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Les aides de technologie neuve étudient la biologie de muscle plus clair

L'exercice régulièrement est l'une des meilleures défenses contre des maladies métaboliques, telles que l'obésité et le diabète - mais pourquoi ? C'est une question que les scientifiques luttent toujours pour répondre. Tandis que l'exercice change le comportement moléculaire des muscles, il n'est pas bon compris comment ces modifications moléculaires améliorent la santé métabolique.

Les scientifiques à l'université de Copenhague ont maintenant développé une technologie neuve qui permet à des chercheurs d'étudier la biologie de muscle à un niveau d'analyse détaillé - et de trouver si tout va bien quelques réponses neuves. Ils ont extrait « rapide » et « ralentissez » les fibres musculaires de tic des échantillons lyophilisés de muscle qui ont été prélevés avant et après 12 semaines de formation de recyclage d'exercice. Leur analyse globale de l'expression de la protéine des fibres fournit la preuve neuve que les types de fibre répondent différemment à la formation d'exercice.

La recherche, qui était publiée dans des transmissions de nature, explique également le potentiel inexploité des échantillons lyophilisés qui sont plac dans des congélateurs autour du monde.

Des troubles métaboliques et plusieurs maladies musculaires sont connus pour affecter ou stocker les types spécifiques de fibre, pour cette raison l'enquête détaillée sur les types spécifiques de fibre est essentielle. Les études précédentes concernant l'analyse de grande puissance de protéine des fibres musculaires ont exigé l'isolement des fibres musculaires uniques des biopsies musculaires frais obtenues. Puisque l'isolement de la fibre musculaire est long, cette approche a ses limitations inhérentes. Notre méthode active l'analyse de fibre musculaire des biopsies musculaires déjà rassemblées ainsi que prépare le terrain neuf pour de futures études. »

Atul Deshmukh, professeur agrégé, centre de fondation de Novo Nordisk pour la recherche métabolique fondamentale (CBMR), université de Copenhague

Échantillons malpropres et embrouillants de muscle

Le muscle squelettique contient les fibres minuscules qui peuvent être classées par catégorie en tant que tic rapide ou lent. Tout simplement, les fibres rapides de tic produisent l'énergie explosive mais obtiennent fatiguées rapidement, alors que les fibres lentes de tic sont moins énergétiques mais ont plus de résistance. La plupart des gens ont un chiffre pair des les deux saisissent leurs muscles, mais le rapport peut varier considérablement entre les gens. Ceci signifie que l'exercice peut bénéficier des gens différemment, selon ce rapport.

Dans un muscle, des milliers de fibres sont empaquetés ensemble par le tissu conjonctif et entremêlés avec une gamme des types de cellules avec un fonctionnement de support. À cause de tous ces différents types de cellules, les scientifiques peuvent lutter pour interpréter les résultats d'un échantillon entier de muscle, et branchent les modifications observées aux types spécifiques de cellules.

Comprenant le potentiel d'étudier différentes fibres, Atul Deshmukh s'est associé à professeur Matthias Mann du centre de fondation de Novo Nordisk pour la recherche de protéine, et au groupe de Wojtaszewski du Service de Nutrition, à l'exercice et aux sports, les deux à l'université de Copenhague.

Rectification dedans sur des fibres musculaires

Ils ont recruté des personnes en bonne santé pendant 12 semaines de formation d'exercice de résistance et ont rassemblé les échantillons de muscle avant et après l'exercice, qui ont été alors lyophilisés. Ils ont alors extrait les fibres musculaires rapides et lentes de tic des échantillons et ont effectué la protéomique basée sur spectrométrie de masse à haute résolution - un outil qui permet à des scientifiques de mesurer des milliers de protéines simultanément dans les différents échantillons.

Ils ont recensé plus de 4.000 protéines différentes dans les échantillons, et ont découvert que la formation d'exercice a changé l'expression des centaines de différentes protéines dans les fibre-types rapides et lents de tic. D'une manière primordiale, ils ont découvert des différences à l'expression de la protéine des deux fibre-types après l'exercice, qui explique que le muscle rapide et lent de tic répondent différemment.

« Notre méthode peut être écaillée pour l'analyse de haut-débit des centaines de différentes fibres musculaires d'une biopsie unique. Accoupler cette approche avec le spectromètre de masse de sensibilité élevée moderne peut aider à comprendre l'hétérogénéité de type de fibre dans sain et muscle squelettique malade, » dit le professeur agrégé Atul Deshmukh du centre de fondation de Novo Nordisk pour la recherche métabolique fondamentale (CBMR) à l'université de Copenhague.

Médicaments qui ne visent pas accidentellement le coeur

Par la masse, le muscle squelettique est le plus grand organe dans le fuselage et même les petits changements peuvent avoir l'énorme incidence sur le métabolisme de corps entier. Le muscle squelettique est pour cette raison un tissu cible pharmacologique intéressant avec le potentiel grand dans la demande de règlement des maladies métaboliques. Un défi est cependant d'éviter des effets secondaires dans le muscle cardiaque, par exemple, qui se compose des fibres spécialisées avec quelques similitudes pour ralentir des fibres musculaires de muscle squelettique de tic.

« Ainsi, notre fibre-type le dépôt que spécifique de protéine est une première étape vers l'identification des protéines musculaires de muscle squelettique qui sont spécifiques pour les fibres rapides de tic, permettant la désignation d'objectifs et la distribution à ce type spécifique de fibre et évitant potentiellement de médicament des effets secondaires au coeur, » indique professeur Jørgen Wojtaszewski du Service de Nutrition, de l'exercice et des sports à l'université de Copenhague.

Source:
Journal reference:

Deshmukh, A.S., et al. (2021) Deep muscle-proteomic analysis of freeze-dried human muscle biopsies reveals fiber type-specific adaptations to exercise training. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-020-20556-8.