Archivo de la categoría: fisiología

Electroestimulación muscular superficial induce cambios en la estructura y funcionalidad del tejido músculo esquelético de ratones

Dianas 2017 Mar;6(1)
Electroestimulación muscular superficial induce cambios en la estructura y funcionalidad del tejido músculo esquelético de ratones
Universidad de Alcalá
a
andresaevelem@hotmail.com
Resumen
Introducción y Objetivos: El envejecimiento y el desuso son las principales condiciones que están asociadas a la sarcopenia, es decir, pérdida de masa muscular y de la capacidad de generar fuerza. Los ejercicios de entrenamiento de fuerza, bien como la electroestimulación muscular superficial, pueden producir hipertrofia de las fibras musculares minimizando la pérdida de masa muscular y de la funcionalidad. El objetivo de este trabajo fue verificar si un protocolo de electroestimulación muscular de alta frecuencia produce cambios funcionales e histológicos del sistema músculo esquelético. Métodos: Para este estudio se utilizaron ratones C57/BL6 de 6 meses. Se hizo electroestimulación muscular superficial (EMS) sobre el musculo tibial anterior izquierdo. Se realizaron 8 sesiones de EMS con una frecuencia de 70Hz, duración del pulso de 3ms, intensidad de 20V, Ton y Toff 5s. Cada sesión consta de 3 series y 5 repeticiones, con 5min de descanso entre cada serie. La fuerza máxima de los flexores dorsales fueron analizados a través de un sistema de transducción por medio de la EMS del nervio peroneo común. Resultados: Nuestros resultados muestran que la EMS induce un incremento significativo de la masa muscular (19,3%) y del área transversal de la fibra muscular (21,3%). También mejoran las propiedades contráctiles con un incremento de la fuerza máxima (20,3%) y la relación del desarrollo de la fuerza (23%). La EMS no produjo cambios en la capacidad oxidativa del músculo. Conclusión: En este trabajo se ha observado que el protocolo de EMS utilizado mejora la estructura y funcionalidad muscular.
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TRAF1 as a marker of exhaustion during chronic hepatitis C

Dianas 2017 Mar;6(1)
TRAF1 as a marker of exhaustion during chronic hepatitis C
Hospital Universitario de Guadalajara
a
elia.morenocubero@gmail.com
Resumen
Antecedentes: Durante la infección crónica por el virus de la hepatitis C (VHC), los linfocitos T citotóxicos (LTC)-VHC específicos se encuentran agotados. Una de las razones por la cual esta respuesta se encuentra exhausta puede ser la disfuncionalidad de la vía co-estimuladora positiva miembro 9 de la superfamilia de receptores del factor de necrosis tumoral (FNT) (4-1BB) / y su ligando (4-1BBL) a través de la pérdida de uno de sus principales transductores de señal, el factor asociado al receptor del FNT 1 (TRAF1).

Metodología: Se obtuvieron células mononucleares de sangre periférica (CMSP) y suero de pacientes HLA-A2+ con infección por VHC genotipo 1 con infección persistente (IP) y resuelta tras tratamiento antiviral (IR). Los LTC-VHC específicos se visualizaron mediante tecnología pentamérica y su detección se relacionó con la duración de la enfermedad y el grado de fibrosis hepática. En los casos con detección de LTC-VHC específicos se realizaron los siguientes fenotipos: TRAF1, molécula de muerte programada 1 (PD-1), receptor de la interleuquina (IL)-7 (CD127), secuencia 1 de leucemia mieloide (Mcl-1) y funciones efectoras: capacidad de degranulación, producción de IFN-γ y capacidad proliferativa. Se estudió el efecto in-vitro de IL-7 y TGF-β1 sobre la expresión de TRAF1. En pacientes IP, se llevaron a cabo diversos tratamientos (IL-7, 4-1BBL, anti-PD-L1) para restaurar la capacidad proliferativa de los LTC-VHC específicos. Se secuenciaron los epítopos de estudio para descartar mutaciones de escape (ME) del virus.

