Caracterización del fenotipo muscular en la EPOC y sepsis en pacientes: estructura fibrilar, inflamación, estrés oxidativo y regeneración
- Autores: Sergio Pascual Guardia
- Directores de la Tesis: Joaquim Gea Guiral (dir. tes.), Esther Barreiro (codir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Pompeu Fabra ( España ) en 2015
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Josep Lloreta Trull (presid.), Jaume Ferrer Sancho (secret.), Francisco J. López Soriano (voc.)
- Materias:
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- Tesis en acceso abierto en: TDX
- Resumen
Introducción: La inflamación y el estrés oxidativo son mecanismos moleculares que contribuyen al daño y a la disfunción muscular. Existen procesos crónicos con fenómenos inflamatorios de bajo grado pero de larga duración (EPOC, con o sin pérdida de peso), así como situaciones clínicas con liberación aguda de gran cantidad de moléculas proinflamatorias (Sepsis). Los mecanismos de regeneración del músculo en ambas entidades son esenciales para la correcta recuperación funcional y pueden condicionar cambios fenotípicos.
Objetivo: En la EPOC, evaluar el estrés oxidativo, inflamación y estructura antes y después de un programa de rehabilitación en el vasto lateral (VL) del cuádriceps e intercostal. En dos grupos adicionales estudiar cambios regenerativos en el VL y realizar un análisis de cambios fibrilares y supervivencia. En pacientes con sepsis, investigar los eventos de estrés oxidativo e inflamación en los mismos músculos.
Métodos: Estudio 1: Se analizaron cambios fibrilares (inmunohistoquímica) y estrés oxidativo (western-blot) en el músculo VL e intercostal en 25 pacientes con EPOC, antes y después de un entrenamiento de alta intensidad (8-10 semanas). En todos los pacientes se determinaron la capacidad de ejercicio (test de marcha de 6¿ y cicloergómetro) y calidad de vida relacionada con la salud (cuestionarios SGRQ y SF36). Estudio 2: En un grupo adicional de 392 pacientes EPOC se analizó el fenotipo fibrilar del VL y su supervivencia. Estudio 3: Se obtuvieron muestras del VL en 15 pacientes con EPOC sin bajo peso, 15 pacientes EPOC con bajo peso y 10 sujetos control. Se analizaron cambios fibrilares, daño y número de células satélite (inmunohistoquímica), expresión de ARN de genes clave en la regeneración, mediadores de inflamación y mantenimiento de la masa muscular (PCR en tiempo real), y niveles de proteínas clave relacionadas con la regeneración (western-blot). Se obtuvieron cultivos primarios de mioblastos de dichas muestras musculares, en las que se evaluaron propiedades de migración (microscopía de tracción), capacidad de proliferación (Population doubling time y ELISA) y diferenciación (ELISA y PCR en tiempo real). Estudio 4: En el VL e intercostal de 6 pacientes con sepsis grave y 6 sujetos control se analizó la estructura muscular, células inflamatorias, estrés oxidativo y expresión de mediadores inflamatorios (técnicas mencionadas anteriormente).
Resultados: Estudio 1: Situación basal, en el VL respecto del intercostal se observaron niveles de estrés oxidativo y antioxidantes (SOD2) aumentados. Tras 10 semanas de entrenamiento, se observaron mejorías en la capacidad de ejercicio y calidad de vida sin aumentos en los niveles de estrés oxidativo en ninguno de los músculos. Estudio 2: En el VL de pacientes EPOC el aumento en la proporción de fibras rápidas se asoció a una mayor mortalidad, especialmente en aquéllos con enfermedad grave. Estudio 3: En el VL de pacientes EPOC respecto de los sujetos control se observó mayor limitación al ejercicio, aumento de fibras rápidas, signos de daño, núcleos internalizados y células satélite. En los mismos pacientes se observó un incremento en la expresión de genes involucrados en fases precoces de la regeneración muscular (PAX7, MYOG y MYF6), pero descenso en los que regulan fases tardías (MYH8). Además en los pacientes con bajo peso se observó un aumento en los niveles de IL-6 y una sobreregulación en la expresión de IGF-1 y MGF en el VL. En los cultivos primarios de mioblastos no se observaron diferencias entre pacientes y controles en la capacidad de migración, proliferación, diferenciación ni en la expresión de genes clave de regeneración muscular. Estudio 4: En el VL de pacientes con sepsis los niveles de diversos marcadores de estrés oxidativo e inflamación (TNF-alfa y sus receptores, IL-1ß, IL-6 y CD18) estaban aumentados, mientras que no se observaron diferencias en el músculo intercostal.
Conclusiones: Se han encontrado alteraciones musculares en la EPOC y la sepsis, aunque con un patrón diferenciado entre la musculatura respiratoria y periférica en esta última. El entrenamiento de alta intensidad induce una mejoría clínica en los pacientes EPOC, sin conllevar aumento en los niveles de estrés oxidativo o inflamación. Los mecanismos de regeneración/reparación parecen hallarse alterados en el VL de pacientes con EPOC, probablemente debido a la interacción de factores locales in vivo. El fenotipo fibrilar en este músculo predice la mortalidad de dichos pacientes.
