Reducción de la masa muscular mediada por miostatina en un modelo experimental de enfisema pulmonar

ResumenIntroducciónEntre las manifestaciones extrapulmonares de la EPOC, la disfunción y la pérdida de peso muscular son las de mayor repercusión en la calidad de vida de los pacientes. Nuestro objetivo fue evaluar los mecanismos moleculares potencialmente implicados en el menor desarrollo de masa muscular en el diafragma y gastrocnemio de ratones con enfisema inducido experimentalmente.MétodosModelo experimental en ratones, a los que se les indujo un enfisema mediante instilación local de elastasa (n = 6), administrándose suero fisiológico en los controles (n = 7). Se determinaron los niveles de estrés oxidativo, sistemas de proteólisis, vías de señalización, factores de crecimiento y diferenciación celular (western-blot) en el diafragma y el gastrocnemio de todos los ratones tras 34 semanas.ResultadosEn los ratones con enfisema respecto de los controles, se observaron los siguientes hallazgos: a) una menor ganancia de peso corporal total y un menor peso del diafragma y del gastrocnemio; b) en el diafragma, los niveles de oxidación proteica estaban aumentados, los sistemas antioxidantes mitocondriales disminuidos, los niveles de miostatina y los de las vías de señalización ERK1/2 y FoxO1 fueron superiores, y el contenido de miosina fue menor (67%), y c) en el gastrocnemio de los ratones enfisematosos, los antioxidantes citosólicos estaban disminuidos, y los niveles de miostatina y los de las vías de señalización JNK y NF-kB estaban incrementados.ConclusionesLa reducción del contenido en miosina observado en el diafragma de ratones con enfisema podría explicar su menor tamaño. El estrés oxidativo, la miostatina y FoxO podrían estar implicados en la pérdida de esta proteína estructural.

IntroductionAmong the extrapulmonary manifestations of COPD, dysfunction and loss of muscle mass/weight are those that have the greatest impact on the quality of life of patients. Our objective was to evaluate the molecular mechanisms that are potentially implicated in the limited development of muscle mass in the diaphragm and gastrocnemius of mice with experimentally-induced emphysema.MethodsAn experimental model in mice, in which emphysema was induced by means of the local instillation of elastase (n = 6), while saline was administered to the controls (n = 7). We determined the levels of oxidative stress, proteolytic systems, signaling pathways, growth factors and cell differentiation (western-blot) in the diaphragm and gastrocnemius of all the mice after 34 weeks.ResultsUpon comparing the mice with emphysema with the controls, the following findings were observed: (1) lower total body weight and lower weight of the diaphragm and gastrocnemius; (2) in the diaphragm, the levels of protein oxidation were increased, the mitochondrial antioxidant systems reduced, the levels of myostatin and of the ERK1/2 and FoxO1 signaling pathways were higher, and the myosin content was lower (67%); and (3) in the gastrocnemius of the emphysematous mice, the cytosolic antioxidants were decreased and the levels of myostatin and of the JNK and NF-kB signaling pathways were increased.ConclusionsThe reduction of the myosin content observed in the diaphragm of mice with emphysema could explain their smaller size. Oxidative stress, myostatin and FoxO could be implicated in the loss of this structural protein.