PMC
Diskuse
Ve studiích, které jsou zde prezentovány, jsme prokázali, že MCT zlepšuje vysoké teploty vyvolané vada na cvičení výkon a funkce kosterních svalů u myší. To bylo také spojeno s aktivací signálních drah Akt a AMPK, inhibicí signalizace TGF-β a následným zvýšením mitochondriální biogeneze a metabolismu v kosterním svalu (obr. 5).
Naše výsledky jsou v souladu s nedávnými poznatky o MCT, v kombinaci s leucin a vitamin D, zvýšení svalové síly a funkce u člověka . Autoři uvádí, že kombinace MCT, ale ne LCT, leucinu a vitamínu D, zvyšuje tělesnou hmotnost, pravé ruky síla stisku, rychlost chůze, noha otevřít a zavřít test výkonnosti a maximální porovnat s kontrolní skupinou v 3-měsíční studii u křehkých starších osob . Nicméně, kvůli chybějící skupině MCT only, přesná role MCT ve svalové síle a funkci nemohla být uzavřena . Uvádí se , že MCT neposkytuje příznivý účinek na výkon při normálním stavu u lidí, ale není jasné, zda to platí i za stresových podmínek, jako je tepelný stres, když je výkon a kapacita cvičení narušena . Zkoumali jsme tedy účinky MCT na horké prostředí vyvolané poklesem cvičební kapacity. Naše studie prokázala, že MCT zachovává tepelný stres indukovaný-cvičební výkon a poškození kapacity u myší.
bylo hlášeno, že MCT hraje roli při snižování tělesné hmotnosti ve srovnání s krmnou skupinou LCT u lidí i hlodavců . Ukázali jsme, že neexistují žádné významné rozdíly mezi skupinami v tělesné hmotnosti. To je v souladu s předchozími zjištěními prokazujícími, že významná změna tělesné hmotnosti existuje pouze při porovnání MCT krmení myší s LCT, ale ne krmením myší . Myslíme si, že to může být způsobeno 2 důvodů: 1) potenciální ochranný účinek MCT mohou existovat chránit tělo proti tepelným stresem indukované dehydratace a hubnutí; a 2) potenciální zvýšení svalové hmoty. Další studie jsou potřebné k vyhodnocení, zda doplněk MCT zvyšuje svalovou hmotu, zejména za podmínek tepelného stresu.
dalším zajímavým zjištěním současného vyšetřování je zvýšená mitochondriální biogeneze a metabolismus MCT in vivo. Mitochondrie jsou hlavní organela pro kompletní oxidaci glukózy a mastných kyselin a ATP generace, nejdůležitější zdroj energie pro svalovou kontrakci. Proto se očekává, že zvýšení běh vytrvalost je spojena s zvýšené produkce energie z mitochondrií, které by mohly být v důsledku up-regulace mitochondriální hmoty nebo zvýšenou mitochondriální metabolismus. PGC-1α A Tfam jsou hlavní regulátory mitochondriální biogeneze . Zvýšené hladiny PGC-1α A Tfam u myší léčených MCT naznačují pozitivní roli MCT na mitochondriální biogenezi v kosterním svalu. Na druhé straně je cvičení také nezávislým regulátorem mitochondriální biogeneze, takže zvýšená mitochondriální biogeneze může být také výsledkem zvýšeného výkonu cvičení MCT. Zatímco vylepšení v mitochondriální metabolismus prostřednictvím upregulating enzymů v různých komplexů v mitochondriích pomocí MCT vyvolává otázku, zvýšený oxidační stres v kosterním svalu, Montgomery a kolegové prokázali, že MCT je spojena s nižší úrovní reaktivních forem kyslíku (ROS) v C2C12 svalové buňky a mitochondrie izolované z myší svalové tkáně . Také pozorovali menší akumulaci oxidačně poškozených lipidů a proteinů ve skupině léčené MCT. V souladu s těmito zprávami, Saifudeen et al. také prokázala, že 4-měsíční léčby s 5% MCT zvyšuje oxidace mastných kyselin, snižuje hypertrofii a oxidační stres spolu s udržením energetické hladiny v centru v obou 2 – a 4-měsíc-staré krysy . Ty naznačují, že MCT podporuje mitochondriální metabolismus bez generování oxidačního stresu v kosterním svalu.
