Metabolismului muscular si diabetul

Cercetatorii de la Institutul de Științe ale Vieții a respins credința lung a avut loc la Universitatea din Michigan, potrivit căruia formarea de fibre musculare scheletice de pacienti de culoare alba diabet Este un flagel pentru organism.

De fapt, cercetările au arătat că dezvoltarea mușchiului alb, care crește cu greutate de formare și diabet Acesta ajută la controlul zahăr din sânge.

In plus, caile moleculare implicate în acest proces și identificate în studiul poate fi cheia pentru dezvoltarea de medicamente potențiale pentru tratamentul obezității și a bolilor metabolice.

„Ne-am dorit să aflăm relația dintre tipurile de mușchi și metabolismului în organism, se formează mușchii, precum și impactul acestora asupra bolilor, cum ar fi Diabet zaharat tip 2„- a declarat Dzhiyandi Lin, profesor la Institutul de Științe ale Vieții și profesor asociat la Scoala Medicala de la Universitatea din Michigan.

constatarile Lin publicat in revista Nature Medicine.

La om, toate fibrele musculare sunt împărțite în trei tipuri: roșu, alb, și mixte. mușchii roșii care obține culoarea lor din cauza mioglobina - o proteină similară cu hemoglobina conținută în celulele roșii din sânge (eritrocite) sunt mai potrivite pentru rezistenta, ceea ce este important, de exemplu, în cursa de pe maraton. mușchii albi au puțin mioglobina și nu au o astfel de culoare roșie pronunțat. Acestea sunt adaptate la locul de muncă rapidă și putere, cum ar fi haltere sau sprint discipline care necesită rafale scurte, puternice de energie.

„Cei mai mulți oameni sunt undeva la mijloc și au un amestec de mușchi roșu și alb“ - a spus Lin.

Când exercițiu, nervii musculare transmite un semnal, spunându-i să taie, ce are nevoie de energie. Ca răspuns la „ordinul“ pentru a ridica o greutate mare, glicogen muscular alb este utilizat pentru re-sinteza adenozin trifosfat (ATP) - o substanță care este consumată, oferind energie pentru contracția musculară. În timp ce acest proces, numit glicoliza, ajută pentru a produce o mulțime de energie într-un timp scurt, depozitele de glicogen epuizate în curând.

Cu toate acestea, în cazul în care comenzile creierului mușchii pentru a pune în aplicare cursa lentă și constantă pe distanțe lungi, în mitocondriile musculare roșii folosesc în principal oxidarea grăsimilor, mai degrabă decât descompunerea glicogen pentru a produce ATP. alimentarea cu energie durează mult mai mult, dar nu oferă facilități, cum ar fi glicoliza.

Persoanele cu diabet zaharat observat formarea de fibre albe în mușchi.

„Pentru o lungă perioadă de timp sa crezut că schimbarea în mușchi de la roșu la alb le face mai puțin sensibile la insulină, hormonul care scade nivelul de zahar din sange,“ - a spus Lin. „Pana acum era doar o sugestie. mușchii roșii sunt pierdute ca urmare a îmbătrânirii sau de dezvoltare a diabetului zaharat, dar de ce se întâmplă acest lucru, a fost pusă în discuție. "

Pentru a afla, echipa a mers pe o căutare pentru proteine ​​responsabile pentru formarea de mușchi alb. Ei cernuta prin date baze de date publice și a identificat o listă de potențiale proteine, care a prevalat în alb, dar nu și în mușchii roșii.

Investigațiile ulterioare au condus la faptul că echipa sa concentrat pe o proteina numita BAF60c, este responsabil pentru mecanismul care spune celule, atunci când și cum să-și exprime anumite gene. Echipa Lin a creat un șoarece transgenic, cu scopul de a crește BAF60c numai în mușchii scheletici. Primul lucru pe care au observat a fost ca soarecii cu mai BAF60c a avut un mușchi pal.

„Aceasta arată că suntem pe drumul cel bun“, - a declarat autorul principal Hsien-Zhuo Meng, cercetător Lin în laborator.

Ei au folosit microscopie electronica pentru a vedea prevalența mitocondriei în mușchi, și confirmă că mușchii șoarecilor transgenici BAF60c au avut mai putine mitocondrii decât cei din grupul de control.

„Am văzut modificările proiectate în markeri moleculari, dar a trebuit să efectueze o monitorizare a modului în care aceste soareci rulează în jurul“ - a spus Lin.

În cazul în care BAF60c mouse-ul poate rula pe distanțe scurte, fără efort, astfel rapid obositoare, s-ar dovedi că BAF60c calea a jucat un rol-cheie în crearea de mușchi alb.

Folosind soareci benzi de alergare, au comparat soareci BAF60c anduranta cu grupul de control normal al șoarecilor, și a constatat că șoarecii transgenici BAF60c poate rula doar aproximativ 60 la suta din timp, care ar putea învinge grupul de control înainte de debutul oboselii.

„Alb utilizarea glicogenului muscular, si soareci transgenici a petrecut glicogenului din muschi lor foarte repede“, - a spus Lin.

După mai multe experimente ulterioare menite încercând să dau seama BAF60c exact care moleculele sunt controlate, Lin și echipa lui au fost convinși că au identificat principalii factori responsabili pentru formarea de mușchi alb. Acum, că au știut cum să producă mai mult mușchi alb la animale, au vrut să determine dacă musculare caracteristică adaptativ dăunătoare sau alb de diabet zaharat.

Echipa a provocat obezitate la șoareci prin punerea lor pe o dieta "Super Size Me", a spus Lin. Prin aceasta o dieta bogata in grasimi mouse-ul dublează greutatea sa în termen de două până la trei luni. Ei au descoperit că șoarecii transgenici sunt obezi, poate mult mai bun control al nivelului de zahar din sange.

„Rezultatele noastre sunt oarecum neașteptate,“ - a spus Lin. „Este într-adevăr schimba complet intelegerea noastra a metabolismului muscular si diabetul.“

La om, greutate de formare contribuie la creșterea mușchiului alb, și de a reduce de zahăr din sânge. În cazul în care studiile viitoare efectuate pe subiecți umani arată că drumul BAF60c de a juca într-adevăr un rol în formarea de mușchi alb, contribuind la optimizarea functiilor metabolice, aceasta descoperire ar putea duce la dezvoltarea de noi medicamente.

„Stim ca aceasta cale moleculara opereaza, de asemenea, in celulele umane. Problema este, pentru a ajunge la ea folosind droguri „- a spus Lin.

17 mai 2013

Sursa:

Meng ZX, Li S, Wang L, Ko HJ, Lee Y, Jung DY, Okutsu M, Yan Z, Kim JK, Lin JD. Baf60c conduce metabolismul glicolitic in muschi si imbunatateste homeostazia glucozei sistemice prin activarea Akt Deptor-mediată. Nat Med. 2013, vol.19, №5, pp.640-645.