Resultados: La detección de células pentámero+/CD8+ se correlacionó inversamente con la duración de la infección por el VHC. La expresión de TRAF1 en las células pentámero+/CD8+ fue mayor en los pacientes IR que en los IP, pero similar a aquellos IP que presentaron ME. El nivel de expresión de TRAF1 en las células pentámero+/CD8+ se correlacionó de manera positiva con la intensidad de proliferación tras el encuentro antigénico, la expresión de CD127 y Mcl-1 y de manera negativa con la expresión de PD-1. El tratamiento in-vitro con IL-7 aumentó los niveles de expresión de TRAF1, mientras que con TGF-β1 ocurrió lo contrario. En los casos de IP en los que se visualizaron células pentámero+/CD8+, el tratamiento con IL-7/4-1BBL restauró totalmente la capacidad proliferativa de estas células. Sin embargo, en aquellos casos de IP en los que no se detectaron células pentámero+/CD8+, fue necesario añadir el bloqueo de la vía PD-1/PD-L1 para mejorar su reactividad, siendo este último tratamiento efectivo en aquellos casos en los que los pacientes IP eran fibrosantes lentos.

Conclusión: En los pacientes con IP de corta/media duración, encontramos una respuesta exhausta, caracterizada por una baja expresión de TRAF1 en los LTC-VHC específicos, que es restaurada tras el tratamiento con IL-7/4-1BBL. Sin embargo, en los casos con IP de larga duración, los LTC-VHC específicos no se detectan y su reactividad puede mejorarse tras el tratamiento combinado de IL-7/4-1BBL y el bloqueo de la vía PD-1/PD-L1, siendo este tratamiento efectivo en fibrosantes lentos. Por tanto, el nivel de TRAF1 es un marcador de agotamiento de la respuesta celular citotóxica específica contra el VHC durante la infección crónica.
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La hiperfosfatemia dificulta la regeneración muscular al inhibir la diferenciación miogénica.

Dianas 2017 Mar;6(1)
La hiperfosfatemia dificulta la regeneración muscular al inhibir la diferenciación miogénica.
1
Hospital Universitario Príncipe de Asturias
2
1 Servicio de Nefrología y Fundación para la Investigación Biomédica del Hospital Universitario Príncipe de Asturias, Alcalá de Henares, Madrid, España. Email: elena_22_93@hotmail.com. 2 Instituto Reina Sofía de Investigación Nefrológica (IRSIN) y Red Renal (REDinREN) del ISCIII, Madrid, España. 3 Dpto. Biología de Sistemas, Universidad de Alcalá, Alcalá de Henares, Madrid, España.
a
elena_22_93@hotmail.com
Resumen
INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS: La hiperfosfatemia se ha relacionado con el envejecimiento y otras situaciones patológicas como la enfermedad renal crónica. Una condición asociada común a estos procesos es la pérdida de masa muscular o sarcopenia. El músculo sarcopénico se caracteriza por una menor capacidad regenerativa. El objetivo de este estudio es analizar el efecto de una elevada concentración de fosfato extracelular en la diferenciación miogénica, analizando la formación de miotubos y la expresión de factores miogénicos en el cultivo de mioblastos C2C12. MÉTODOS: Para los experimentos se emplearon mioblastos de ratón C2C12. Las células fueron cultivadas durante siete días con suero de caballo al 2%, con el fin de promover la diferenciación miogénica, en presencia o ausencia de un donador de fosfato, beta-glicerofosfato (BGP), a 10mM. La formación de miotubos se evaluó a diferentes tiempos estudiando la expresión de la cadena pesada de la miosina (MHC) mediante inmunofluorescencia visualizada por microscopia confocal. Para analizar la expresión de factores miogénicos, se realizaron técnicas de Western Blot e inmunofluorescencia empleando anticuerpos específicos frente a PAX-7, MyoD y miogenina. RESULTADOS: Los mioblastos C2C12 tratados con BGP mostraron una reducción significativa del número de miotubos formados a los distintos tiempos evaluados con respecto a las células tratadas con el vehículo. La expresión de PAX-7, un marcador de células satélite, fue mayor en las células tratadas con BGP, observándose una reducción del número de células PAX-7 positivas a partir de las 72 horas en el control. La expresión de miogenina, un factor de transcripción involucrado en la diferenciación miogénica, aumentó en el control a partir de las 72 horas de cultivo, coincidiendo con el inicio de la formación de miotubos. Sin embargo, la señal de miogenina fue menor en las células tratadas con BGP, sugiriendo una inhibición de la expresión de este factor. No se encontraron cambios significativos en MyoD, otro factor miogénico. CONCLUSIÓN: Elevadas concentraciones de fosfato extracelular reducen la formación de miotubos en el cultivo de mioblastos alterando el proceso de diferenciación miogénica. En presencia de altos niveles extracelulares de fosfato se mantiene una mayor expresión de PAX-7 y se reduce la expresión de miogenina, disminuyendo el número de miotubos. Estos resultados sugieren que la hiperfosfatemia estaría distorsionando el proceso de regeneración muscular, siendo, de esta forma, uno de los factores que influyen en la aparición de sarcopenia asociada al envejecimiento y la enfermedad renal crónica.
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Dianas 6(1) Reducción del fosfato en la dieta mejora la función muscular en ratones viejos

