El músculo esquelético juega un papel extremadamente importante en el apoyo al movimiento y al metabolismo energético. Sin embargo, su función puede verse afectada por el envejecimiento y las enfermedades relacionadas con los músculos, lo que resulta en una disminución de la resistencia o fuerza del músculo esquelético.
por Liu Jia, Academia China de Ciencias
La función del músculo esquelético disminuye con el aumento de la edad o el desarrollo de enfermedades. Después de los 30 años, la masa muscular disminuye aproximadamente entre un 3% y un 8% cada década. La distrofia muscular de Duchenne (DMD), una distrofia muscular común en los niños, causa debilidad de los músculos proximales e hipertrofia de la pantorrilla, lo que eventualmente conduce a la degeneración del músculo esquelético y cardíaco. Por lo tanto, un músculo esquelético sano es muy importante para el cuerpo. Sin embargo, el músculo esquelético sigue siendo uno de los órganos menos tratados adecuadamente con fármacos.
Recientemente, el Prof. Chen Chang del Instituto de Biofísica de la Academia China de Ciencias (CAS), el grupo del Prof. Ye Yang y el Prof. Chen Kaixian del Instituto de Materia Médica de Shanghai de la CAS, revelaron la nueva función de la naringenina (NAR) para mejorar la resistencia muscular y mejorar la atrofia muscular activando el eje transcripcional Sp1-ERRγ. El estudio fue publicado en línea en Cell Reports .
Estudios anteriores realizados por el grupo del profesor Chen demostraron que Lycium barbarum podría mejorar la resistencia muscular al aumentar el contenido de miofibras oxidativas y el metabolismo aeróbico, y la NAR desempeñó un papel importante en la determinación de sus componentes activos. NAR es un dihidroflavonoide natural derivado de plantas que ha demostrado efectos en el síndrome metabólico, la inflamación, el cáncer y las enfermedades del sistema nervioso. Sin embargo, aún se desconoce el objetivo directo de NAR, lo que limita en gran medida la investigación funcional y la aplicación de NAR.
Utilizando ratones jóvenes de 2 meses, ratones de mediana edad de 10 meses y ratones mdx (ratones con enfermedad DMD) como modelos, los investigadores descubrieron que NAR mejoraba la resistencia muscular al aumentar el contenido de miofibras oxidativas y el metabolismo aeróbico. Durante el período crítico en el que la función muscular de los ratones de mediana edad comienza a disminuir, la NAR puede aumentar simultáneamente la masa y la resistencia del músculo esquelético. En los ratones modelo de enfermedad muscular mdx, NAR alivió significativamente el daño muscular tanto morfológica como funcionalmente, lo que sugiere su papel crucial en el alivio de la atrofia muscular relacionada con la edad o la enfermedad.
¿Cómo juega NAR un papel en el músculo esquelético? A través de ensayos de afinidad desplegable utilizando naringenina marcada con biotina (NAR-biotina), identificación por espectrometría de masas y análisis de diseño de fármacos, los investigadores encontraron que el sitio GLN-110 del factor de transcripción Sp1 puede interactuar con NAR a través de un enlace de hidrógeno y Sp1-AAV. y el inhibidor de Sp1 Mit-A podría bloquear el efecto de mejora de la resistencia de NAR en ratones. También encontraron que NAR podría aumentar significativamente la expresión del factor de transcripción Esrrg en los tres modelos animales y células anteriores, y la inhibición de Esrrg podría bloquear el efecto de NAR sobre el contenido de miofibras oxidativas.
Para determinar mejor el mecanismo molecular detrás de la unión de NAR a Sp1 y la regulación de la expresión de Esrrg, los investigadores llevaron a cabo ensayos de mutación, experimentos de truncamiento, inhibición de sitios de unión e inmunoprecipitación de cromatina. Demostraron que NAR eleva el nivel de fosforilación de Sp1, mejorando su unión a la secuencia promotora de Esrrg, regulando así la expresión de Esrrg para reforzar la función muscular.
Este estudio encontró que NAR tiene una nueva función para mejorar la calidad y la resistencia del músculo esquelético. Proporciona nuevas ideas sobre el alivio de la atrofia muscular causada por la DMD, establece una base teórica para la aplicación de NAR y proporciona una nueva idea para la detección de fármacos para mejorar la disfunción del músculo esquelético .
Más información: Zhenyu Lv et al, Naringenin mejora la resistencia muscular mediante la activación del eje transcripcional Sp1-ERRγ, Cell Reports (2023). DOI: 10.1016/j.celrep.2023.113288
