Efecto del sulforafano sobre la capacidad antioxidante mediada por Nrf2 en el m\u00fasculo esquel\u00e9tico de ratones expuestos a hipotermia aguda.
\nEl m\u00fasculo esquel\u00e9tico es un \u00f3rgano importante para la producci\u00f3n de calor en el cuerpo en condiciones de baja temperatura. Los m\u00fasculos esquel\u00e9ticos mantienen la homeostasis de la temperatura corporal mediante la producci\u00f3n de calor con y sin escalofr\u00edos en entornos de bajas temperaturas. Este proceso requiere la hidr\u00f3lisis de una gran cantidad de ATP para convertir su energ\u00eda qu\u00edmica en la energ\u00eda t\u00e9rmica necesaria para el organismo. El m\u00fasculo esquel\u00e9tico satisface principalmente las necesidades de producci\u00f3n de calor aumentando la tasa de oxidaci\u00f3n y descomposici\u00f3n de \u00e1cidos grasos en entornos de baja temperatura, mientras que el aumento de la tasa de oxidaci\u00f3n de \u00e1cidos grasos mitocondriales va acompa\u00f1ado de una producci\u00f3n acelerada de especies reactivas del ox\u00edgeno (ROS). Estudios anteriores han demostrado que la exposici\u00f3n aguda o a largo plazo a bajas temperaturas aumenta la tasa metab\u00f3lica en reposo y los niveles de ROS del m\u00fasculo esquel\u00e9tico en ratones. El aumento de los niveles de ROS puede causar da\u00f1os oxidativos en las prote\u00ednas, los \u00e1cidos nucleicos y los l\u00edpidos del m\u00fasculo esquel\u00e9tico, afectando as\u00ed al rendimiento motor y a la recuperaci\u00f3n del m\u00fasculo esquel\u00e9tico. Por lo tanto, la eliminaci\u00f3n oportuna de la gran cantidad de ROS producidas por los m\u00fasculos esquel\u00e9ticos en entornos de baja temperatura y la mejora de su capacidad antioxidante son cruciales para mantener sus funciones fisiol\u00f3gicas normales.
\nEl sistema de defensa antioxidante mediado por el factor nuclear E2 relacionado con el factor 2 (Nrf2) desempe\u00f1a un papel crucial en el mantenimiento de la homeostasis redox celular. Cuando las c\u00e9lulas est\u00e1n sometidas a estr\u00e9s oxidativo, el Nrf2 del citoplasma no es ubiquitinado ni degradado por su prote\u00edna reguladora negativa, Kelch like cyclooxygenase related protein-1 (Keap1). Entra en el n\u00facleo y se une a los elementos de respuesta antioxidante (ARE) en numerosos promotores de genes, regulando la expresi\u00f3n de la mayor\u00eda de enzimas antioxidantes y enzimas desintoxicantes de fase II, y ejerciendo un efecto protector contra el estr\u00e9s oxidativo en el organismo. Sin embargo, los estudios han descubierto que la exposici\u00f3n aguda o a largo plazo a bajas temperaturas reduce significativamente la expresi\u00f3n del ARNm y la prote\u00edna Nrf2 en tejidos y \u00f3rganos de coraz\u00f3n, h\u00edgado y pulm\u00f3n de rat\u00f3n, lo que indica que los entornos con bajas temperaturas pueden inhibir la expresi\u00f3n de Nrf2 en tejidos y \u00f3rganos. Sin embargo, no existen informes nacionales ni internacionales sobre si la exposici\u00f3n a la hipotermia aguda tambi\u00e9n inhibe la expresi\u00f3n de Nrf2 y la capacidad antioxidante en el m\u00fasculo esquel\u00e9tico.<\/p>\n
El sulforafano (SFN) abunda en las plantas cruc\u00edferas y se reconoce como un activador espec\u00edfico de Nrf2. Por lo tanto, este estudio trata de observar en primer lugar los efectos de la exposici\u00f3n aguda a la hipotermia durante diferentes duraciones de 1 hora y 3 horas sobre la expresi\u00f3n de Nrf2 y las enzimas antioxidantes, as\u00ed como la capacidad antioxidante, en el m\u00fasculo esquel\u00e9tico del rat\u00f3n; Adem\u00e1s, bas\u00e1ndose en esto, se exploraron m\u00e1s a fondo los efectos de la administraci\u00f3n de SFN antes de la exposici\u00f3n a bajas temperaturas sobre el sistema de enzimas antioxidantes mediado por Nrf2 y la homeostasis redox del glutati\u00f3n en el m\u00fasculo esquel\u00e9tico. Este estudio aportar\u00e1 pruebas experimentales preliminares para explorar la posibilidad de utilizar SFN como suplemento nutricional deportivo en entornos de baja temperatura.<\/p>\n