Dianas 2017 Mar;6(1)
Reducción del fosfato en la dieta mejora la función muscular en ratones viejos
Universidad de Alcalá, Departamento de Biología de Sistemas, Alcalá de Henares, España. Hospital Universitario Príncipe de Asturias, Fundación para la investigación Biomédica, Alcalá de Henares, España. Instituto Carlos III, REDinREN, Madrid, España. Instituto Reina Sofía de Investigación Renal, Irsin, Madrid, España.
a
patricia.sosacalle@gmail.com
Resumen
INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS: La hiperfosfatémia se ha relacionado con el envejecimiento al igual que la sarcopenia, la cual se define como la pérdida de masa y fuerza muscular. El objetivo de este trabajo es analizar el efecto de una reducción de fosfato en la dieta sobre el envejecimiento asociado a la sarcopenia. MÉTODOS: Para este estudio se utilizaron ratones C57/BL6 de 24 meses. Los ratones fueron alimentados con una dieta normal que contiene un 1.1% de fosfato hasta los 21 meses, posteriormente un grupo de ratones continúan siendo alimentados con la dieta normal y otro grupo con una dieta hipofosfatémica, con un contenido de 0.2% de fosfato, durante los siguiente 3 meses. El grupo de ratones viejos se comparo con un grupo de ratones de 5 meses. La fuerza muscular fue medida mediante el test de agarre. La fuerza máxima y específica y el tiempo de relajación fueron medidos en el músculo tibial mediante la electroestimulación percutánea del nervio perneó común. Los parámetros de la marcha: longitud de la zancada, ancho de la base de las patas traseras y velocidad, fueron medidos mediante el análisis de la pisada. La concentración de fosfato fue evaluada con un kit comercial. RESULTADOS: Los ratones viejos tuvieron un incremento de la concentración de fosfato en suero de un 40% con respecto a los ratones jóvenes. Los ratones viejos también mostraron una disminución en la fuerza de las extremidades anteriores, menor fuerza máxima y específica y un mayor tiempo de relajación en el músculo tibial. La velocidad de la marcha y la longitud de la zancada disminuyeron. No se encontraron cambios significativos en ancho de la base de las patas traseras. Los animales viejos alimentados con la dieta hipofosfatémica mostraron una disminución de los niveles de fosfato en sangre, unido a una mejora en la función muscular. En los ratones con dieta hipofosfatémica se incrementó la fuerza máxima y específica, la velocidad de la marcha y la longitud de la zancada respecto a los ratones viejos alimentados con una dieta normal. CONCLUSIONES: En este trabajo, nosotros proponemos que una restricción de fósforo en la dieta mejora la función muscular. Estos resultados podrían apuntar a una relación directa entre los niveles elevados de fosfato en suero y la sarcopenia presente en ancianos.
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Dianas 6(1) Efecto de micropartículas producidas por células tubulares proximales en ambiente diabético.

Dianas 2017 Mar;6(1)
Efecto de micropartículas producidas por células tubulares proximales en ambiente diabético.
Universidad de Alcalá
a
coralgarciapastor@gmail.com
Resumen
La hipoxia del túbulo proximal juega un papel crítico en la patogenia de la nefropatía diabética (ND); estudios previos han demostrado que, a pesar de que el riñón es uno de los órganos más irrigados, en pacientes diabéticos se produce una situación constante de hipoxia que, asociada a los altos niveles de glucosa, son los responsables de la producción de las lesiones tubulointersticiales típicas de la ND. Las micropartículas (MP), pequeñas vesículas de origen diverso implicadas en la comunicación celular, se ven modificadas en pacientes diabéticos al aumentar su número y se relacionan directamente con la aparición de complicaciones cardiovasculares. Nuestro trabajo pretende estudiar a las MP producidas en un ambiente de alta glucosa hipoxia como las partículas responsables del desarrollo de las lesiones tubulointersticiales y, por tanto, establecer una nueva dianas terapéuticas para prevenir las complicaciones asociadas al desarrollo de la ND. Este trabajo muestra, de forma preliminar, que células cultivadas en normoglucosa hipoxia tratadas con MP generadas por células próximales tubulares (CPT) cultivadas en alta glucosa hipoxia (25mM de glucosa, 1% O2), presentan una disminución del factor inducible por hipoxia 1 alfa (HIF-1α), factor de transcripción renoprotector que también se encuentra inhibido en CPT cultivadas en alta glucosa hipoxia, y de sus posibles dianas (producción del factor de crecimiento vascular, reparación celular…). Por tanto, la disminución de HIF-1α en CPT tratadas con alta glucosa hipoxia podría estar inducida, al menos en parte por estas MP, convirtiéndose estas en una posible diana terapéutica para la prevención de la ND.
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Dianas 6(1) Efectos de celecoxib sobre la actividad de neuronas del asta dorsal de la médula espinal: Implicación de los canales Kv7

