Мускулна метаболизъм и диабет

Изследователи от Института за науките за живота опровергаха отколешни вярата в Университета на Мичиган, според което формирането на скелетно-мускулни влакна на белите пациенти диабет Той е бич за организма.

В действителност, изследвания показват, че развитието на бял мускула, което увеличава с тегло обучение и диабет Тя помага за контрол кръвната захар.

В допълнение, молекулните пътища, участващи в този процес и идентифицирани в изследването може да бъде ключ към развитието на потенциални лекарства за лечение на затлъстяване и метаболитни заболявания.

"Искахме да разберем връзката между видовете мускулите и обмяната на веществата в организма, мускулите се формират, както и тяхното въздействие върху заболявания като Захарен диабет тип 2"- каза Dzhiyandi Лин, професор в Института за науките за живота и доцент в Медицинския факултет на Университета на Мичиган.

констатации Lin публикувани в списание Nature Medicine.

При хората, всички мускулни влакна се разделят на три вида: червено, бяло, и смесени. Червени мускули, които печелят техния цвят се дължи на миоглобин - един протеин, подобни на хемоглобина, съдържащ се в червените кръвни клетки (еритроцити) са по-подходящи за издръжливост, което е важно, например в състезанието на маратона. Белите мускулите имат малко миоглобин и нямат такъв обявен червен цвят. Те са пригодени за бързо и енергия за работа, като вдигане на тежести или спринтовите дисциплини, които изискват кратки и мощни изблици на енергия.

"Повечето хора са някъде по средата и имат комбинация от червено и бяло мускул" - каза Лин.

Когато тренирате, мускулни нерви предават сигнал, казвайки й да намали, това, което се нуждае от енергия. В отговор на "ред", за да се вдигне тежка категория, бяло мускулния гликоген се използва за повторно синтез на аденозин трифосфат (ATP) - вещество, което се консумира, като енергия за мускулните контракции. Докато този процес, наречен гликолиза, помага да произвежда много енергия, за кратко време, гликогена изчерпани скоро.

Въпреки това, ако мускулите на мозъчните поръчки за изпълнение бавно и стабилно състезание на дълги разстояния, митохондриите в червено мускулите използват основно окисляването на мазнините, а не разбивката на гликоген за производство на ATP. енергийни доставки продължава много по-дълго, но не осигурява такива съоръжения като гликолиза.

Хората с диабет се наблюдават образуването на бели влакна в мускулите.

"Дълго време се смяташе, че промяната в мускул от червено до бяло, което ги прави по-малко чувствителни към инсулин, хормонът, който понижава нивата на кръвната захар," - каза Лин. "До сега това е само предположение. Червени мускули са загубени в резултат на стареене или развитие на диабет, но защо се случва, е поставена под съмнение. "

За да разберете, отборът продължи търсенето на протеина, отговорен за образуването на бели мускул. Те пресява през данни публични бази данни и изготви списък с потенциални протеини, които надделя в бяло, но не и в червените мускули.

По-нататъшни изследвания са довели до факта, че екипът се фокусира върху по-BAF60c протеин, наречен, е отговорен за механизма, който казва клетки кога и как да изразя някои гени. Екип на Лин е създал трансгенни мишки, за да се увеличи BAF60c само в скелетните мускули. Първото нещо, което забелязах, беше, че те мишки с повече BAF60c имали бледо мускули.

"Това показва, че сме на прав път", - каза водещият автор на Хсиен-Джуо Meng, изследовател Лин в лабораторията.

Те са използвали електронен микроскоп, за да видите разпространението на митохондриите в мускулите, и потвърди, че мускулите BAF60c трансгенни мишки имали по-малко митохондриите от тези в контролната група.

"Видяхме очакваните промени в молекулярни маркери, но ние трябваше да извършват мониторинг за това как тези мишки, които вървят около" - каза Лин.

Ако BAF60c на мишката може да работи на къси разстояния, без усилие, като по този начин бързо уморително, че ще докаже, че BAF60c на път изигра ключова роля в създаването на бял мускул.

Използването на бягащи пътеки мишки, те в сравнение издръжливост BAF60c мишки с нормална контролна група от мишки, и е установено, че трансгенни мишки BAF60c могат да се движат само около 60 процента от времето, което може да надделее над контролната група преди началото на умора.

"Бяла употреба мускулния гликоген, и трансгенни мишки, прекарани на гликогена в мускулите им много бързо", - каза Лин.

След няколко следващи експерименти, насочени към опитвам да разбера точно кои молекули са контролирани BAF60c, Лин и екипът му са били убедени, че са идентифицирани основните фактори, отговорни за формирането на бял мускул. Сега, когато те са знаели как да се произвежда повече бели на мускулна маса, те искаха да се определи дали вредно или бяло мускулна адаптивна характеристика на диабет.

Екип предизвика затлъстяване при мишки, като ги постави на диета "Super Size Me"каза Лин. Чрез тази диета с високо съдържание на мазнини мишка удвоява теглото си в рамките на два до три месеца. Те откриват, че трансгенни мишки са със затлъстяване, може много по-добър контрол на нивата на кръвната захар.

"Нашите резултати са малко по-неочаквани," - каза Лин. "Това е наистина напълно променя нашето разбиране за мускулния метаболизъм и диабет."

При хората, тегло обучение допринася за растежа на бял мускул, и за намаляване на кръвната захар. Ако бъдещите проучвания, проведени върху хора показват, че BAF60c начин наистина да играе роля във формирането на бял мускулите, които допринасят за оптимизиране на метаболитни функции, това откритие може да доведе до разработването на нови лекарства.

"Ние знаем, че този молекулярен път също работи в човешките клетки. Проблемът е, че за да стигнете до него с помощта на лекарства "- каза Лин.

17 май 2013 г.

Източник:

Meng ZX, Li S, Wang L, Ko HJ, Lee Y, Jung DY, Okutsu М, Yan Z, Kim JK, Lin JD. Baf60c задвижва гликолитичен метаболизъм в мускулите и подобрява системната глюкозната хомеостаза през Deptor-медиирана активация Akt. Nat Med. 2013, vol.19, №5, pp.640-645.