Nrf2 es un factor regulador esencial que mantiene la homeostasis redox del m\u00fasculo esquel\u00e9tico. Estudios anteriores han informado de que la exposici\u00f3n a bajas temperaturas inhibe la expresi\u00f3n de Nrf2 en tejidos y \u00f3rganos como el coraz\u00f3n, el h\u00edgado y los pulmones, lo que conduce a una gran producci\u00f3n de ROS en estos \u00f3rganos que no pueden ser eliminados. Sin embargo, no ha habido informes sobre los efectos de la exposici\u00f3n aguda a la hipotermia en la expresi\u00f3n de Nrf2 y la capacidad antioxidante en el m\u00fasculo esquel\u00e9tico. Por lo tanto, este estudio investig\u00f3 primero los efectos de 1 y 3 horas de exposici\u00f3n a bajas temperaturas sobre el sistema antioxidante mediado por Nrf2 en el m\u00fasculo esquel\u00e9tico. Los resultados mostraron que el nivel de transcripci\u00f3n del ARNm Nrf2 en el m\u00fasculo esquel\u00e9tico de ratones expuestos a 3 horas de baja temperatura se redujo significativamente, mientras que el nivel de ROS aument\u00f3 significativamente. Los resultados experimentales posteriores tambi\u00e9n mostraron que, en comparaci\u00f3n con el grupo PBS+Con, la expresi\u00f3n de la prote\u00edna Nrf2 en el m\u00fasculo esquel\u00e9tico de los ratones del grupo PBS+Fr\u00edo mostraba una tendencia decreciente, y el nivel de T-AOC se reduc\u00eda significativamente, mientras que el nivel de ROS mostraba una tendencia creciente. Se especula que la exposici\u00f3n a bajas temperaturas durante 3 horas puede inhibir la expresi\u00f3n de Nrf2 en el m\u00fasculo esquel\u00e9tico de rat\u00f3n y reducir su capacidad antioxidante.<\/p>\n
La exposici\u00f3n a bajas temperaturas durante 3 horas reduce la capacidad antioxidante del m\u00fasculo esquel\u00e9tico, lo que puede estar relacionado con la inhibici\u00f3n de la expresi\u00f3n de enzimas antioxidantes mediada por Nrf2 y la homeostasis redox del glutati\u00f3n. Estudios previos han informado de que 3 horas de exposici\u00f3n a hipotermia aguda pueden reducir significativamente la expresi\u00f3n de SOD1 en ri\u00f1ones de rat\u00f3n, tejidos pulmonares y tejido adiposo marr\u00f3n. La exposici\u00f3n intermitente a bajas temperaturas (8 horas al d\u00eda durante 3 d\u00edas) redujo significativamente la actividad de GPX1 y la expresi\u00f3n de la prote\u00edna HMOX1 en el tejido pulmonar de ratas. La exposici\u00f3n prolongada a bajas temperaturas (4 horas al d\u00eda, 6 d\u00edas a la semana, durante un total de 2 semanas) redujo significativamente la actividad de SOD1 y la expresi\u00f3n de la prote\u00edna CAT en el tejido cerebral de ratones. Este estudio descubri\u00f3 que, en comparaci\u00f3n con los grupos 0 y 1h, los niveles de transcripci\u00f3n de ARNm de genes de enzimas antioxidantes (Gpx1, Hmox1, Cat, Sod1, Nqo1) en el m\u00fasculo esquel\u00e9tico de ratones del grupo 3h se redujeron significativamente. Los resultados experimentales posteriores tambi\u00e9n mostraron que, en comparaci\u00f3n con el grupo PBS+Con, los niveles de transcripci\u00f3n de ARNm de genes de enzimas antioxidantes (Gpx1, Hmox1, Cat, Sod1, Nqo1) en el m\u00fasculo esquel\u00e9tico de ratones del grupo PBS+Fr\u00edo mostraron una tendencia decreciente, y la expresi\u00f3n de las prote\u00ednas HMOX1 y CAT se redujo significativamente. Puede deducirse que la exposici\u00f3n a bajas temperaturas durante 3 horas puede inhibir la transcripci\u00f3n y traducci\u00f3n de las enzimas antioxidantes mediadas por Nrf2, afectando as\u00ed a la capacidad antioxidante del m\u00fasculo esquel\u00e9tico. Adem\u00e1s, los estudios han demostrado que la exposici\u00f3n aguda a bajas temperaturas puede reducir el contenido de GSSG y la relaci\u00f3n GSH\/GSSG en los gl\u00f3bulos rojos humanos, as\u00ed como disminuir el contenido de GSH en los tejidos de h\u00edgado y est\u00f3mago de rata. Los resultados de este estudio mostraron que, en comparaci\u00f3n con el grupo PBS+Con, el contenido de GSSG en el m\u00fasculo esquel\u00e9tico y la relaci\u00f3n GSH\/GSSG de los ratones del grupo PBS+Fr\u00edo aumentaron y disminuyeron significativamente, respectivamente, mientras que el contenido de GSH no cambi\u00f3 significativamente. Esto indica que la acumulaci\u00f3n de GSSG puede ser la raz\u00f3n principal de la disminuci\u00f3n de la relaci\u00f3n GSH\/GSSG.<\/p>\n