Dianas 2017 Mar;6(1)
Efectos de celecoxib sobre la actividad de neuronas del asta dorsal de la médula espinal: Implicación de los canales Kv7
Departamento de Biología de Sistemas. Universidad de Alcalá. Alcalá de Henares, Madrid. España.
a
jorge.vb10@gmail.com
Resumen
El dolor crónico es uno de los problemas de salud más importantes en los países desarrollados por ser una de las causas más frecuentes de incapacidad. Aunque una forma eficaz de tratamiento del dolor consiste en la utilización de antiinflamatorios no esteroideos (AINEs) y otros fármacos analgésicos, algunas patologías carecen de tratamientos eficaces y seguros, por lo que es necesaria la búsqueda de nuevas aproximaciones terapéuticas. El estudio de los canales iónicos como diana farmacológica en analgesia constituye un área de investigación que ha crecido mucho en los últimos años. En la actualidad existen varios fármacos aprobados para el tratamiento de diferentes formas de dolor cuyo mecanismo de acción se basa en la activación/inhibición de canales iónicos, como gabapentina y ziconotida. Además, varios estudios han demostrado que el AINE celecoxib actúa sobre dianas diferentes a las ciclooxigenasas, entre las que se encuentran algunos canales iónicos. En este estudio se analizaron los efectos de celecoxib en la médula espinal en comparación con el analgésico flupirtina, un activador de los canales Kv7, con el fin de comprobar la posible implicación de estos canales en sus efectos analgésicos. Se utilizaron ratones neonatos sometidos a una inflamación intraplantar por carragenina, para generar una sensibilización central en la médula espinal, y se realizaron registros extracelulares de neuronas del asta dorsal en preparaciones de médula espinal in vitro. Se introducía una raíz dorsal en un electrodo y se estimulaban eléctricamente las aferentes primarias para obtener una respuesta sináptica en las neuronas espinales. Los efectos de celecoxib y flupirtina se evaluaron como cambios en el número de potenciales de acción producidos en respuesta a la activación de las aferentes primarias. Además, para valorar la implicación de los canales Kv7 se analizaron los efectos de ambos fármacos tras el bloqueo previo de estos canales utilizando XE-991. La carragenina intraplantar en las patas traseras de los ratones produjo edema e inflamación periférica y generó alodinia mecánica. Utilizando matrices de multielectrodos se registraron un total de 23 neuronas del asta dorsal. La estimulación repetida de la raíz dorsal a una intensidad capaz de activar nociceptores produjo respuestas estables que consistieron en 100 ± 26 potenciales de acción. Celecoxib y flupirtina aplicados a 3 µM, una concentración terapéutica en humanos, disminuyeron el número de potenciales de acción de las neuronas espinales generados por esta estimulación repetida hasta el 70.8 ± 5.5% y el 60.2 ± 9.1%, respectivamente. Por otro lado, el bloqueo de los canales Kv7 con XE-991 aumentó la respuesta de las neuronas de la médula espinal. Además, la aplicación previa de XE-991 redujo los efectos depresores de flupirtina y celecoxib. Estos resultados indican que la acción analgésica de celecoxib podría tener un componente central actuando a nivel de la médula espinal. Además, sugieren que parte del efecto depresor de celecoxib a este nivel podría deberse a la activación de canales Kv7. Por otro lado, se refuerza la posible utilidad de los canales Kv7 como diana farmacológica en la investigación y el desarrollo de fármacos eficaces para el tratamiento del dolor.
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Dianas 6(1) Nuevas dianas terapéuticas en el tratamiento de dolor neuropático de origen periférico

