Influencia de la actividad física sobre la dinámica mitocondrial en músculo esquelético de ratas con obesidad. - Rivera Álvarez, Rosa Irais (2016)
La obesidad es una enfermedad crónica y multifactorial, cuyos principales tratamientos son una dieta correcta y la incorporación de actividad física (AF). La AF tiene como función estimular la contracción del músculo esquelético generando cambios progresivos que se ven reflejados en la regulación de las vías de señalización específicas relacionadas con el metabolismo celular, donde la mitocondria juega un papel primordial. Si la demanda energética se incrementa, la mitocondria sufre cambios conformacionales, en orden de mantener su función para atender dichas demandas (Friedman & Nunnari, 2014). La dinámica mitocondrial es uno de los mecanismos que se activan durante este proceso; a través de eventos de fusión y fisión, los cuales están mediados por proteínas pertenecientes a la familia de las dinaminas como la Mitofusina 2 (Mfn2) y la proteína de atrofia óptica 1 (Opa1) las cuales participan en la fusión; así como la Fisina 1 (Fis1) y la proteína relacionada a dinamina 1 (Drp1) que regulan en la fisión (Otera, Ishida & Mishira, 2013). La activación de la dinámica mitocondrial es mediada por las especies reactivas de oxígeno (ERO), principalmente por el radical superóxido, el cual genera la propia mitocondria (Liesa & Shirihaj, 2013). Sin embargo, en condiciones de obesidad, las ERO se encuentran incrementadas debido al exceso de nutrimentos (Youle & Bliek, 2012) las cuales activan la dinámica mitocondrial de forma desregulada. En relación a esto, no existe evidencia acerca de la regulación de la dinámica mitocondrial por AF bajo condiciones de obesidad. Por lo tanto, el objetivo de la presente investigación fue determinar los cambios en la dinámica mitocondrial inducidos por la AF en el músculo esquelético de ratas con obesidad. El análisis se realizó en el músculo gastrocnemio de ratas macho con obesidad (Ob) y delgadas (Dg) de 12 semanas de edad, midiendo la expresión de las proteínas de las proteínas involucradas en la dinámica mitocondrial, por western blot. Además se determinó el nivel de estrés oxidativo midiendo la actividad de enzimas marcadoras como aconitasa, superóxido dismutasa (SOD) y catalasa (CAT) por medio de ensayos de colorimetría y oximetría respectivamente. Los resultados obtenidos muestran una clara disminución de la masa muscular, inducido por la condición de obesidad (17%, p<0.05) y un aumento del estrés oxidativo evidenciado por el decremento de la actividad de aconitasa influenciado por la condición de obesidad y la AF (31%, p<0.05 y 96% p<0.05 respectivamente). La actividad de SOD y CAT no mostraron cambios significativos. Por otro lado, la AF disminuyó la expresión de Drp1 (55%, p<0.05) y se observó una tendencia a aumentar el contenido de Mfn2 (0.5 veces) y AMPK(0.3 veces) en la condición de obesidad sin diferencia significativa. Sin embargo, en el grupo delgado la AF aumentó la expresión de AMPK y Mfn2 (1.3 y 2.4 veces respectivamente, p<0.05), finalmente la expresión de Drp1 solo mostró una tendencia a incrementar y no mostró diferencia significativa. Se puede concluir que el exceso de nutrimentos en la condición de obesidad eleva la carga metabólica de la célula polarizando la dinámica mitocondrial hacia la fisión, sin embargo cuando se somete a AF la demanda energética aumenta y esto provoca la disminución en la expresión de Drp1 con el concomitante aumento de Mfn2 para favorecer la fusión e incrementar la eficiencia metabólica de la célula. El incremento en la expresión de AMPK, en el grupo ObAF, indica que existe un aumento en la demanda energética y una tendencia a fusionar la red mitocondrial. Por lo tanto, la propensión de los niveles de expresión de las proteínas relacionadas con la dinámica mitocondrial bajo condiciones de obesidad y posterior a la AF, concuerda con el hecho de que la generación de ERO, secundaria a la contracción muscular, se relaciona con la fusión de la red mitocondrial que se encuentra fragmentada bajo condiciones de obesidad. De manera que la incorporación de AF bajo condiciones de obesidad, puede mejorar el estado metabólico de la célula restaurando la integridad de la red mitocondrial, a partir de la expresión de proteínas relacionadas con la fusión.