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Vías de señalización en la remodelación del músculo esquelético…
Vías de señalización en la remodelación del músculo esquelético
Músculo Esquelético
Tiene como funciones
Permiten que el cuerpo mantenga su postura.
Realiza una amplia gama de movimientos.
Está compuesto de miofibrillas heterogéneas.
difieren en su bioquímica
fisiológicas
Metabólicas
Permite que el músculo cumpla varias funciones.
Controla el metabolismo del cuerpo
Son controlados por
Vías de señalización
Dan respuesta a los cambios funcionales y metabólicos del organismo.
Propiedades de las Miofibrillas
Su contenido es determinante de
La velocidad de contración
Resistencia a la fatiga
Transforma y remodela
Ejemplos
Soleo
Extensor de los dedos
Plantar
Seratos
Flexores
Diversidad de miofibrillas
Se clasifican en
Tipo I
Llamadas fibras de contracción lenta
Actividad ATPasa
Presentan metabolismo oxidativo
Son ricas en mitocondrias
Resistencia alta a la fatiga
Tipo II
Tienen fibras de contracción rápida
Tipo II b
Son principales glucolíticos
Tipo II d
Tipo II a
Presenta metabolismo oxidativo
Presentan fatiga rápida
Tipo II x
Son principales glucolíticos
Adaptabilidad de la miofibrilla
El musculo eszqueltico puede
Remodelar
Cambiar fenotipicamente
Se demostró mediante
Experimentos de inervación cruzada
Establecieron que patrones de impulso específicos entregados por las neuronas motoras ejercen influencia fenotípica en los musculos que inervan. De esta manera las miofibrillas son capaces de remodelar.
Influyen en el cambio
Entrenamiento físico
Transforma las miofibrillas en el metabolismo oxidativo
Inducen las fibras de tipo II
La estimulacion neuronal
Reprograma la expresion genica en la miofibrilla
Medienate el uso de calcio
Hay entradas de neuronas motoras
A través de
Receptores de acetilcolina
Generan despolarización de la membrana
Produce aumento en la velocidad contráctil
Vias de señalización en la remodelación de miofibrillas
Responden a señales patológicas
Mediante adaptaciones de la demanda medio ambiental
se logra a través de transducciones de señales
Estas señales actuan con receptores en la superficie
Calcineurina/ Factor nuclear de células T activadas
Esta compuesto
Por la union de calmodulina
Subunidades
A Catalítica
B reguladora de la unión al calcio
El tipo de fibras existentes dependen de la actividad de la calcineurina
La actividad de NFAT es necesaria par mantener la expresión del gen de la cadena pesada de miosina lenta
La actividad de la calcineurina es primordial para mantener el tipo de fibras.
La reducción del peso muscular se debe a la calcineurina alta convencional
Su señalización se da
Por ondas de calcio que tienen baja amplitud
Tiene sensores de la actividad contráctil
Una vez activado se desfosforila el factor nuclear de células T
Se obtiene la translocacion de NFAT desde el citoplasma
Los factores de transcripción activan un conjunto de calcio dependiente.
Estos factores sirven para proteinas
Calcio/ Calmodulina dependiente de la proteína quinasa, la proteína quinasa C, y PkCmu/ proteína quinasa D
Los HDACs tipo II
Están formados por la unión de 18 aminoácidos conservados en la extensión terminal amino del HDAC de tipo II
MEF 2
La fosforilación del HDACs II
da como resultado la remodelacion del músculo
CaMKII
Se activa durante el crecimiento
Tiene resistencia a las adaptaciones hipertróficas
CaMKVI
En el músculo esquelético no se expresa de manera endógena.