Dianas 2017 Mar;6(1)
Nuevas dianas terapéuticas en el tratamiento de dolor neuropático de origen periférico
Dpto. Biología de Sistemas, Edificio de Medicina Universidad de Alcalá. Carretera Madrid-Barcelona, Km 33,600, 28871. Alcalá de Henares, Madrid, España. Email: laura.bernal@edu.uah.es
a
lau.ber91@gmail.com
Resumen
El dolor neuropático, que resulta de daño directo en el sistema somatosensorial, se caracteriza por ser incapacitante y refractario a tratamientos convencionales. Uno de los síntomas más característicos es la aparición de dolores o sensaciones desagradables de carácter espontáneo. Estudios de microneurografía en pacientes humanos han mostrado que sus fibras nociceptivas (encargadas de la transmisión de dolor) disparan de modo espontáneo; este tipo de actividad no se registra en nervios de pacientes sanos. El bloqueo de esta actividad en aferentes primarias inhibe la sensación de dolor, poniendo de manifiesto la importancia de señales periféricas en el mantenimiento de dolor neuropático. Entre otros, los canales con compuerta de nucleótidos cíclicos activado por hiperpolarización (HCN) han mostrado tener un papel importante en la regulación de la excitabilidad de nociceptores. Se ha observado que tras un daño en un nervio la expresión de estos canales aumenta en el lugar de la lesión. Además, el bloqueo farmacológico de estos canales revierte comportamientos indicativos de dolor (sensibilidad térmica y mecánica) en diferentes modelos animales de dolor neuropático. El principal objetivo de este trabajo fue estudiar el papel de los canales HCN en la excitabilidad de los nociceptores. Para ello, examinamos el efecto del bloqueo específico de canales HCN tiene sobre la actividad espontánea aberrante generada en fibras nociceptivas. En ratones adultos, generamos un modelo de neuropatía periférica que consiste en dañar una rama del nervio safeno (en la cual se formará una estructura denominada neuroma) y dejar el resto de sus ramas intactas con campos periféricos que inervan la piel. Experimentos previos utilizando este modelo mostraron que las fibras que habían sido dañadas desarrollaban actividad espontánea que no es posible observar en situaciones control (ectópica). Además, algunas de las fibras que no habían sido dañadas mostraban también actividad espontánea ectópica, indicando que estas fibras no estaban del todo intactas; por este motivo se denominaron “putativas intactas”. Tras 2-4 semanas del daño, se extrae la preparación y se estudia in vitro con una aproximación electrofisiológica extracelular de fibra única. Se registraron fibras con actividad espontánea ectópica que procedían del neuroma (fibras axotomizadas, n=7) o de las ramas intactas en piel (fibras “putativas intactas”, n=22). Todas las fibras excepto una de cada grupo disparaban espontáneamente de modo continuo con una frecuencia más o menos regular (frecuencia media 0.36 ± 0.1 Hz); las otras dos fibras disparaban en modo espontáneo en ráfagas (frecuencia intra-ráfaga 1.35 ± 0.65 Hz). La aplicación del compuesto ZD7288 (10 µM), que cierra canales HCN, disminuyó significativamente la actividad espontánea en 6/7 (86%) fibras axotomizadas y en 15/22 (68%) fibras “putativas intactas”. La reducción media en fibras axotomizadas fue similar a la reducción en fibras “putativas intactas” (61.45 ± 7.67% vs. 56.25 ± 5.49 %, respectivamente). En aquellas fibras con patrón de disparo en ráfagas, ZD7288 cambió este patrón hacia uno de disparo continuo. Con respecto a la mecanosensibilidad, ZD7288 no tuvo efecto en la actividad mecánica de las fibras en las que se probó (n=4 “putativas intactas”). ZD7288 redujo la actividad espontánea ectópica pero no la actividad evocada, lo que sugiere una contribución importante de los canales HCN en la generación de potenciales ectópicos. Importantes también son los cambios en el patrón de disparo que experimentan algunas fibras en presencia de ZD7288, lo que implicaría un cambió en la codificación de información que llega a nivel central. Todos estos datos sugieren que fármacos que tengan su diana en canales HCN situados a nivel periférico serían adecuados para el tratamiento del dolor espontáneo que experimentan los pacientes con neuropatías periféricas.
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