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抗阻运动增强 mTORC1 对亮氨酸的长期敏感性

Molecular Metabolism ( IF 7.0 ) Pub Date : 2022-10-14 , DOI: 10.1016/j.molmet.2022.101615
Gommaar D'Hulst 1 , Evi Masschelein 1 , Katrien De Bock 1
Affiliation  

 客观的


运动可增强哺乳动物雷帕霉素靶点复合物 1 (mTORC1) 对氨基酸(尤其是亮氨酸)的敏感性。这种增强的敏感性能持续多久,以及哪些机制控制运动后增强的亮氨酸介导的 mTORC1 激活目前尚不清楚。

 方法


经过 12 天的适应期后,C57BL/6J 小鼠在阻力制动跑轮上运动一晚。小鼠在停止运动后48小时、停食3小时后立即用次最大剂量的L-亮氨酸或盐水灌胃。亮氨酸施用后30分钟切除肌肉。为了研究 mTORC1 的贡献,我们重复了这些实验,但在过夜跑步比赛前和第一次服用亮氨酸前一小时使用雷帕霉素阻断 mTORC1 激活。使用免疫印迹和 qPCR 评估 mTORC1 信号传导、肌肉蛋白合成和氨基酸传感机制。使用L-[ 14 C(U)]-亮氨酸示踪剂标记测量亮氨酸摄取。

 结果


与久坐的情况相比,补充亮氨酸可以更有效地激活剧烈运动的肌肉中的 mTORC1 和蛋白质合成。这种效应以m 为单位观察到。比目鱼肌,但不是m。胫骨前肌正常。跖肌m 的协同效应。比目鱼肌的效果是持久的,因为运动后 48 小时给予亮氨酸时,mTORC1 的关键下游标记物以及蛋白质合成仍然较高。我们发现运动增强了氨基酸转运蛋白的表达并促进了肌肉对亮氨酸的摄取,从而导致了更高的游离肌内亮氨酸水平。这与激活转录因子 4 (ATF4) 的表达增加相一致,ATF4 是氨基酸摄取和代谢的主要转录调节因子,下游氨基酸基因以及亮氨酰-tRNA 合成酶 (LARS)(一种假定的亮氨酸传感器)的激活也随之增加。最后,使用雷帕霉素阻断 mTORC1 并没有减少 ATF4 的表达和激活,表明后者不作用于 mTORC1 下游。相反,我们发现真核起始因子 2α (eIF2α) 磷酸化显着增加,这表明整合应激反应途径,而不是运动诱导的 mTORC1 激活,驱动运动后骨骼肌中 ATF4 的长期表达。

 结论


mTORC1 对亮氨酸的增强敏感性在运动后至少保持 48 小时。这表明蛋白质摄入的合成代谢机会窗口并不限于运动后的最初几个小时。 mTORC1 对亮氨酸敏感性的增加与亮氨酸流入肌肉的增加以及参与亮氨酸感应和氨基酸代谢的基因表达的增加相一致。此外,运动还能诱导 ATF4 蛋白表达增加。总而言之,这些数据表明,肌肉收缩启动了一个协调程序,以增强氨基酸的摄取以及参与 mTORC1 激活和刺激肌肉蛋白质合成的关键氨基酸的肌内感应。





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更新日期:2022-10-14
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