Zusammenfassung der Ressource
Vías de señalización en el
remodelamiento del
músculo esquelético
- Introducción
- El músculo esquelético se
compone por miofibras
heterogeneas
- Ayudan a mantener la
postura del cuerpo y a
ejecutar movimientos
- Los músculos esqueléticos son
controlados por varias vías de
señalización
- Estos mecanismos
permiten al músculo
cumplir sus funciones
- Hace 45 años se demostró
modifican y remodelan su
fenotipo
- El proceso de remodelación
proporciona una respuesta
adaptativa
- Mantiene el
equilibrio entre:
- La demanda
de trabajo
contráctil
- La capacidad del
músculo para cumplir
dichas demandas
- Los estudios genéticos han
permitido descubrir las vías para
la remodelación muscular
- En ratones se demostró que la
expresión de la proteina
fosfatasa 2B promueve la
transformación de las
miofibrillas
- Propiedades de las
miofibrillas
- En el cuerpo existen varios
tipos de grupos musculares
- Los diferentes grupos
musculares poseen diferencias
en la dispocisión de sus
miofibrillas y en aspectos
bioquímicos, metabólicos y
fisiolígicos
- Diversidad de las miofibrillas
- Aunque el músculo
esqueléticos aparente ser
uniforme
- Tiene una disposición
heterogénea de sus fibras
- Las miofibrillas difieren en su
función contráctil, tamaño y
metabolismo
- Tipo I
- Son fibras de contracción lenta
- Tiene una acción debido a
la actividad de la ATPasa
asociada a miocina tipo I
- Son miofibrillas ricas en mitocondrias
- Poseen alta
resistencia a la
fatiga
- Cumplen una función
importante para
mantener la postura del
cuerpo
- Mantiene el tono
contráctil del músculo
- Mantienen altos niveles de
calcio intracelular
- Tipo II
- Fibras de
contracción rápida
- Sufren fatiga rápidamente
- Permiten
contracciones
breves y rápidas
- Fibras glicolíticas
- Movimientos que requieren
velocidad y fuerza
- En la vida embrionaria se han
descrito varios subtipos de
miofibrillas
- Las propiedades de las fibras del músculo
esquelético son dependientes de los
patrones de estimulación
- Frecuencias de 10-20 Hz
- Promueven el fenotipo de fibras lentas
- Frecuencias de 100-150 Hz
- Promueven las fibras rápidas
- Adaptabilidad de las miofibrillas
- Se ha podido demostrar la habilidad del
músculo esquelético para remodelarse y
producir cambios fenotípicos
- Al re-inervar fribras lentas con fibras nerviosas
propias de fibras rápidas se produce un
incremento de la velocidad contrátil
- Estos estudios han concluido que los patrones de impulsos
específicos son capaces de influenciar en el fenotipo y
remodelamiento de las miofibrillas
- El entrenamiento físico induce cambios
en el músculo esquelético induciendo la
transformación de los tipos de miofibrillas
- Los cambios producidos se revierten al
cesar el entrenamiento
- La estimulación neuronal
reprograma la expresión
genética en la miofibrilla
- Los cambios en la concentración de
calcio intracelular determinan las
vías de señalización para la
activación y contracción muscular
- Esto podría influenciar en la
activación o represión de genes
involucrados en el
remodelamiento del músculo
esquelético
- Vías de señalización en el
remodelamiento de miofibrillas
- Las miofibrillas se
adaptan mediante
transformación y
remodelamiento
- En respuesta
ante las señales
fisiológicas y
patológicas
- Estos cambios están mediados por
receptores en la superficie celular que
activan factores de señalización
- Desencadenan en cambios en la expresión genética
- Factor potenciador del miocitos
Tipo II (MEF2) / Deacetilasas de
histonas (HDAC)
- Factores de transcripción
y factores reguladores de
la miogénesis activan
genes específicos
- Cumplen un rol
determinante en la
transformación de
miofibrillas
- Responde a las
fluctuaciones en las
concentraciones de
calcio
- En humanos se ha observado
