La pérdida de masa y fuerza del músculo esquelético, característico
de ciertas miopatías como la sarcopenia, es una condición frecuente durante
el envejecimiento, y está asociada a disfunciones de los sistemas muscular
y esquelético. Aunque los mecanismos moleculares involucrados en esta
patología no están totalmente esclarecidos, existen evidencias que
demuestran que la apoptosis es en parte responsable de la pérdida de
miocitos en la adultez, contribuyendo a la patogénesis de la sarcopenia.
Puesto que los niveles de hormonas sexuales disminuyen con la edad, la
sarcopenia se ha asociado al déficit de las mismas. En este trabajo, se ha
demostrado que la testosterona, a concentración fisiológica, protege frente
a la apoptosis inducida por H2O2 en la línea celular de músculo esquelético
murino C2C12. Las alteraciones morfológicas típicas de la apoptosis tales
como fragmentación nuclear, desorganización del citoesqueleto,
reorganización/disfunción mitocondrial y liberación de citocromo c inducidos
por el H2O2, son inhibidas cuando las células son previamente tratadas con
la hormona. Se ha observado que las células C2C12 muestran una
respuesta bifásica en presencia del agente apoptótico. A tiempos cortos de
exposición al H2O2, las células activan un mecanismo de defensa, para
evitar entrar en apoptosis, el cual consiste en la fosforilación de ERK2, Akt y
Bad y en un aumento de expresión de la proteína asociada a eventos de
supervivencia, HSP70. Simultáneamente y a partir de aproximadamente
media hora de tratamiento con H2O2, se observa la fosforilación de JNK,
p66Shc y p53, estas últimas mostrando un pico máximo de activación a la
1-2 hs. A tiempos más largos de exposición al agente apoptótico (4 hs) se
produce la defosforilación de ERK2, Akt y Bad, se mantiene la fosforilación
de JNK, disminuye la activación de p53 y p66Shc, se produce la liberación
de citocromo c, el clivaje de PARP, la fragmentación del ADN y la pérdida
del potencial de la membrana mitocondrial, indicando que las células inician
finalmente el proceso de muerte celular programada. Sin embargo, cuando
las células son tratadas con testosterona, previo a la exposición al H2O2, se
reduce la fosforilación de JNK, se observa la inactivación de la proteína
apoptótica Bad, disminución de los niveles de la proteína apoptótica Bax,
inhibición del clivaje de PARP, prevención de la pérdida del potencial de
membrana mitocondrial y disminución de la fosforilación y localización
mitocondrial de la proteína amplificadora del estrés oxidativo, p66Shc. El
empleo de un antagonista no esteroideo específico para la testosterona, la
Flutamida, reduce el efecto protectivo del esteroide, involucrando al
receptor de andrógenos (AR) en los efectos antiapoptóticos de la hormona.
También, se obtuvieron evidencias bioquímicas, farmacológicas e
inmunológicas, que demuestran la presencia del AR con localización clásica
(nuclear) y no clásica en microdominios (específicamente caveolas y rafts) y
mitocondrias. Las distintas localizaciones del AR podrían mediar el efecto
antiapoptótico de la testosterona a distintos niveles subcelulares. Los
resultados aquí presentados permiten comenzar a definir y esclarecer los
mecanismos de señalización activados por la testosterona y su receptor,
que median el efecto protectivo frente al daño oxidativo en músculo
esquelético y su relación con miopatías asociadas al déficit de hormonas
sexuales. / The loss of muscle mass and strength with aging, also referred to as
sarcopenia, is a highly prevalent condition among the elderly, and it is
associated with skeletal mechanisms underlying accumulating evidence
muscle dysfunction. sarcopenia suggests are that far an Although from
age-related the being exact clarified, acceleration of myocyte loss via apoptosis might represent a key mechanism responsible for impairment of muscle performance. Sarcopenia has been associated
with a deficit of sex hormones as the levels of estrogens and/or
testosterone decline with aging. In this work, it has been demonstrated
that, at physiological concentrations, testosterone protects against H2O2-
induced apoptosis in C2C12 muscle cells. Typical changes of apoptosis such
as nuclear fragmentation, cytoskeleton disorganization, mitochondrial
reorganization/dysfunction and cytochrome c release induced by H2O2, are
abolished when cells are previously exposed to the hormone. It has been
observed that C2C12 cells show a biphasic response when they are treated
with the apoptotic agent. At short times of exposure to H2O2, C2C12 cells
exhibit a defense response showing ERK2, Akt and Bad phosphorylation and
an increase of HSP70 levels. Simultaneously and approximately after half an
hour from the beginning of H2O2 treatment, JNK, p53 and p66Shc
phosphorylation are observed, with maximum activation for p53 and
p66Shc after 1-2 hours. At longer treatment times (4hs),
dephosphorylation of ERK2, Akt and Bad is observed, JNK continues
phosphorylated, the activation of p53 and p66Shc decreases
and cytochrome c release, PARP cleavage, DNA fragmentation and the loss of
mitochondrial membrane potential occur, indicating that cells finally enter
into apoptosis. However, incubation with testosterone prior to H2O2, reduces
JNK phosphorylation, induces Bad inactivation, inhibition of PARP cleavage,
a decrease in Bax levels; reduces the loss of mitochondrial membrane
potential and p66Shc phosphorylation and its mitochondrial localization. The
employment of the androgen receptor (AR) antagonist, Flutamide,
decreases the protective effects of the hormone, pointing to a possible
participation of the AR in the anti-apoptotic effect of testosterone.
Moreover, biochemical, pharmacological and immunological
data demonstrate a classical (nuclear) and non-classical localization of the AR in
microdomains (caveolae and rafts) and mitochondria. These results assign
an active role for the AR during the anti-apoptotic effect of the hormone,
possibly, at different subcellular levels. The data presented in this work
unravel in part the molecular mechanisms activated by testosterone and its
receptor, underlying the survival action of the hormone against oxidative
stress damage in skeletal muscle and its relationship with myopathies
associated with sex hormonal dysregulation.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uns.edu.ar/oai:repositorio.bc.uns.edu.ar:123456789/460 |
| Date | 28 March 2014 |
| Creators | Pronsato, Lucía |
| Contributors | Boland, Ricardo L., Milanesi, Lorena M. |
| Publisher | Universidad Nacional del Sur |
| Source Sets | Universidad Nacional del Sur |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
| Rights | 0 |
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