Vil trening in vivo prege skjelettmuskelceller in vitro?

Abstract

Bakgrunn/mål: Fysisk aktivitet har en viktig rolle i profylakse og behandling av en rekke metabolske sykdommer som fedme, insulinresistens, metabolsk syndrom og type 2-diabetes. I denne studien ble energimetabolisme undersøkt i dyrkede skjelettmuskelceller isolert fra biopsier fra frivillige individer før og etter 12 uker med omfattende utholdenhets- og styrketrening.

Metode: Skjelettmuskelceller ble isolert fra biopsi av musculus vastus lateralis til mannlige frivillige forsøkspersoner før og etter en treningsintervensjonsperiode, som inkluderte to utholdenhets- og to styrketreningsøkter á 90 minutter per uke i 12 uker. Både personer med normal og nedsatt glukosemetabolisme ble inkludert. Muskelstyrke og utholdenhet ble undersøkt før og etter den 12 uker lange intervensjonsperioden; insulinsensitivitet ble også undersøkt. Muskelcellene ble dyrket opp og differensiert til flerkjernede myotuber. Lipid- og glukosemetabolisme ble undersøkt ved å benytte henholdsvis radiomerket [1-14C]oljesyre og D-[14C(U)]glukose. I tillegg ble celler inkubert med peroksisomproliferator-aktivert reseptor δ (PPARδ)-agonisten GW501516 de siste fire dagene av differensieringsperioden. Genekspresjon ble undersøkt ved å benytte kvantitativ polymerase-kjedereaksjon (qPCR).

Resultater: Muskelceller isolert og differensiert til myotuber etter en 12 ukers treningsperiode hadde signifikant økt opptak og oksidasjon av oljesyre sammenlignet med cellene isolert før den 12 uker lange treningsperioden. Det var ingen signifikante effekter på glukosemetabolismen etter treningsperioden. Ekspresjonen av genene ”cluster of differentiation” 36 (CD36), peroksisomproliferator-aktivert reseptor γ koaktivator-1α (PGC1α), cytokrom c-1 (Cyc1) og PPARδ så ut til å øke 2-4 ganger etter trenings-intervensjonsperioden. GW501516 økte oljesyremetabolismen i myotubene, men hadde hemmende effekt på glukosemetabolismen. Det var ingen tilleggseffekt av GW501516 på oljesyremetabolismen som følge av treningsintervensjonen.

Konklusjon: Trening virket til å ha en positiv effekt på fettsyremetabolismen i skjelettmuskelceller etter en 12 ukers treningsperiode, og noen av effektene av trening in vivo så derfor ut til å være bevart i humane myotuber dyrket in vitro. Mer data trengs for å kunne trekke endelige konklusjoner ettersom myotuber fra et begrenset antall forsøkspersoner ble undersøkt i denne masteroppgaven.