Ruolo dello stress ossidativo nell'atrofia muscolare

Lo scopo del lavoro è studiare il contributo dello stress ossidativo nell’atrofia muscolare attraverso l’analisi di tre modelli di atrofia: l’assenza di gravità, l’invecchiamento e la SLA.
L’atrofia muscolare è una perdita di massa muscolare, che può essere dovuta a differente eziologia: l’assenza di gravità è una condizione di atrofia indotta, l’invecchiamento è un esempio di atrofia associato ad una condizione fisiopatologica, la SLA è un modello di atrofia di origine patologica.

Nell’invecchiamento la perdita di massa muscolare è associata ad una diminuzione della forza tetanica e ad una diminuita capacità rigenerativa del muscolo scheletrico riconducibile alla diminuzione dei livelli di IGF1 durante la vita post-natale. Numerose evidenze in letteratura mostrano un aumento del danno ossidativo in tutti gli organismi. Inoltre, con il progredire dell’età, si hanno alterazioni a livello del genoma mitocondriale che portano a difetti della funzionalità di questo organello, specialmente nei tessuti con grande richiesta di energia come il muscolo scheletrico. Lo stress ossidativo e l’atrofia nell’invecchiamento sono stati studiati su topi a 24 mesi di età.
La scoperta che alcune delezioni all’interno dei geni antiossidanti portano ad una significativa diminuzione della vita media nei topi, e che alcune mutazioni a carico del principale enzima antiossidante SOD1 sono associate con la SLA ed altre patologie neurodegenerative, ha posto lo stress ossidativo al centro dell’interesse scientifico. Ciò ha eletto gli animali SOD1G93A a modello utile per capire il ruolo dello stress ossidativo nella patogenesi della SLA.

L’atrofia muscolare e lo stress ossidativo sono coinvolti nell’assenza di gravità definita come uno stato che si verifica quando la risultante della somma delle forze di attrazione esercitata da una distribuzione di masse su un corpo è nulla. Nei voli spaziali si osserva un declino delle funzioni e dell’adattabilità del muscolo scheletrico. Inoltre, durante i voli spaziali, gli astronauti sono esposti alle radiazioni ionizzanti che causano un’ulteriore produzione di ROS determinando sarcopenia ed inibizione della neurogenesi. Per simulare l’assenza di gravità abbiamo utilizzato il Mice Drawer System (MDS), un sistema sperimentale che permette di verificare se i modelli di atrofia muscolare e gli approcci terapeutici utilizzati per contrastare gli effetti dell’assenza di gravità, siano strategie valide per studiare le condizioni che si riscontrano durante i voli spaziali.