El efecto espec\u00edfico de activaci\u00f3n de SFN sobre Nrf2 ha sido ampliamente confirmado. Un estudio descubri\u00f3 que una intervenci\u00f3n diet\u00e9tica de 12 semanas con SFN activaba el sistema enzim\u00e1tico antioxidante regulado por Nrf2 en el m\u00fasculo extensor digitorum longus de ratones ancianos, mejorando la fuerza muscular y la resistencia al ejercicio. Adem\u00e1s, se inyect\u00f3 SFN por v\u00eda intraperitoneal a ratas tres d\u00edas antes del ejercicio de agotamiento, lo que produjo una disminuci\u00f3n de la actividad de la deshidrogenasa l\u00e1ctica y la creatina fosfoquinasa en plasma, as\u00ed como un aumento de la expresi\u00f3n y la actividad de las prote\u00ednas Nrf2 y de las enzimas antioxidantes (NQO1, GST, GSR) en el m\u00fasculo lateral del muslo. Tambi\u00e9n aumentaron el tiempo y la distancia desde el ejercicio hasta el agotamiento. Los resultados de la investigaci\u00f3n anterior indican que la activaci\u00f3n SFN de Nrf2 juega un papel importante en la mejora de su capacidad antioxidante mediada y la resistencia al ejercicio. Por lo tanto, para mejorar la disminuci\u00f3n de la capacidad antioxidante del m\u00fasculo esquel\u00e9tico durante 3 horas de exposici\u00f3n a baja temperatura, suplementamos ratones con SFN antes de 3 horas de exposici\u00f3n a baja temperatura. Los resultados experimentales mostraron que, en comparaci\u00f3n con el grupo PBS+Fr\u00edo, los ratones del grupo SFN+Fr\u00edo mostraron un aumento significativo de la expresi\u00f3n de ARNm y prote\u00edna Nrf2 del m\u00fasculo esquel\u00e9tico, as\u00ed como de T-AOC, y una disminuci\u00f3n significativa de los niveles de ROS. Recordatorio: La activaci\u00f3n de Nrf2 por SFN puede aumentar la T-AOC del m\u00fasculo esquel\u00e9tico expuesto a baja temperatura durante 3 horas, eliminar el exceso de ROS y tener un efecto positivo en el mantenimiento de la homeostasis redox del m\u00fasculo esquel\u00e9tico.<\/p>\n
El suplemento de SFN mejora la capacidad antioxidante del m\u00fasculo esquel\u00e9tico en ratones expuestos a bajas temperaturas, lo que est\u00e1 estrechamente relacionado con la activaci\u00f3n por SFN del sistema de enzimas antioxidantes mediado por Nrf2. Las enzimas antioxidantes end\u00f3genas reguladas por Nrf2 son los principales ejecutores de la eliminaci\u00f3n de ROS. Por ejemplo, SOD1 cataliza la dismutaci\u00f3n de radicales ani\u00f3nicos super\u00f3xido para generar ox\u00edgeno y per\u00f3xido de hidr\u00f3geno; CAT puede dismutar el per\u00f3xido de hidr\u00f3geno en agua y ox\u00edgeno; GPX1 cataliza la generaci\u00f3n de agua y alcoholes correspondientes a partir de per\u00f3xido de hidr\u00f3geno o per\u00f3xidos org\u00e1nicos utilizando GSH como sustrato; NQO1 cataliza la reacci\u00f3n de reducci\u00f3n de doble electr\u00f3n de la quinona para formar hidroquinona, promueve la excreci\u00f3n de quinona y evita que la quinona genere ROS mediante la reacci\u00f3n de reducci\u00f3n de un solo electr\u00f3n; HMOX1 cataliza la descomposici\u00f3n de la hemoglobina libre t\u00f3xica para producir biliverdina, CO e iones ferrosos con funciones de da\u00f1o antioxidante. Los resultados de este estudio mostraron que la administraci\u00f3n de SFN antes de 3 horas de exposici\u00f3n a bajas temperaturas aument\u00f3 significativamente los niveles de transcripci\u00f3n del ARNm de los genes de las enzimas antioxidantes del m\u00fasculo esquel\u00e9tico (Gpx1, Hmox1, Cat, Sod1, Nqo1) y la expresi\u00f3n proteica de HMOX1 y SOD1 en ratones del grupo SFN+Fr\u00edo en comparaci\u00f3n con el grupo PBS+Fr\u00edo. Los resultados anteriores indican que la activaci\u00f3n SFN de Nrf2 mejora la transcripci\u00f3n y traducci\u00f3n de estos genes de enzimas antioxidantes.<\/p>\n
