Efecto del ejercicio de intensidad moderada sobre la fuerza de contracción muscular, el estrés oxidante y la expresión génica de RYR1, SERCA1 y NCX3 en el músculo esquelético de un modelo de ratón con insuficiencia cardíaca con fracción de eyección preservada

Abstract

Heart failure with preserved ejection fraction (HFpEF) is characterized by skeletal muscle myopathy, which contributes to the development and progression of this syndrome. Exercise is a widely used treatment that has been shown to improve a variety of disorders thanks to its antioxidant and anti-inflammatory effects. So far, the positive effects associated with exercise on skeletal muscle on HFpEF are unknown. For this reason, the aim of this study was to show the effect of 4-week moderate-intensity exercise on the force of muscle contraction, the redox state, and the mRNA expression of genes involved in excitation-contraction coupling for release (RYR1) and Ca2+ (SERCA1, NCX3) reuptake in the soleus muscle in a mouse model with HFpEF established after 8 weeks of a high-fat diet and L-NAME. Male C57BL/6J mice of 5 weeks of age were used, divided into 4 groups: Control, Exercised, HFpEF, and HFpEF-Exercised. Muscle contraction force and fatigue resistance time were measured using in vitro strain recordings, oxidative stress markers, and evaluation of RYR1, SERCA1, and NCX3 gene expression by qPCR. HFpEF mice were found to develop contractile dysfunction, early fatigue, redox imbalance, and decreased expression of SERCA1 and NCX3 mRNA. On the other hand, exercise improved muscle contraction strength and resistance to fatigue, decreased reactive oxygen species (ROS) production, increased catalase activity, and decreased RYR1 mRNA expression, which was found reflected in an improvement of the race distance.

La insuficiencia cardíaca con fracción de eyección preservada (ICFEp) se caracteriza por la miopatía del músculo esquelético, la cual contribuye al desarrollo y progreso de este síndrome. El ejercicio es un tratamiento ampliamente utilizado que ha demostrado mejorar una variedad de trastornos gracias a sus efectos antioxidantes y antinflamatorios. Hasta el momento, los efectos positivos asociados con el ejercicio sobre el músculo esquelético en la ICFEp se desconocen. Es por eso, que el objetivo del presente trabajo fue mostrar el efecto del ejercicio de intensidad moderada de 4 semanas sobre la fuerza de contracción muscular, el estado rédox y la expresión de ARNm de genes implicados en el acoplamiento excitación-contracción para la liberación (RYR1) y recaptura de Ca2+ (SERCA1, NCX3) en el músculo sóleo en un modelo de ratón con ICFEp establecida después de 8 semanas de una dieta alta en grasa y L-NAME. Se utilizaron ratones macho C57BL/6J de 5 semanas de edad, divididos en 4 grupos: Control, Ejercitado, ICFEp, ICFEp-Ejercitados. Se midió la fuerza de contracción muscular y el tiempo de resistencia a la fatiga mediante registros de tensión in vitro, marcadores de estrés oxidativo y la evaluación de la expresión génica de RYR1, SERCA1 y NCX3 mediante qPCR. Se encontró que los ratones con ICFEp desarrollaron disfunción contráctil, fatiga temprana, desequilibrio rédox y disminución en la expresión de ARNm de SERCA1 y NCX3. Por otro lado, el ejercicio mejoró la fuerza de contracción muscular y la resistencia a la fatiga, disminuyó la producción de especies reactivas de oxígeno (ERO), aumentó la actividad de la catalasa y disminuyó la expresión de ARNm de RYR1, lo que se vio reflejado en un mejoramiento de la distancia de carrera.