Simone Christiansen 2020
Regulación Molecular de la Pérdida de
Masa Muscular
RESUMEN
● Pérdida de Masa Muscular
○ Respuesta metabólica característica a la septicemia y heridas severas
■ También se asocia a Cáncer, Diabetes, Hipertiroidismo, Heridas a la
Cabeza, SIDA, Falla Renal, Denervación Muscular y Desnutrición
○ Evidencia muestra que la regulación molecular de la ruptura muscular es
similar en estas enfermedades y que se comparten mecanismo comunes
entre ellas
○ La degradación aumentada de proteínas es el mecanismo más importante en
la caquexia muscular (atrofia)
■ La degradación intracelular de proteínas, en particular de miofibrillas
de Actina y Miosina, es regulada por múltiples vías proteolíticas, entre
las cuales, la vía ubiquitina-proteosoma tiene el papel central
● Nueva evidencia sugiere que otras vías también operan en la
pérdida de masa muscular
● Vías alternativas
○ Sistema de Calcio-Calpaína
■ Sirve para liberar Actina y Miosina del sarcómero previo a su
ubiquitinización, y este evento es quizás el paso inicial limitador de la
velocidad en la proteólisis.
● Las proteínas ubiquitinizadas son luego degradadas por el
Proteosoma 26 S
○ Luego, ocurre una mayor ruptura proteica mediante el
complejo proteico extra-lisosomal Tripeptidil Peptidasa
II (TPP II), que reduce los péptidos degradados en
péptidos más pequeños
● Fases tempranas del Catabolismo Muscular
○ Se liberan AA desde el músculo periférico
○ En septicemia, una porción substancial de estos AA es absorbida por el
hígado, aportando a la gluconeogénesis y síntesis de proteínas de fase
aguda
○ Entre los AA liberados, la Glutamina es uno de los más importantes
■ En el intestino, puede ser utilizada por enterocitos para la producción
de energía y síntesis proteica y puede ayudar en preservar la
integridad de la mucosa
○ El tejido muscular, entonces, puede funcionar como una fuente endógena de
aporte nutricional (Al hígado, mucosa intestinal, etc) para la producción de
energía y proteínas
■ La respuesta catabólica puede tener un efecto neto beneficioso en el
cuerpo a corto plazo
, Simone Christiansen 2020
● Septicemia Severa y Prolongada
○ Pérdida de masa muscular se vuelve perjudicial
■ Resulta en atrofia y debilidad muscular, con un riesgo de
complicaciones tromboembólicas
● Existe pérdida de masa muscular en pacientes con enfermedades críticas
○ Pérdidas de nitrógeno → Reflejan la enorme pérdida de proteína muscular
○ Excreción urinaria aumentada de 3-Metilhistidina → Refleja la degradación de
proteínas miofibrilares
○ Biopsias → Muestran atrofia de la fibra muscular y pérdida de miofilamentos
en los sarcómeros
● Mayoría de los reportes indican que la síntesis proteica se encuentra reducida en el
músculo catabólico
○ Contrario a esto, existe un acuerdo universal de que la degradación de
proteínas se encuentra aumentada en la pérdida de masa muscular
■ En estudios, la ruptura de proteínas musculares ha sido aumentada a
niveles incluso mayores, resultando en una respuesta muscular
netamente catabólica
● Pérdida de masa muscular resulta en fatiga y debilidad muscular ya que son
principalmente las proteínas contráctiles, Actina y Miosina, las que se degradan en
estas condiciones.
● La degradación preferencial de proteínas miofibrilares en pérdida de masa muscular
se asocia a cambios estructurales y pérdida de la integridad del sarcómero
○ La banda Z es particularmente afectada en el músculo catabólico, con
pérdida de la alineación normal entre sarcómeros paralelos y finalmente la
desintegración de los discos Z
■ Discos Z sirven como anclaje de Miosina y Actina
● Sistema Ubiquitina-Proteosoma
○ Rol central en el control de la pérdida de masa muscular
○ Sistema altamente regulado, en donde las proteínas a ser degradadas son
antes conjugada con ubiquitina
■ La ubiquitinización de proteínas es regulada por varias enzimas,
incluyendo la enzima activadora E1, la enzima conjugadora de
ubiquitina E2 y la ubiquitina-ligasa E3
● Se cree que diferentes miembros de las familias E2 y E3
trabajan en conjunto de una forma específica para sustrato y
tejido
○ Una vez ubiquitinizadas, las proteínas son degradadas por el Proteosoma
26S
■ Proteosoma 26 S es un gran sistema proteolítico multicomponente
perteneciente a un número creciente de proteasas gigantes.
