Efecto del diazóxido y el ejercicio de intensidad moderada sobre la función de mitocondrias aisladas de músculo esquelético durante la obesidad

Abstract

Obesity is a chronic disease characterized by excessive adipose tissue accumulation, resulting from an imbalance between caloric intake and energy expenditure. This condition leads to multiple systemic alterations, including the deterioration of skeletal muscle structure and function, a key organ in energy metabolism. At the cellular level, obesity is associated with mitochondrial dysfunction, reduced contractile capacity, lower fatigue resistance, and increased vulnerability to oxidative damage. In this context, it has been proposed that pharmacological interventions such as diazoxide and non-pharmacological strategies like moderate-intensity physical exercise may positively influence mitochondrial function, enhance the endogenous antioxidant system, and reduce oxidative stress. However, the interaction between these two treatments has not yet been fully clarified. Therefore, the present study evaluated the effects of diazoxide, exercise, and their combination on mitochondrial function and oxidative stress parameters in isolated mitochondria from the skeletal muscle of Wistar rats with diet-induced obesity. Obesity was induced in the animals by feeding them with a high-fat diet for eight weeks. Diazoxide was administered intraperitoneally for 14 days, and/or the animals underwent a moderate-intensity exercise protocol for the same eight-week period following the induction of obesity. The results showed that the obesogenic diet significantly impaired mitochondrial activity, as evidenced by a reduction in the activity of the electron transport chain (ETC) complexes and the antioxidant enzymes superoxide dismutase (SOD) and glutathione peroxidase (GPx), along with an increase in reactive oxygen species (ROS) production and mitochondrial swelling.

La obesidad es una enfermedad crónica caracterizada por una acumulación excesiva de tejido adiposo, resultado de un desequilibrio entre la ingesta calórica y el gasto energético. Esta condición genera múltiples alteraciones sistémicas, entre ellas el deterioro de la estructura y función del músculo esquelético, órgano clave en el metabolismo energético. A nivel celular, la obesidad se asocia con una disfunción mitocondrial, reducción en la capacidad de contracción, menor resistencia a la fatiga y mayor vulnerabilidad al daño oxidativo. En este contexto, se ha propuesto que intervenciones farmacológicas como el diazóxido, así como estrategias no farmacológicas como el ejercicio físico de intensidad moderada, podrían influir de manera positiva sobre la función mitocondrial, al fortalecer el sistema antioxidante endógeno y reducir el estrés oxidativo. No obstante, la interacción entre ambos tratamientos aún no se ha esclarecido. Es por esto que, en el presente trabajo se evaluaron los efectos del diazóxido, el ejercicio y su combinación sobre parámetros de función mitocondrial y estrés oxidativo en mitocondrias aisladas de músculo esquelético de ratas de la cepa Wistar a las cuales se les indujo obesidad a través de la alimentación, con una dieta alta en grasa durante ocho semanas. A las ratas se les administró diazóxido por vía intraperitoneal durante 14 días y/o se sometieron a un protocolo de ejercicio de intensidad moderada durante 8 semanas posteriores a la inducción de la obesidad. Los resultados mostraron que la dieta obesogénica redujo la actividad mitocondrial, puesto que la actividad de los complejos de la cadena de transporte de electrones (CTE) disminuyeron significativamente su actividad, al igual que las enzimas antioxidantes superóxido dismutasa (SOD) y glutatión peroxidasa (GPx), y aumentó tanto la producción de especies reactivas de oxígeno (ERO) como el hinchamiento mitocondrial.