Resumen

Introducción: 

Métodos:

Los CSB estuvieron expuestos a concentraciones graduadas de GABA durante 24–96 horas; basándose en ensayos CCK-8 y EdU, se seleccionaron 0,5 y 1 mM para experimentos mecanicistas (RT-qPCR, Western blot, inmunofluorescencia). Además, evaluamos el GABA bajo estrés por calor (41 °C) y frío (4 °C) midiendo genes relacionados con el estrés, índices antioxidantes, proteínas de la vía Nrf2/Keap1/HO-1 y realizando análisis transcriptómicos.

Resultados: 

Conclusión:

El ácido γ-aminobutírico (GABA) es el principal neurotransmisor inhibidor del sistema nervioso central y está implicado en el desarrollo del tejido neural, así como en la regulación de sus funciones. Mientras tanto, también se ha demostrado que el GABA aporta múltiples beneficios fisiológicos, incluyendo aliviar el estrés y mejorar la homeostasis metabólica. Este estudio investigó los efectos del GABA sobre la proliferación, diferenciación y protección contra el estrés térmico de células satélite del músculo esquelético bovino (BSCs).

El GABA promovió significativamente la proliferación de BSC (p < 0,05) al aumentar la regulación de PCNA, Ki-67, CCND1, Pax3 y CDK2, y mejoró la diferenciación miogénica (p < 0,05) al aumentar los niveles de proteínas MyoG, MyoD y MyHC, con efectos generalmente más intensos a 0,5 mM. Por debajo de 41 °C, el GABA redujo el ARNm de Hsp72, HSP-H1, HSP27 y HSP90 (p < 0,05), mientras que a 4 °C aumentó el ARNm RBM3, CIRBP y UCP2 y redujo el ROS intracelular (p < 0,05). A 41 °C, 0,5 mM de GABA elevó la proteína HO-1 (p < 0,05); a 4 °C, aumentaba el ARNm de Nrf2, HO-1 y NQO-1, mientras que la proteína HO-1 disminuía (p < 0,05). La transcriptómica reveló el enriquecimiento de las vías p53 y PI3K-Akt a 41 °C y de las vías p53 y FoxO a 4 °C (nodos clave: CDKN1A, ERBB3, HSPB1, CDK2, ESR2, CCNG2, FDFT1, CCNB1). En un ensayo in vivo protegido con GABA con rumen (RP-GABA) bajo diferentes condiciones de THI, RP-GABA aumentó significativamente la longitud corporal con el Índice de Temperatura y Humedad (THI) 45 y THI 63 (p < 0,05).

En los puntos temporales e índices, 0,5 mM de GABA proporcionó una protección comparable o superior a 1 mM, sugiriendo 0,5 mM como dosis integral recomendada in vitro y ofreciendo objetivos moleculares para alimentaciones funcionales que mejoran la resistencia de los rumiantes al estrés térmico.

1 Introducción

Las células satélite del músculo esquelético bovino (BSC) son células madre multipotentes esenciales para el crecimiento, mantenimiento y regeneración del músculo óseo bovino. Estas células suelen permanecer quietas entre la lámina basal y el sarcolema de miofibras maduras. Ante estímulos específicos como lesión muscular, ejercicio o señales de crecimiento, las células satélite se activan, proliferan y se diferencian en mioblastos, que luego se fusionan para formar nuevas miofibras o reparar las existentes (). En los rumiantes, un efecto adverso central del estrés térmico es la alteración de la homeostasis redox, lo que conduce al estrés oxidativo. Tanto el estrés por calor como por el frío aumentan la carga intracelular de las especies reactivas de oxígeno (ROS), alteran el metabolismo normal y las funciones celulares, y en última instancia comprometen la eficiencia de la producción de carne y la salud tisular (). A nivel celular, un ROS excesivo activa las vías de daño por estrés (por ejemplo, p38/MAPK), desvía las células satélite de la autorrenovación a la diferenciación con senescencia prematura y debilita el potencial regenerativo, perjudicando así la proliferación y reparación (, ). Por lo tanto, identificar moléculas seguras que aumenten la actividad del BSC y alivien el estrés oxidativo bajo estrés térmico es de importancia práctica y biológica.1234

El GABA puede aliviar en cierta medida el daño oxidativo a nivel animal y acelerar la recuperación estructural y funcional tras una lesión muscular aguda o crónica (). Múltiples estudios sugieren que el GABA actúa a través de vías autocrinas/paracrinas dentro del microambiente local para regular el ciclo celular, las trayectorias de diferenciación directa y las defensas antioxidantes sistémicas. El GABA exógeno modula los procesos miogénicos en modelos celulares, incluyendo la proliferación, fusión y expresión de marcadores de diferenciación, lo que sugiere que las células miogénicas pueden detectar y responder al GABA durante la miogénesis y la regeneración (, ). En mioblastos de C2C12, se ha informado que el GABA exógeno promueve la proliferación y la expresión de factores miogénicos mientras regula al alza enzimas antioxidantes de fase II [por ejemplo, hemo oxigenasa-1 (HO-1) y NAD(P)H quinona deshidrogenasa 1 (NQO-1)], acompañados de menor acumulación de ROS y atenuación de la GSH (, ). In vivo, el GABA dietético mejora el daño oxidativo y acelera la recuperación de una lesión muscular (). Aunque estudios previos han demostrado que el GABA ejerce funciones biológicas en la regulación de la proliferación celular, la defensa antioxidante y la reparación de tejidos, el trabajo relacionado se ha centrado hasta ahora principalmente en células de C2C12 murinas o especies no rumiantes (, ), y los mecanismos de acción del GABA en los CSB bovinos aún están por definirse sistemáticamente. El estrés térmico es un factor de estrés altamente realista en la producción de rumiantes; hay pocos informes sobre si el GABA puede mejorar la supervivencia de los CSB bovinos y su sistema de defensa antioxidante.5678910711

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