● El centro proteolítico es el Proteosoma 20 S, un complejo con
forma de barril que consiste en 4 anillos apilados de proteínas
con 7 moléculas en cada anillo
○ El arreglo de las subunidades del proteasoma 20S
forma un canal central a través del cual las proteínas
son canalizadas para su degradación
Regulación Molecular de la Pérdida de
Masa Muscular
RESUMEN
● Pérdida de Masa Muscular
○ Respuesta metabólica característica a la septicemia y heridas severas
■ También se asocia a Cáncer, Diabetes, Hipertiroidismo, Heridas a la
Cabeza, SIDA, Falla Renal, Denervación Muscular y Desnutrición
○ Evidencia muestra que la regulación molecular de la ruptura muscular es
similar en estas enfermedades y que se comparten mecanismo comunes
entre ellas
○ La degradación aumentada de proteínas es el mecanismo más importante en
la caquexia muscular (atrofia)
■ La degradación intracelular de proteínas, en particular de miofibrillas
de Actina y Miosina, es regulada por múltiples vías proteolíticas, entre
las cuales, la vía ubiquitina-proteosoma tiene el papel central
● Nueva evidencia sugiere que otras vías también operan en la
pérdida de masa muscular
● Vías alternativas
○ Sistema de Calcio-Calpaína
■ Sirve para liberar Actina y Miosina del sarcómero previo a su
ubiquitinización, y este evento es quizás el paso inicial limitador de la
velocidad en la proteólisis.
● Las proteínas ubiquitinizadas son luego degradadas por el
Proteosoma 26 S
○ Luego, ocurre una mayor ruptura proteica mediante el
complejo proteico extra-lisosomal Tripeptidil Peptidasa
II (TPP II), que reduce los péptidos degradados en
péptidos más pequeños
● Fases tempranas del Catabolismo Muscular
○ Se liberan AA desde el músculo periférico
○ En septicemia, una porción substancial de estos AA es absorbida por el
hígado, aportando a la gluconeogénesis y síntesis de proteínas de fase
aguda
○ Entre los AA liberados, la Glutamina es uno de los más importantes
■ En el intestino, puede ser utilizada por enterocitos para la producción
de energía y síntesis proteica y puede ayudar en preservar la
integridad de la mucosa
○ El tejido muscular, entonces, puede funcionar como una fuente endógena de
aporte nutricional (Al hígado, mucosa intestinal, etc) para la producción de
energía y proteínas
■ La respuesta catabólica puede tener un efecto neto beneficioso en el
cuerpo a corto plazo
, Simone Christiansen 2020
● Septicemia Severa y Prolongada
○ Pérdida de masa muscular se vuelve perjudicial
■ Resulta en atrofia y debilidad muscular, con un riesgo de
complicaciones tromboembólicas
● Existe pérdida de masa muscular en pacientes con enfermedades críticas
○ Pérdidas de nitrógeno → Reflejan la enorme pérdida de proteína muscular
○ Excreción urinaria aumentada de 3-Metilhistidina → Refleja la degradación de
proteínas miofibrilares
○ Biopsias → Muestran atrofia de la fibra muscular y pérdida de miofilamentos
en los sarcómeros
● Mayoría de los reportes indican que la síntesis proteica se encuentra reducida en el
músculo catabólico
○ Contrario a esto, existe un acuerdo universal de que la degradación de
proteínas se encuentra aumentada en la pérdida de masa muscular
■ En estudios, la ruptura de proteínas musculares ha sido aumentada a
niveles incluso mayores, resultando en una respuesta muscular
netamente catabólica
● Pérdida de masa muscular resulta en fatiga y debilidad muscular ya que son
principalmente las proteínas contráctiles, Actina y Miosina, las que se degradan en
estas condiciones.
● La degradación preferencial de proteínas miofibrilares en pérdida de masa muscular
se asocia a cambios estructurales y pérdida de la integridad del sarcómero
○ La banda Z es particularmente afectada en el músculo catabólico, con
pérdida de la alineación normal entre sarcómeros paralelos y finalmente la
desintegración de los discos Z
■ Discos Z sirven como anclaje de Miosina y Actina
● Sistema Ubiquitina-Proteosoma
○ Rol central en el control de la pérdida de masa muscular
○ Sistema altamente regulado, en donde las proteínas a ser degradadas son
antes conjugada con ubiquitina
■ La ubiquitinización de proteínas es regulada por varias enzimas,
incluyendo la enzima activadora E1, la enzima conjugadora de
ubiquitina E2 y la ubiquitina-ligasa E3
● Se cree que diferentes miembros de las familias E2 y E3
trabajan en conjunto de una forma específica para sustrato y
tejido
○ Una vez ubiquitinizadas, las proteínas son degradadas por el Proteosoma
26S
■ Proteosoma 26 S es un gran sistema proteolítico multicomponente
perteneciente a un número creciente de proteasas gigantes.
● El centro proteolítico es el Proteosoma 20 S, un complejo con
forma de barril que consiste en 4 anillos apilados de proteínas
con 7 moléculas en cada anillo
○ El arreglo de las subunidades del proteasoma 20S
forma un canal central a través del cual las proteínas
son canalizadas para su degradación
