteínas oxidadas en el músculo esquelético y en el plasma, la expresión de enzimas antioxidantes (catalasa y Mn-SOD) y el rendimiento físico de los animales. Nuestros resultados demuestran que el proceso de biogénesis mitocondrial se encuentra bloqueado en los animales viejos y deficientes en PGC-1 , lo que se manifiesta en una disminución del rendimiento aeróbico de estos animales. Las similitudes observadas entre el modelo de animales deficientes en PGC-1 y el modelo de animales viejos, indican que la disfuncionalidad de PGC-1 podría ser la causa de las alteraciones mitocondriales que se producen en el músculo esquelético durante el envejecimiento. En relación al proceso de miogénesis, nuestros resultados muestran un aumento en la expresión de la miogenina en el grupo de animales viejos, lo que consideramos se puede interpretar como una respuesta compensatoria para minimizar las pérdidas de células musculares asociadas al envejecimiento. En relación a la expresión de enzimas antioxidantes, la catalasa se encuentra aumentada en los músculos de animales viejos y deficientes en PGC-1 como respuesta al aumento de estrés oxidativo (en forma de proteínas carboniladas) encontrado en los músculos de ambos grupos experimentales. El principal hallazgo de nuestra investigación es que el entrenamiento de corta duración no supone un estímulo suficiente para la activación del proceso de biogénesis mitocondrial en el músculo esquelético de los animales viejos. La escasa reactividad de PGC-1 al estímulo del ejercicio, requiere del estudio de estrategias alternativas (nutricionales y/o farmacológicas) para mejorar la inducción de este importante coactivador transcripcional y su aplicación en el tratamiento y prevención de la sarcopenia senil.
