Abstract
Bakgrunn: Inaktivitet er assosiert med økt metabolsk risiko. Skjelettmuskulaturen er det største organet i kroppen og forbruker en betydelig mengde energi ved hvile, men særlig ved økt og intens fysisk aktivitet. For personer med ryggmargsskade (spinal cord injury, SCI) er imidlertid fysisk aktivitet ikke aktuelt eller vanskelig å gjennomføre. SCI forårsaker store konsekvenser for de som blir rammet. Pasienter med SCI har kortere forventet levealder sammenlignet med den funksjonsfriske befolkningen, delvis som følge av sekundære helsetilstander som fedme, diabetes type 2 og kardiovaskulære sykdommer. Metabolsk profil hos denne pasientgruppen er preget av forhøyet blodglukose, insulinresistens og hyperlipidemi. I denne oppgaven ble det undersøkt om metabolske endringer forekommer i skjelettmuskelceller hentet fra biopsier fra SCI-pasienter, tatt 1 måned (SCI-1) og 12 måneder (SCI-12) etter skade, sammenlignet med funksjonsfriske kontroller. Metode: Skjelettmuskelceller fra SCI-pasienter og funksjonsfriske kontroller ble isolert og differensiert til myotuber in vitro. Substratoksidasjonsmetoden ble brukt for å undersøke fettsyremetabolisme og glukosemetabolisme i myotuber ved å benytte [1- 14C]oljesyre og D[14C(U)]glukose. Sanntidsakkumulering og degradering av [14C]leucin ble undersøkt ved scintillation proximity assay for å studere proteinomsetningen i myotuber. Insulinstimulert Akt-fosforylering ble analysert ved Western immunoblotting. Genekspresjon av de utvalgte genene myosin tungkjede 2 (MYH2), myosin tungkjede 7 (MYH7) og peroksisomproliferator-aktivert reseptor gamma coaktivator 1-alfa (PPARGC1α/PGC1α) ble studert ved kvantitativ polymerasekjedereaksjon. I de siste dagene av differensieringsperioden ble noen av brønnen tilsatt den mitokondrielle frikobleren FCCP, PPARδ-agonisten GW501516 og β2-reseptoragonisten terbutalin, for å se på effektene av disse i myotuber. Resultater: Ingen signifikante endringer i oljesyremetabolisme, glukosemetabolisme eller leucinomsetning ble observert i SCI-celler sammenlignet med kontroll-celler, eller mellom SCI-celler fra biopsier tatt 1 og 12 måneder etter skaden. Hverken GW501516 eller FCCP hadde tydelige effekter på fettsyre- eller glukosemetabolismen i myotubene, men GW501516- responsen på oljesyreoksidasjonen tenderte til å være lavere i SCI-12-myotuber sammenlignet med SCI-1-myotuber og kontroll-myotuber. Det var også en mulig tendens til lavere effekt av FCCP i SCI-cellene, mens insulineffekten på glukosemetabolisme og Akt-fosforylering ikke var forskjellig mellom gruppene. Terbutalin viste ingen signifikante forskjeller i akkumulering av leucin i SCI-myotuber sammenlignet med kontroll-myotuber. Genuttrykk av PGC1α var signifikant lavere i ubehandlede SCI-myotuber sammenlignet med ubehandlede kontroll-myotuber og det var en tendens til lavere uttrykk av MYH2 og MYH7 i SCI-12- myotubene. Behandling med terbutalin førte til en signifikant nedregulering av MYH2 i SCI- celler, noe som ikke ble observert i kontroll-celler. Signifikant redusert uttrykk av MYH7 i SCI-1-myotuber ble også observert etter behandling med terbutalin Konklusjon: Ingen endringer ble funnet i fettsyremetabolisme, glukosemetabolisme eller leucinomsetning i SCI-myotuber sammenlignet med kontroller-myotuber. Behandling med FCCP, GW501516, terbutalin eller insulin viste heller ingen signifikante forskjeller mellom donorgruppene. Imidlertid ble noen endringer i genuttrykk observert i dyrkede muskelceller fra SCI-pasienter sammenlignet med friske kontroller. For å trekke sikre konklusjoner om mulige metabolske endringer oppstår i skjelettmuskelceller fra SCI-pasienter er det nødvending å utføre flere forsøk på flere donorer.