Efecto del tratamiento con metformina y ejercicio moderado, sobre la función mitocondrial del músculo esquelético Público Deposited
Aging is a natural and inevitable process characterized by progressive physical and mental decline, presenting an accumulation of dysfunctional components, and ending with death. In particular, one of the health complications during aging is the failure in mobility and physical capacity, due to a progressive loss of skeletal muscle mass and strength, in a process known as sarcopenia. The etiology of sarcopenia has been related to various factors such as oxidative stress, loss of protein homeostasis and mitochondrial dysfunction. Mitochondria have a significant role due to their importance in energy production, in the reactive oxygen species generation and in apoptosis pathway signaling. It is known that mitochondrial functions deteriorate with aging, including mitochondrial protein synthesis, respiration and ATP production. It has been suggested that exercise could generate beneficial effects in the mitochondrial life cycle, since it has effects on the main signaling pathways related to quality control and quantity of mitochondria during aging. On the other hand, metformin (MTF), a biguadine which is used as a treatment for type 2 diabetes is known to improve physical performance, insulin sensitivity, and decrease cholesterol and low-density lipoproteins levels. At the molecular level, metformin increases AMPK activity and antioxidant response. So, this study aims is to clarify whether the combined treatment with MTF + moderate exercise during the rats lifespan could prevent mitochondrial dysfunction in old rats. The oxygen consumption of mitochondria isolated from quadriceps skeletal muscle was measured, ss well as the occurrence of respiratory supercomplexes and the OXPHOS enzymatic activity, ATP synthesis and hydrolysis. Under our experimental conditions the mitochondria from old animals treated with MTF + exercise had a better response during oxygen consumption, P/O ratio and enzymatic activity compared to animals that were treated only with metformin.
El envejecimiento es un proceso natural e inevitable que se caracteriza por el deterioro progresivo físico y mental, presentando una acumulación de componentes disfuncionales, que finaliza con la muerte. Uno de los trastornos más importante durante el envejecimiento, es el deterioro en la movilidad y la capacidad física. Lo anterior debido a una pérdida progresiva de la masa y la fuerza del músculo esquelético, en un proceso conocido como sarcopenia. La etiología de la sarcopenia se ha relacionado con diversos factores como el estrés oxidante, la pérdida de la homeostasis de proteínas y la disfunción mitocondrial. Las mitocondrias desempeñan un papel fundamental debido a su importancia en la producción de energía, de especies reactivas de oxígeno y en la señalización para inducir la apoptosis. Se sabe que las funciones mitocondriales se deterioran con el envejecimiento, incluida la síntesis de proteínas mitocondriales, la respiración y la producción de ATP. Se ha sugerido que el ejercicio podría generar efectos benéficos en el ciclo de vida mitocondrial, ya que produce en las principales vías de señalización relacionadas con el control de calidad y cantidad de mitocondrias durante el envejecimiento. Por otro lado, se ha descrito que la metformina (MTF), una biguadina empleada en el tratamiento de diabetes tipo 2, mejora el rendimiento físico, la sensibilidad a la insulina, además de que disminuye el colesterol y las lipoproteínas de baja densidad. A nivel molecular, la MTF aumenta la actividad de la AMPK y la respuesta antioxidante. La interrogante de este trabajo se basa en esclarecer si el tratamiento conjunto de MTF + ejercicio moderado a lo largo de la vida, podrá ejercer un efecto protector contra la disfunción mitocondrial en músculo esquelético de ratas viejas. Para ello, se cuantifico el consumo de oxígeno de mitocondrias aisladas de músculo esquelético tipo cuádriceps. Además, se determinó la presencia de supercomplejos respiratorios y la actividad enzimática de los OXPHOS, así como la síntesis e hidrólisis de ATP. En nuestras condiciones experimentales observamos que los animales viejos con un tratamiento con MTF + ejercicio tuvieron una mejor respuesta durante el consumo de oxígeno, un mejor cociente P/O y actividad enzimática comparado con los animales que solo fueron tratados con metformina o sedentarios.
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