Resumen:
Como consecuencia de su actividad física normal, el músculo esquelético
genera especies oxidativas, las que en condiciones de ejercicio intenso,
envejecimiento y ciertas patologías pueden producir daños a nivel tisular. Sin
embargo, la oxidación es normalmente controlada por diversos mecanismos
antioxidantes. Uno de los agentes antioxidantes más importantes del organismo
corresponde a la vitamina C, la que se almacena en forma importante, en
alrededor de un 50%, a nivel del músculo esquelético.
Según sus propiedades metabólicas y funcionales, las fibras musculares
pueden ser agrupadas en lentas y rápidas. El establecimiento definitivo del
fenotipo de las fibras depende de la actividad contráctil en etapas post-natales, lo
que se traduce en la expresión de genes específicos. Las fibras musculares
poseen la capacidad de adaptarse funcionalmente modificando su fenotipo desde
rápido a lento y viceversa, proceso denominado plasticidad muscular. Se sabe que
este proceso está regulado por los niveles intracelulares de calcio. Debido a que
importantes proteínas que modulan los niveles intracelulares de calcio son
reguladas por el estado redox, la racional de esta tesis es que los niveles
intracelulares de vitamina C pueden de alguna manera definir y/o mantener el
fenotipo muscular lento.
Recientemente, nuestro laboratorio ha descrito la expresión del
transportador de la forma reducida de la vitamina C SVCT2 en fibras musculares
lentas de pollo y mamíferos, incluyendo humanos, donde se distribuye con un
patrón intracelular. En cultivos de células musculares, hemos descrito que la
expresión de SVCT2 es regulada positivamente durante la diferenciación y por la
depolarización de membrana.
En su conjunto, estas evidencias nos permitieron plantearnos como
hipótesis que: La expresión y localización subcelular del transportador de vitamina
C SVCT2 se correlaciona con los cambios fenotípicos y funcionales del desarrollo
post-natal del músculo esquelético.
Como primera aproximación experimental, en este trabajo se determinó el
patrón de expresión de SVCT2 en músculos esqueléticos durante la etapa adulta,
encontrándose preferencialmente en fibras musculares lentas oxidativas.
Observamos que SVCT2 se expresa en músculos lentos durante el desarrollo
post-natal pero decae progresivamente hacia la adultez comparado con la etapa
embrionaria, sugiriendo que la incorporación de vitamina C a través de este
transportador tiene distintas funciones durante el desarrollo del músculo
esquelético.
Para analizar la localización de SVCT2 en las fibras musculares lentas
oxidativas se realizaron ensayos de inmunohistoquímica y fraccionamiento
subcelular de membranas de fibras musculares adultas. De forma interesante,
encontramos que SVCT2 se distribuye bajo un patrón estriado transversal y que
segrega junto a proteínas asociadas a membrana, lo que nos permite sugerir que
SVCT2 se localiza en dominios de membrana intracelular. Por comparación
topológica con distintos marcadores de membranas internas y del sarcómero,
concluimos que SVCT2 se localiza en cercanía al retículo sarcoplásmico.
Resultados similares fueron obtenidos en cultivos primarios de miotubos de pollo.
Finalmente, estudiamos el efecto de la actividad contráctil en condiciones
que estimulan transiciones fenotípicas sobre la expresión y localización de SVCT2
utilizando cultios primarios y fibras musculares aisladas de ratón como modelos.
Nuestros resultados mostraron un aumento en la expresión de SVCT2 por la
depolarización. Por otra parte, este estímulo resultó en un cambio en la
distribución subcelular de SVCT2.
Nuestros resultados se insertan en un modelo de trabajo que propone que
durante el desarrollo post-natal del músculo la expresión y localización subcelular
de SVCT2 modularía el estado redox, lo que a su vez regularía los niveles
intracelulares de calcio y, con ello la definición de las características de las fibras
musculares hacia un fenotipo lento oxidativo.