naše mechanistické studie prokázaly, že zvýšená mitochondriální biogeneze může být způsobena aktivací signálních drah Akt a AMPK. To jsou také hlavní signální dráhy související s metabolismem glukózy a lipidů v kosterních svalech. Přibližně 70-80% glukózy je přijímáno kosterním svalem a je buď uloženo jako glykogen pro budoucí použití, nebo přímo oxidováno na energii . Příjem glukózy je regulován inzulínem, inzulínovým receptorem a následnou fosforylační kaskádou. Akt se nachází v srdci této kaskáda a aktivace Akt fosforylací vede k translokaci glukosy transportéru 4 (GLUT4) do plazmatické membrány zahájit vychytávání glukózy. Fosforylace Akt je také důležitým ukazatelem citlivosti kosterního svalu na inzulín. Ukážeme v naší studii, že MCT krmení výrazně zvyšuje fosforylace úroveň Akt a jeho následný molekula mTOR, což naznačuje, že MCT zvyšuje citlivost k inzulínu a využití glukózy v kosterním svalu, což je v souladu se studií provedených v C2C12 buněčné linie . Na druhou stranu, celkového proteinu a fosforylace formu AMPK, což je enzym, který hraje roli v buněčné homeostázy energie se zvýšily v kosterním svalu MCT krmení myší. Aktivace AMPK v kosterním svalu je spojen s inhibicí lipogeneza, stimulace oxidace mastných kyselin a svalové vychytávání glukózy stejně. Naše data prokázala, že ačkoli poměr fosforylace / celkové hladiny AMPK není zvýšen, fosforylovaný i celkový AMPK jsou zvýšeny v kosterním svalu. To naznačuje, že zvýšená fosforylace pochází ze zvýšeného celkového proteinu, zatímco jeho aktivace není ovlivněna. To znamená, myslíme si, že MCT nemá vliv na činnost předcházející kinázy AMPK, jako je serin–threonin kináza jater kinázy B1 (LKB1), ani poměr AMP ATP v kosterním svalu. Naše zjištění o zvýšené celkové AMPK a fosforylaci AMPK v kosterním svalu pomocí MCT implikují zvýšení metabolismu lipidů i glukózy, ale snížení syntézy mastných kyselin. To by také mohl být molekulární mechanismus, kterým MCT zvyšuje výdaje na energii a spotřebu kyslíku hlášené jinými skupinami in vivo a in vitro . Tak, to by bylo velmi zajímavé studovat, zda MCT reguluje metabolismu glukózy a lipidů prostřednictvím aktivace obou Akt a AMPK signální dráhy v kosterním svalu in vivo; a hlubších mechanismů, které MCT aktivuje Akt a AMPK signální dráhy si zaslouží další šetření.
signalizace TGF-β je nutná pro normální opravu tkáně; nadměrná signalizace TGF-β však může vést k robustní profibrotické genové expresi ve fibroblastech, což má za následek tkáňovou fibrózu . Bylo prokázáno, že TGF-β potlačuje expresi genů souvisejících s mitochondriální funkce včetně PGC-1α a NRF-2, ERR-α a PPAR-γ . TGF-β signalizace moduluje energetický metabolismus prostřednictvím řízení mitochondriálního metabolismu přímo i nepřímo v různých typech buněk . TGF-β inhibuje komplex IV a mitochondriální respirace, což vede ke zvýšení ROS a snížení mitochondriální membránový potenciál asociovaný s senescence v norkový plicní epiteliální buňky . To je také hlásil, že TGF-β negativně reguluje UCP2, mitochondrial uncoupling protein se nachází ve vnitřní mitochondriální membráně a usnadňuje pohlcování energie jako teplo, tedy snížení produkce energie z mitochondrií. . Naše údaje o inhibici Smad3 v kosterním svalu tím, že MCT krmení demonstruje možnosti MCT zvyšuje ATP generace prostřednictvím inhibice TGF-β signalizace a upregulace PGC-1α genovou expresi. Zvýšení exprese genu TGF-β a hladin proteinů u myší léčených MCT by mohlo být zpětnou vazbou nedostatku jeho následné signalizace, která napodobuje stav „rezistence TGF-β“.
signální dráhy TGF-β také hrají zásadní roli v časném embryonálním vývoji a při regulaci tkáňové homeostázy . Deregulovaná signalizace má zásadní roli jak ve vývoji nádorů, tak v metastázách . Uvádí se, že signální dráhy TGF-β hrají dvojí roli při regulaci růstu nádoru a metastáz. Potlačují nádory a časné karcinomy prostřednictvím inhibice buněčného cyklu, indukce apoptózy a upregulace imunitní odpovědi . Na druhou stranu, tlumivé účinky TGF-β na nádory mohou ztraceno v mnoha typech agresivních nádorů, zatímco nádor podporu a pro-invazivní odpovědi zůstávají a zvítězit, což vede k rozvoji vzdálených metastáz . Kromě toho, exprese TGFß koreluje se stádiem nádoru ; a blokování TGFß signální dráhy může poskytovat jedinečné terapeutických strategií pro léčbu nádorových metastáz . Naše data ukázala zvýšení hladiny TGFß, ale snížení Smad3 vyvolané léčbou MCT, ale stále není jasné, zda MCT hraje roli v nádoru působením na signální dráhu TGFß. I když MCT byl použit jako zdroj ketogenní dieta usnadnit léčbu rakoviny ovlivňuje nádor metabolismus glukózy a růstu při zachování pacientova nutričního stavu , jeho přesná role v nádorové potlačení stále do značné míry neznámé. Je tedy třeba objasnit další studie účinky a základní mechanismy MCT u nádorů.
závěrem naše studie poskytla první důkaz, že MCT, jako doplněk stravy, zachovává vysoké teploty indukované zhoršení výkonu a svalové funkce. To by mohlo být zprostředkováno aktivací svalových signálních drah Akt a AMPK, inhibicí signální dráhy TGF-β a následným zvýšením mitochondriální biogeneze a metabolismu v kosterním svalu. Naše studie odhaluje novou roli MCT při cvičení a poskytuje důkazy pro léčbu svalové dysfunkce a poruchy cvičení u pacientů užíváním MCT jako doplňku stravy.