NUTRITIONAL ASPECTS OF MUSCULOSKELETAL PATHOPHYSIOLOGY: FOCUS ON MAGNESIUM

Il magnesio (Mg), nella sua forma biologicamente attiva di catione, è un micronutriente essenziale per la vita. Circa il 25% del Mg totale dell’organismo si trova nel muscolo scheletrico, dove è fondamentale per il rilassamento delle fibre. Una corretta assunzione di Mg con la dieta è associata a salute muscolare e a un ridotto rischio di sarcopenia. Nei paesi occidentali si registra un elevato rischio di ipomagnesemia cronica ma questo deficit nutrizionale è largamente sottostimato e il suo impatto a livello delle cellule muscolari non è ben caratterizzato. Inoltre, non è chiaro il suo contributo nella patogenesi della sarcopenia. A questo scopo, in questo lavoro sono stati utilizzati modelli di ipomagnesemia sia in vivo che in vitro. Topi nutriti per due settimane con una dieta povera di Mg hanno mostrato a livello muscolare una significativa rimodulazione dell’espressione di geni coinvolti nella rigenerazione delle fibre, nel catabolismo delle proteine, nelle dinamiche mitocondriali e nel metabolismo sia glucidico che lipidico. Questi aspetti sono stati confermati e approfonditi in vitro su mioblasti C2C12. Nel corso della miogenesi, è stata osservata una modulazione sia del livello intracellulare di Mg che dell’espressione proteica di suoi trasportatori di membrana, tra cui TRPM7, MagT1 e SLC41A1. Inoltre concentrazioni extracellulari non fisiologiche di Mg influiscono sulla capacità dei mioblasti di fondersi tra loro e, di conseguenza, provocano un difetto in miogenesi. In particolare questo danno è risultato essere connesso alla eccessiva produzione di specie reattive dell’ossigeno in condizioni di Mg non fisiologiche. Esponendo miotubi differenziati a basse concentrazioni di Mg, sono stati osservati cambiamenti morfologici, una compromissione dell’autofagia e alterazioni del metabolismo energetico. In particolare, una riduzione del livello di Mg intracellulare porta a una riduzione della glicolisi e un aumento dell’ossidazione degli acidi grassi, con conseguente diminuzione delle riserve di lipidi neutri. Questo adattamento metabolico è accompagnato anche da variazioni nell’espressione delle proteine contrattili. Tutte queste risposte metaboliche osservate in cellule esposte a basso Mg sono risultate connesse ad un significativo aumento della sintesi di ossido nitrico, una molecola segnale in grado di modulare l’attività di proteine target e di contribuire allo stress ossidativo. In conclusione, un deficit di Mg esercita un significativo impatto sulla fisiologia del muscolo scheletrico e gli effetti osservati sono sovrapponibili a caratteristiche tipiche della sarcopenia. Ciò suggerisce che alterazioni dell’omeostasi del Mg contribuiscano attivamente all’invecchiamento delle fibre muscolari.

Grantor dc:publisher

Università degli Studi di Milano

Year dc:date

2022

Author dc:creator

• ZOCCHI, MONICA

Contributors dc:contributor

• tutor: G. V. Zuccotti
• R. Cazzola ; supervisori: S. Castiglioni
• J. Maier
• M. Zocchi
• ZUCCOTTI, GIAN VINCENZO
• PINOTTI, LUCIANO

• Magnesium
• skeletal muscle
• sarcopenia
• lipid metabolism
• oxidative stress
• Settore MED/04 - Patologia Generale

Statement dc:rights

• info:eu-repo/semantics/openAccess

Language dc:language

eng

Identifier

http://dx.doi.org/10.13130/zocchi-monica_phd2022-12-05
10.13130/zocchi-monica_phd2022-12-05

OAI identifier oai:identifier

oai:air.unimi.it:2434/945768