Los investigadores encuentran que un importante regulador de la respuesta al estrés oxidativo afecta la composición muscular durante los vuelos espaciales

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La mayoría de los niños sueñan con convertirse en astronautas; pero la desventaja de pasar largos períodos de tiempo en condiciones de baja gravedad es que los músculos de los astronautas tienden a encogerse y debilitarse debido al desuso. Ahora, los investigadores japoneses han identificado una proteína que afecta la forma en que los músculos responden a los vuelos espaciales.

En un estudio publicado en junio de 2021 en Biología de la comunicación, investigadores de la Universidad de Tsukuba revelaron que el factor 2 relacionado con el factor nuclear E2, o NRF2, ayuda a evitar que los músculos se debiliten en condiciones de baja gravedad.

La atrofia o debilitamiento muscular es una característica común de la enfermedad y el envejecimiento. También puede ocurrir después de un largo período de inactividad, como durante un vuelo espacial, cuando los astronautas no necesitan usar sus músculos tanto como lo hacen en la Tierra para soportar su peso o moverse. A medida que los músculos se atrofian en el espacio, no solo disminuyen de tamaño, sino que también tienden a perder un tipo de fibra llamada “contracción lenta” y adquieren más fibras llamadas “contracción rápida”.

“Esta conversión de fibras musculares de contracción lenta a contracción rápida está estrechamente asociada con un aumento del estrés oxidativo”, explica el profesor Satoru Takahashi, autor principal del estudio. “Por lo tanto, esperábamos que la eliminación de los factores que protegen contra el estrés oxidativo aceleraría la atrofia muscular en condiciones de microgravedad”.

Para explorar esto, los investigadores eliminaron el gen que codifica NRF2, que ayuda a controlar la respuesta del cuerpo al estrés oxidativo, en ratones. Luego, los ratones fueron enviados a vivir en la Estación Espacial Internacional durante un mes. Cuando los ratones regresaron, los investigadores compararon los músculos de la pantorrilla con los de los ratones que habían pasado el mismo mes en la Tierra.

“Nos sorprendió descubrir que los ratones knockout de Nrf2 no ​​perdieron más masa muscular que los ratones de control en un entorno de microgravedad”, dice el profesor Takahashi. “Sin embargo, mostraron una tasa de transición significativamente acelerada del tipo de fibra de lento a rápido”.

Además de este cambio en la composición muscular, también hubo cambios notables en la forma en que el tejido muscular usa la energía y los nutrientes. Este cambio en el metabolismo energético es una característica común de la transición del tipo de fibra.

“Nuestros resultados sugieren que el NFR2 altera la composición del músculo esquelético durante los vuelos espaciales al regular las respuestas oxidativas y metabólicas”, dice el profesor Takahashi.

Dado este papel recientemente descubierto para NFR2, encontrar tratamientos específicos para esta proteína podría ser útil para ayudar a prevenir cambios musculares en los astronautas durante los vuelos espaciales. Dirigirse al NFR2 también podría ser una vía prometedora para abordar la pérdida de masa muscular en enfermedades como el cáncer o durante el proceso de envejecimiento.

El artículo, “La deficiencia del factor 2 relacionado con el factor nuclear E2 (NRF2) acelera la transición rápida del tipo de fibra en el músculo sóleo durante el vuelo espacial”, se publicó en Biología de la comunicación.

Este trabajo fue apoyado por una subvención para la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (14YPTK-005512; ST) y una subvención para la investigación científica en áreas innovadoras del MEXT (18H04965; ST). Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Universidad de Tsukuba. Nota: El contenido se puede cambiar según el estilo y la longitud.

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