Fisiopatología redox del músculo esquelético y envejecimiento

El envejecimiento del músculo esquelético y patologías metabólicas como la
diabetes y obesidad afectan considerablemente a la calidad de vida de los seres
humanos. Uno de los signos del envejecimiento es la pérdida de masa y fuerza
muscular y el deterioro de las funciones de este sistema, lo que afecta
principalmente al movimiento y también al metabolismo del organismo. Una de las
manifestaciones de la diabetes, y también la obesidad, es la resistencia a la insulina,
que se caracteriza por la dificultad para captar la glucosa en el músculo esquelético,
tejido adiposo y muy probablemente en el sistema nervioso.
Los conocimientos actuales indican que los mecanismos que controlan y modulan
los procesos de envejecimiento y resistencia a la insulina en el músculo esquelético
podrían ser comunes, al menos en parte, y atribuyen a las especies reactivas del
oxígeno y nitrógeno (ROS y RNS) un papel importante en la modulación de esos
procesos fisiopatológicos. El estudio de las ROS y RNS es especialmente difícil
debido a las propiedades inherentes de estas moléculas; son muy reactivas,
inespecíficas y con una vida media muy corta. Las técnicas tradicionales utilizadas
para analizar ROS y RNS son incapaces de detectar a las mismas en tiempo real o
identificar la localización subcelular donde se generan. Para salvar estos
inconvenientes, en nuestro grupo hemos desarrollado y utilizamos diferentes
estrategias metodológicas que se basan en el análisis cuantitativo de imagen de
microscopía de fluorescencia de nuevos biosensores de ROS y RNS, en
combinación con modelos experimentales de célula viva; fibras musculares aisladas
y líneas celulares. Esta resolución espacio-temporal de la formación de ROS y RNS
en una fibra muscular esquelética es un sistema excepcional para entender, en gran
medida y en profundidad, el papel fisiopatológico de las ROS y RNS en la
modulación de la captación de glucosa en el músculo esquelético, durante el
envejecimiento y en patologías metabólicas como diabetes y obesidad.
La finalidad de nuestra investigación es ayudar a esclarecer procesos fisiológicos,
como el envejecimiento, pero también procesos patológicos, como enfermedades
metabólicas (diabetes y obesidad), y también patologías neurodegenerativas. De
esta forma, en el futuro, podríamos implementar enfoques terapéuticos
farmacológicos, funcionales, nutricionales, etc que contribuirían a mejorar la calidad
de vida durante el envejecimiento y en personas que sufran patologías relacionadas
con la disfuncionalidad redox.

INVESTIGADOR RESPONSABLE

Dr. Jesús Palomero Labajos
Profesor Titular de Universidad
Producción Científica

PERSONAL ADSCRITO

Escarlata Fernández Puente
Estudiante de Doctorado. Universidad de Salamanca.
Sandra Gómez Guerrero
Estudiante de Máster. Universidad de Salamanca.
Dr. José Luis Ordoñez García
Colaborador Científico. Profesor Ayudante Doctor. Universidad de Salamanca.
Dra. Paola Andrea Llanos Vidal
Colaboradora Científica. Profesora Asistente. Universidad de Chile.

PUBLICACIONES DESTACADAS


Fernández-Puente, E. and Palomero, J.
Genetically Encoded Biosensors to Monitor Intracellular Reactive Oxygen and Nitrogen
Species and Glutathione Redox Potential in Skeletal Muscle Cells.
International Journal of Molecular Sciences 22 (19): 10876. (2021)


Fernández-Puente, E., Sánchez-Martín, M. A., De Andrés, J., Rodríguez-Izquierdo, L.,
Méndez, L. and Palomero, J.
Expression and functional analysis of the hydrogen peroxide biosensors HyPer and HyPer2
in C2C12 myoblasts/myotubes and single skeletal muscle fibres.
Scientific Reports 10 (1): 871. (2020)


Heredia, M., Palomero, J., de la Fuente, A., Criado, J.M., Yajeya, J., Devesa, J., VicenteVillardón J.L. and Riolobos A.S.
Motor improvement of skilled forelimb use induced by treatment with growth hormone and
rehabilitation is dependent on the onset of the treatment after cortical ablation.
Neural Plasticity, 2018 Mar 20; ID 6125901, 15 pages. eCollection (2018)


Palomero, J., Vasilaki, A., Pye, D., McArdle, A. and Jackson, M. J.
Aging increases the oxidation of dichlorohydrofluorescein in single isolated skeletal muscle
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American Journal of Physiology – Regulatory, Integrative and Comparative Physiology, 305
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Sakellariou, G. K., Vasilaki, A., Palomero, J., Zibrik, L. and Jackson, M. J.
Studies of mitochondrial and non-mitochondrial sources implicate NADPH oxidase(s) in the
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Effect of passive stretch on intracellular nitric oxide and superoxide activities in single skeletal
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Free Radical Research, 46 (1): 30–40. (2012)


Sakellariou, G.K., Pye, D., Vasilaki, A., Zibrik, L., Palomero, J, Kabayo, T., McArdle, F., Van
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Role of superoxide-nitric oxide interactions in the accelerated age-related loss of muscle
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Palomero, J. and Jackson, M. J.
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Journal of Animal Science, 88 (4): 1307–1313. (2010)
Instituto de Neurociencias de Castilla y León
C/Pintor Fernando Gallego, 1
37007, Salamanca. España
Tel.: 923294500. Ext 5300 – 4730
Email: incyl@usal.es
http://www.institutoneurociencias.org


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In situ detection and measurement of intracellular reactive oxygen species in single isolated
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