Mišice metabolizem in diabetes

Raziskovalci z inštituta za biosistemske vede zavrača dolgoletno prepričanje, na Univerzi v Michiganu, v skladu s katerim se je tvorba skeletnih mišičnih vlaken bele bolnikov diabetes To je nevarnost za telo.

V bistvu, so raziskave pokazale, da je razvoj bele mišice, kar poveča s treningom z utežmi in diabetes Pomaga nadzor krvni sladkor.

Poleg tega lahko molekularne poti v tem procesu in opredeljene v študiji je ključnega pomena za razvoj potencialnih zdravil za zdravljenje debelosti in presnovnih boleznih.

"Želeli smo ugotoviti razmerje med vrstami mišice in presnovo v telesu, se oblikujejo mišice, kot tudi njihov vpliv na bolezni, kot so Diabetes mellitus tipa 2"- je dejal Dzhiyandi Lin, profesor na Inštitutu za znanosti o življenju in izredni profesor na Medicinski fakulteti Univerze v Michiganu.

Ugotovitve Lin, objavljeni v reviji Nature Medicine.

Pri ljudeh, so vsi mišična vlakna so razdeljene v tri tipe: rdeča, bela, in mešane. Red mišice, da dobijo svojo barvo zaradi mioglobina - protein, ki so podobne hemoglobina, vsebovane v rdečih krvničk (eritrocitov), ​​so bolj primerni za vzdržljivost, kar je pomembno na primer v dirki na maratonu. Bela mišice malo mioglobin in nimajo tako izrazito rdečo barvo. Ti so prilagojeni hitro in moči dela, kot so uteži ali sprint disciplinah, ki zahtevajo kratke, močne rafali energije.

"Večina ljudi je nekje na sredini in imajo kombinacijo rdeče in bele mišice" - Lin je dejal.

Ko vadite, mišice živci pošiljajo signal, pove jo zmanjšati, kar potrebuje energijo. V odgovor na "Da" za dvigovanje težkih uteži, je bela mišični glikogen se uporablja za ponovno sintezo adenozin trifosfat (ATP) - snovi, ki se porabi, daje energijo za krčenje mišic. Medtem ko je to proces, ki se imenuje glikoliza, pomaga, da proizvajajo veliko energije v kratkem času, zaloge glikogena kmalu izčrpane.

Vendar, če so možgani naročila mišice izvajati počasi in enakomerno dolge razdalje dirke, mitohondriji v rdeči mišice predvsem uporabo oksidacijo maščob in ne zlom glikogena za proizvodnjo ATP. oskrba z energijo traja veliko dlje, vendar ne zagotavlja take ugodnosti, kot glikolize.

Ljudje s sladkorno boleznijo opazili nastanek belih vlaken v mišicah.

"Dolgo časa so mislili, da je sprememba v mišicah iz rdeče v belo jih naredi manj občutljive na inzulin, hormon, ki znižuje raven sladkorja v krvi," - Lin je dejal. "Do sedaj je bil samo predlog. Rdeče mišice so izgubili zaradi staranja ali razvoj sladkorne bolezni, ampak zakaj se to dogaja, je vprašljiva. "

Če želite izvedeti, ekipa je šel na prizadevanju za beljakovine, odgovorne za nastanek bele mišice. So mehke s pomočjo podatkov, javnih podatkovnih baz in določila seznam možnih proteinov, ki je prevladovalo v beli barvi, vendar ne v rdečih mišicah.

Nadaljnje preiskave privedla do dejstva, da je ekipa osredotočila na beljakovino, imenovano BAF60c, je odgovoren za mehanizem, ki pove, celice, kdaj in kako izraziti določene gene. Ekipa Lin je ustvaril transgene miško, da bi povečali BAF60c samo v skeletnih mišicah. Prva stvar, ki so opazili, je bila, da so miši z več BAF60c bledo mišice.

"To kaže, da smo na pravi poti," - je dejal glavni avtor Hsien-Zhuo Meng, raziskovalec Lin v laboratoriju.

Uporabili so elektronskim mikroskopom videti razširjenost mitohondrije v mišicah, in potrjujejo, da so mišice BAF60c transgenih miših manj mitohondrijev od tistih v kontrolni skupini.

"Videli smo napovedanih sprememb v molekularnih markerjev, vendar smo morali opraviti nadzor nad tem, kako so ti miši teče okoli" - Lin je dejal.

Če lahko BAF60c miš teči na kratke razdalje, brez truda, tako hitro naporno, bi se izkazalo, da je BAF60c pot igral ključno vlogo pri oblikovanju bele mišice.

Uporaba preproge miši, so primerjali BAF60c miši vzdržljivost z normalno kontrolno skupino miši, in ugotovil, da lahko transgenih miših BAF60c teči le okoli 60 odstotkov časa, ki bi Premagati kontrolno skupino pred nastopom utrujenosti.

"Bela uporaba mišice glikogena, in transgene miši porabili zaloge glikogena v svojih mišicah zelo hitro", - je dejal Lin.

Po nekaj nadaljnjih poskusih, katerih cilj je, poskuša ugotoviti, točno kateri so molekule nadzorovano BAF60c, so Lin in njegova ekipa prepričana, da so opredeljeni glavni dejavniki odgovorni za nastanek bele mišice. Zdaj, ko so vedeli, kako pripraviti bolj belo mišic pri živalih, so želeli ugotoviti, ali škodljivo ali beli mišic prilagodljivo značilnost sladkorne bolezni.

Ekipa izzvala debelosti pri miših, ki jih postavi na dieti "Super Size Me"Lin je dejal. Skozi to prehrana z veliko vsebnostjo maščob miško podvoji svojo težo v dveh do treh mesecih. Ugotovili so, da so transgenih miših debeli, lahko veliko boljši nadzor ravni sladkorja v krvi.

"Naši rezultati so nekoliko nepričakovano," - je dejal Lin. "To je res popolnoma spremeni naše razumevanje metabolizma mišic in sladkorno bolezen."

Pri ljudeh, teža usposabljanja prispevajo k rasti bele mišice, in zniža krvni sladkor. Če prihodnje študije, opravljene na ljudeh kažejo, da BAF60c način, da res igrajo vlogo pri oblikovanju bele mišice, ki prispevajo k optimizaciji presnovne funkcije, bi to odkritje vodilo do razvoja novih zdravil.

"Vemo, da je to molekularna pot deluje tudi v človeških celicah. Problem je, da se za to uporabljajo droge "- Lin je dejal.

17. maj 2013

vir:

Meng ZX, Li S Wang L, Ko HJ Lee Y, Jung DY, Okutsu M Yan Z, Kim JK, Lin JD. Baf60c vozi glikoliticna presnovo v mišicah in izboljšuje sistemsko homeostaze glukoze z Deptor posredovane aktivacije Akt. Nat Med. 2013, Vol.19, №5, pp.640-645.