Adem\u00e1s, la suplementaci\u00f3n con SFN mejora la capacidad antioxidante del m\u00fasculo esquel\u00e9tico en ratones expuestos a bajas temperaturas. Adem\u00e1s del aumento de la expresi\u00f3n de enzimas antioxidantes, tambi\u00e9n est\u00e1 estrechamente relacionado con la activaci\u00f3n por SFN del sistema redox del glutati\u00f3n mediado por Nrf2. El glutati\u00f3n es un trip\u00e9ptido compuesto por \u00e1cido glut\u00e1mico, ciste\u00edna y glicina, y es un importante oligop\u00e9ptido activo de mol\u00e9culas peque\u00f1as en el sistema de defensa antioxidante de los organismos. El glutati\u00f3n existe principalmente en forma de GSH en las c\u00e9lulas. El grupo tiol activo de la ciste\u00edna en su mol\u00e9cula puede proporcionar electrones a las ROS, y entonces el GSH se convierte en un d\u00edmero estable GSSG para evitar que las ROS tomen continuamente electrones, protegiendo as\u00ed las prote\u00ednas, los l\u00edpidos y los \u00e1cidos nucleicos del da\u00f1o oxidativo y manteniendo la homeostasis redox de las c\u00e9lulas. La generaci\u00f3n de GSH en el organismo se realiza principalmente a trav\u00e9s de dos v\u00edas: la s\u00edntesis y la reducci\u00f3n. En primer lugar, el \u00e1cido glut\u00e1mico y la ciste\u00edna son catalizados por GCLC y GCLM para formar glutamilciste\u00edna, seguida de glutamilciste\u00edna y glicina que son catalizadas por GSS para formar GSH; en segundo lugar, GSSG puede reducirse a GSH bajo la acci\u00f3n de NADPH y GSR. Por lo tanto, Gclc, Gclm, Gss y Gsr son genes enzim\u00e1ticos clave que regulan la generaci\u00f3n de GSH y son genes diana de Nrf2. Encontramos que despu\u00e9s de la suplementaci\u00f3n con SFN, los niveles de transcripci\u00f3n de ARNm de los genes glutati\u00f3n sintasa Gclm, Gss y Gsr en el m\u00fasculo esquel\u00e9tico de los ratones del grupo SFN+Fr\u00edo aumentaron significativamente en comparaci\u00f3n con el grupo PBS+Fr\u00edo, y el contenido de GSH y GSSG disminuy\u00f3 significativamente. Se especula que esto puede ser estr\u00e9s agudo a baja temperatura, y la suplementaci\u00f3n con SFN puede mejorar la s\u00edntesis de novo y las v\u00edas de reducci\u00f3n de GSH. Sin embargo, el GSH desempe\u00f1a un papel importante en la eliminaci\u00f3n de una gran cantidad de producci\u00f3n de ROS causada por la exposici\u00f3n aguda a bajas temperaturas, lo que en \u00faltima instancia conduce a un consumo significativo de GSH. A partir del indicador clave para evaluar el equilibrio redox del organismo, la relaci\u00f3n GSH\/GSSG, puede observarse que la relaci\u00f3n GSH\/GSSG en el grupo SFN+Fr\u00edo aumenta significativamente.<\/p>\n
En general, este estudio indica que la exposici\u00f3n a hipotermia aguda durante 3 horas inhibe la actividad antioxidante mediada por Nrf2. Antes de la exposici\u00f3n a bajas temperaturas, la administraci\u00f3n de sulforafano activ\u00f3 las enzimas antioxidantes mediadas por Nrf2 y los sistemas antioxidantes de glutati\u00f3n, mejorando la capacidad antioxidante del m\u00fasculo esquel\u00e9tico.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
The effect of sulforaphane on Nrf2 mediated antioxidant capacity in skeletal muscle of mice exposed to acute hypothermia Skeletal muscle is an important organ for heat production in the body under low temperature conditions. Skeletal muscles maintain body temperature homeostasis through both shivering and non shivering heat production in low-temperature environments. This process requires the […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[20],"tags":[],"yoast_head":"\n