13.07.2015 Views

Genuttrycksförändringar i skelettmuskeln vid ryggmärgsskada ... - GIH

Genuttrycksförändringar i skelettmuskeln vid ryggmärgsskada ... - GIH

Genuttrycksförändringar i skelettmuskeln vid ryggmärgsskada ... - GIH

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

S V E N S K I D R O T T S F O R S K N I N G 3 - 2 0 0 6påverkar muskelns relativa uttryck avde olika AMPK isoformerna.Figur 2. Skillnader i mRNA uttryck i skelettmuskel hos ryggmärgsskadade (n=6) jämfört med gående(n=7) individer. ↓ indikerar lägre och ↑ högre nivåer hos de ryggmärgsskadade, ↔ ingen skillnadmellan grupperna. Siffrorna 1-3 representerar isoform ett, två och tre.Slutsatser och betydelseI skelettmuskulatur som varit inaktivunder en längre tid, sker en fibertypsförändringmed en ökning av typ IIbmuskelfibrer till följd (9). Detta harvisats tidigare i den nu studerade gruppenryggmärgsskadade (7). Nyligenhar vår forskargrupp rapporterat attAMPK γ3 isoformen främst är uttryckti vit, snabb, glykolytisk typ IIb muskelfiber.En möjlig förklaring till detökade uttrycket av AMPK γ3 hos deryggmärgsskadade är att det reflekterarden relativt höga andelen IIb fibrer somfinns i musklerna hos ryggmärgsskaregelbundenträning. Träningsmodellensom användes var elektriskt stimuleradbencykling (ESLC), där deltagarna tränadesju stycken 30 minuters pass pervecka. Förutom den ökade muskelmassani benen så ledde ESLC-träningentill ett förbättrat insulinstimuleratglukosupptag på helkroppsnivå, samten markant ökning av proteiner somspelar en nyckelroll i regleringen avglukosmetabolismen i musklerna.Dessutom observerades en tendens tillmuskelfibertypsförändring från typ IIbtill IIa, samt att mängden typ I muskelfibrerökade från i stort sett ha varitobefintlig till några procent (7). Dettainnebär att de förändringar som skeri skelettmuskulaturen hos ryggmärgsskadadeåtminstone till viss del gåratt återskapa genom anpassad fysiskträning.AMP-aktiverat proteinkinas (AMPK)En mycket viktig sensor, som kännerav energistatusen och reglerar cellensmetabolism, är enzymet AMP-aktiveratproteinkinas (AMPK). Rent generelltkan man säga att AMPK, för att upprätthållacellens energistatus, triggarigång katabola (nedbrytande) signaleringsvägar,så att ATP produceras, samtidigtsom enzymet stänger av anabola(uppbyggande) signaleringsvägar, vilkakonsumerar ATP (Figur 1) (5).Struktur och reglering av AMPKI en rad olika vävnader kontrollerarAMPK glukos- och lipidmetabolismen.När ATP bryts ned bildas förstADP + fritt fosfat + energi. ADP kansedan brytas ned vidare i AMP + frittfosfat + energi. När mängden AMPi förhållande till ATP ökar i cellen,aktiveras AMPK för att starta processersom upprätthåller energibalansen.AMPK stimulerar glukosupptag ochlipidoxidation för att producera energioch motverkar samtidigt energikonsumerandeprocesser såsom glukos- ochlipidproduktion.Enzymet AMPK är uppbyggt avtre olika delar, α-, β-, och γ-enheter,vilka alla är nödvändiga för att få fullaktivitet. Av de olika enheterna finnsdet dessutom olika isoformer: två förα- (α1 och α2) och β-enheterna (β1och β2), samt tre för γ (γ1, γ2, och γ3)(5). Aktivering av AMPK sker via uppströmsliggandeAMPK kinas medanaktiveringen minskas av olika fosfataser(Figur 1).AMPK och fysisk aktivitetDet är väl känt att AMPK aktiveras iskelettmuskel vid muskelkontraktion/träning. Detta leder till en mängd cellulärasvar vid både akut och kroniskträning hos människa och gnagare(11-13). Aktivering av AMPK skyddarmuskeln mot energibrist genombland annat ökad förflyttning avglukostransportörer till cellytan, vilketleder till att mer socker kan tas upp icellen, samt ökad fettnedbrytning (1,6). Förutom dessa metabola funktionerhar AMPK även visats ha betydelse förreglering av transkription och genuttryck(8, 14, 15).Vilka faktorer som reglerar detrelativa uttrycket av de olika AMPKisoformerna i human skelettmuskelär idag inte kända. Dock vet man attregelbunden uthållighetsträning ärförknippad med minskat proteinuttryckav γ3 och ett ökat uttryck avisoformerna α1, β2 och γ1 (4). Dånervaktivitet (innervering) styr mångametabola och strukturella förhållandenoch funktioner i skelettmuskeln, ställdevi oss frågan om ryggmärgsskadaSyfteHuvudsyftet med vår studie var attundersöka om innervering påverkaruttrycket av AMPK. Vi analyserade ommRNA nivåerna av de olika AMPKisoformerna skiljer sig i skelettmuskelfrån ryggmärgskadade jämfört medupprättgående individer. Dessutomundersökte vi effekterna av regelbundenträning på mRNA nivå av de olikaAMPK isoformerna hos en subgruppav de ryggmärgsskadade personerna.Material och metodMuskelprover (biopsier) erhölls frånsex ryggmärgsskadade och sju matchade,gående män. Fyra av de ryggmärgsskadadepersonerna deltog sedani åtta veckors träning (ESLC), där devarje vecka tränade ett pass per dagunder tre dagar och två pass per dagunder två dagar. Träningen utfördes påen specialdesignad datorkontrollerad,elektrisk cykelergometer. RNA extraheradesur muskelbiopsierna och cDNAsyntetiserades för analys av mRNAuttryck.ResultatmRNA uttrycket av de två α- såvälsom de två β-enheterna var lägre hosde ryggmärgsskadade jämfört med degående männen. I motsats till detta varmRNA uttrycket av två av de tre γ-enheterna, γ1 och γ3, förhöjt (Figur 2).I den mindre subgruppen ryggmärgsskadade(n=4) som utförde åttaveckors ESLC-träning ökade mRNAuttrycket av AMPK γ2 hos samtliga.Förändringar av de övriga isoformernavarierade mellan de olika individerna.De två personer som varit skadadelängst, 23 respektive 11 år följdevarandra, oftast åt motsatt håll jämförtmed de två personer som varit skadadekortare tid, 6 respektive 7 år.35

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!