que factores como el aumento
de insulina, estrés osmótico y
peróxido de hidrógeno y la
activación de AMPK activan a
MEF2D
- Mediante experimentos en
ratones se ha logrado
determinar las vías de
expresión génica para la
modificación y atrofia de las
fibras musculares
- Importancia clínica
- Comprender las vías de
señalización que controlan el
remodelamiento de las
miofibrillas tiene importancia
en ciertas enfermedades
humanas
- Distrofia muscular (DMD)
- Una
enfermedad
debilitante que
amenaza la
vida
- Causada por
mutaciones en el
gen de la distrofina
- Uno de los posibles
tratamientos se basa
en el incremento de
la utrofina
- La activación de calcio
activa los promoteres
NFAT de la utrfina
- Se ha observado que en
pacientes con DMD se ven
afectadas principalmente las
fibras rápidas
- Presentan cambios degenerativos
- Las fibras lentas se preservan
- El incremento de calcio puede
ayudar al remodelamiento de las
miofibrillas favoreciendo a la
formación de fibras tipo I
- El remodelamiento puede tener efectos
terapéuticos en pacientes con DMD
- Diabetes Mellitus Tipo 2 y Obesidad
- El músculo esquelético es capta
la mayor cantidad de glucosa
estimulada por insulina
- Es controlado
por eventos de
fosforilación
- Trnaslocanto finalmente el
transportador de glucosa 4
(GLUT4)
- En la diabetes tipo 2 se
reduce la insulina en
todo el cuerpo
- Los defectos en GLUT4 y señales
de transducción de la insulina
en el músculo esquelético se
encuentran asociados al
desarrollo de la enfermedad
- Probablemente por
una reducción en
fibras de tipo 1
- Tienen una mayor actividad
en su capacidad de unión de
insulina y actividad del
receptor insulina quinasa
- Experimentos en ratones transgénicos
sugieren un posibles estrategias
terapéuticas para restablecer el
balance metabólico en diabetes tipo 2
- En la obesidad se ha
observado una reducción
en la capacidad oxidativa y
una capacidad glicolítica
incrementada en el
músculo
- La sobre expresión de PPAR en
ratones sugiere que podría
prevenir la obsedidad
- Atrofia muscular
- Se define como una reducción
en el tamaño de las miofibrillas
- Resulta en una disminución
de la masa muscular total
- Es causada por lesiones o enfermedades
como la sarcopenia y la caquexia
- Existe gran interés en
comprender las vías de
señalización de la atrofia
muscular para el desarollo de
estrategias terapéuticas
- Experimentos en ratones han
permitido descubrir vías reguladoras
de la atrofia e hipertrofia muscular
- HA generado la hipótesis de tratar mecanismos
compensatorios para mantener de manera
sostenible la composición muscular
- Esteroides anabólicos
- El uso de andrógenos anabólicos
es uno de los mecanismos
utilizados para el remodelamiento
muscular
- Principalmente utilizado para
incrementar la masa musuclar
- Se ha asociado al incremento
de potencia muscular y fuerza
pero no ha tenido efecto en la
reducción de la fatiga
- Se ha observado un incremento en
el área de la sección transversal y
no en el número de miofibrillas
- No se ha observado un
remodelamiento de las fibras
puesto que no se ha visto
modificaciones en la proporción
de fibras tipo 1 y tipo 2
- Conclusiones
- Durante el ejercicio se logran
activar varias vías de señalización
y remodelamiento muscular
- Se han encontrado hallazg
prometedores en los mecanismo de
señalización en experimentos en
animales, sin embargo, es necesario
confirmar su similitud en humanos
- Aunque se haya realizado avances en la
comprensión de los mecanismos de regulación,
los tratamientos dependerán de la capacidad de
llegar a las células diana en las fibras musculares
- El ejercicio podría compararse a tomar un medicamento
que active el remodelamiento muscular por lo que es
importante mantener una actividad física constante