Maturation increases superoxide radical production without increasing oxidative damage in the skeletal muscle of hooded seals (Cystophora cristata)

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Abstract:

Diving vertebrates represent unique models for the study of the physiological responses to reactive oxygen species (ROS) production and oxidative stress because of their adaptability to cope with dive-derived ROS production. We hypothesized that in the skeletal muscle of a diving mammal, the hooded seal (Cystophora cristata (Erxleben, 1777)), ROS production increases with maturation but the accumulation of oxidative damage does not. To test this, we analyzed the tissue capacity to produce ROS, the accumulation of oxidative damage, and the activity and protein content of the cooper, zinc, and manganese dependent superoxide dismutases (Cu,ZnSOD, MnSOD) in skeletal muscle from neonates, weaned pups, and adult hooded seals. Our results showed higher tissue capacity to produce ROS, higher Cu,ZnSOD and MnSOD activities, and higher MnSOD protein content in adult seals than in pups. No differences in oxidative damage to lipids, proteins, or DNA were detected among groups. Results suggest that increased SOD activity likely counters the oxidative damage commonly associated with increased ROS production. These findings highlight the unusual tolerance of skeletal muscle of seals to increased ROS production.

Les vertébrés plongeurs sont des modèles uniques pour l’étude des réactions physiologiques à la production d’espèces d’oxygène réactif (ROS) et du stress oxydatif à cause de leur adaptabilité pour faire face à la production de ROS produits durant la plongée. Nous émettons l’hypothèse selon laquelle, dans le muscle squelettique du phoque à capuchon (Cystophora cristata (Erxleben, 1777)), la production de ROS augmente en fonction de la maturation, mais non l’accumulation de dommages oxydatifs. Afin de tester l’hypothèse, nous analysons la capacité du tissu à produire des ROS, l’accumulation de dommages oxydatifs, ainsi que l’activité et le contenu protéinique des superoxydes dismutases dépendantes du cuivre, du zinc et du manganèse (Cu,ZnSOD, MnSOD) dans le muscle squelettique chez des phoques à capuchon nouveau nés, des petits sevrés et des adultes. Les tissus ont une plus forte capacité de production de ROS et possèdent des activités plus élevées de Cu,ZnSOD et de MnSOD et des contenus protéiniques plus importants de MnSOD chez les phoques adultes que chez les petits. Aucune différence n’a pu être décelée entre les groupes dans les dommages oxydatifs aux lipides, aux protéines et à l’ADN. Nos résultats laissent croire que l’activité accrue des SOD bloque vraisemblablement les dommages oxydatifs couramment associés à la production plus élevée de ROS. Ces observations soulignent la tolérance exceptionnelle du muscle squelettique des phoques à la production accrue de ROS.

Document Type: Research Article

Publication date: March 1, 2011

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