Tiene un papel bajo en la remodelación fisiológica del músculo esquelético
PKD
Actúa como efector de la quinasa del PKC
Estimula la exportación nuclear de HDAC5
La PKD se especula como un musculo importante de la HDAC quinasa
Se activan mediante contracción muscular
PKC-theta
Predominante isoforma de PKC expresada en el músculo esquelético
Se expresa principalmente en fibras glucoliticas tipo II
Músculo resistente a la insulina
PKC
Regula la función del músculo esquelético
Se activan con actividad fisica
Se da el metabolismo
Tiene implicación en la señalización del músculo esquelético
Potenciador de miositos factor 2 e histona desacetilasas
Se activan mediante
La unión al ADN de MEF2D
Estímulos
Estrés Osmótico
Peróxido de hidrógeno
Adición de insulina
Activación de la proteína quinasa
Formación muscular
Activa genes específicos del músculo
Factor de transcripción
El músculo se une a la secuencia de ADN
Rica en A y T
Tiene 4 genes MEF2
A
-B
-C
-D
Expresan
Patrones distintos superpuestos
Se da durante la embriogénesis
Presente en tejidos adultos
MEF2A aparece cuando las células entran en una vía de diferenciación
Altos niveles de MEF2 presentes durante la embriogénesis
Transformación de miofibras
Respuesta a flutaciones intracelulares de calcio
Sera su vía de señalización
Por proliferador de peroxisoma coactivador transcripcional coactivador -1 (PGC-1 alfa)
Se activa por receptores gamma
PGC -1 alfa
Es rico en miofibriillas I
Regula la expresión del gen mitocondrial
Activael metabolismo oxidativo
Activa la transcripción con la proteina MEF2
Señalización de la calcineurina
El receptor del peroxisoma es activado por el proliferador delta
Se expresa de más en el músculo esquelético
Regulador transcripción en la quema de tejido adiposo
Tiene capacidad metabólica oxidativa eficiente en el M.E
Prueba en ratones transgénicos
Disminución de fatiga
Aumento en el rendimiento muscular
Aumento de proteinas
Vías de señalización en la remodelación del músculo esquelético
Proteina activada por nitrógeno Ras/quinasa
Se activa mediante
Ejercicios de alta intensidad
Electroestimulación
Por mitógeno
Las fibras del Ras afectan su tamaño y tipo de fibra
El ras induce el crecimiento muscular pero no latera su distribución
La introducción de exogenos Ras MAPK en fibras de regenración
INdujo la expresión de la miosina 1 de la cadena pesada
No afecto en el tamaño de la miofibrilla
Factor de crecimiento similar a la insulina Akt y objetivo mamífero de rapmisina
El músculo esquelético se adapta a la carga de trabajo cambiando el tamaño de la miofibrilla
Se activan durante la hipertrofia
En respuesta al factor de crecimiento
Se realizo estudios en ratones transgénicos
Se mostró aumento en la masa muscular
Significación Clínica
Las vías de señalización controlan la remodelación de miofibra pertinente para tratar varias enfermedades
tales como
miopatías hereditarias
enfermedades metabólicas sistémicas
Trastornos cardiovasculares comunes
Los factores en las vías de señalización en la remodelación del músculo pueden ser objetivo terapéutico para el tratamiento de enfermedades del músculo esquelético.
Distrofia muscular
Es un potencial transtorno muscular causado por mutaciones en el gen de la distrofia
La activación de calcineurina estimula la expresión de la utrofina
Lo hace mediante la NFAT en el promotor de la utrofina
Sobre expresa la calcineurina en el músculo esquelético
Sus fiofibrillas lentas están libres
Para aliviar su dolor se utiliza regulación positiva de la utrofina
Calcineurina
Promueve la formación de fibras tipo I
Desplaza las fibras más rápido
Diabetes mellitus tipo 2 y obesidad
Tiene una expresión PPAR delta
Su función es ser protecctor contra la obesidad
Via de señalización
Insulina
Es controlada por varias series de fosforilaciones
Estas fosforilaciones vinculan la activación inicial del receptor de insulina sustrato
Ellos translocan al transportador de glucosa 4 a la membrana
Este proceso es para absorber glucosa
Contribuyen al desarrolllo de diabetes tipo 2
Los músculos con porcentaje mayor de miofónos oxidativos, contiene mayor porcentaje de GLUT4
Sobre expresión de calcineurina activada en el músculo esquelético
Presenta músculo esquelético oxidativo de contracción lenta
Mayor capacidad de unión a la insulina
Presenta una autofosforilación en comparación con el M.E glucolítico de contracción rápida
Diferencias en el tipo de fibra de la vía de transducción de señales de la insulina
Via no insulinodependientes
Es regulador de glucosa
Presenta Transposición de GLUT4
Diferencias en la composición de fibras musculares
Aumento de probalidad de de obesidad
Tienen capacidad glucolítica mayor
Disminución de fibras tipo 1
Reducción de la capacidad oxidativa.
Esteroides anabólicos
Tiene receptores adrógenos
Se encuentran en las células musculares
Tiene aumento en la masa muscular o crecimiento hipertrófico
Su uso excesivo da
Aumento en la masa muscular
Reduce la grasa corporal
Testosterona sobre la masa del músculo esquelético
No presenta fatiga muscular
Presenta aumento en la fuerza de las piernas
Con una dosis correcta. Esta presentara aumento en la fuerza y tamaño de musculatura.
No presenta cambios en las fibras de tipo I y II