PMC
discussie
in studies die hier worden gepresenteerd, hebben we aangetoond dat MCT bij muizen een door hoge temperatuur veroorzaakt defect in inspanningsprestaties en skeletspierfunctie verbetert. Dit werd ook gekoppeld aan de activering van AKT en AMPK signalerende wegen, remming van TGF-β signalerend en daaropvolgende verhoging van mitochondrial biogenese en metabolisme in de skeletachtige spier (Fig 5).
onze resultaten zijn consistent met recente bevindingen over MCT, in combinatie met leucine en vitamine D, verhogen spierkracht en functie bij de mens . De auteurs rapporteerden dat de combinatie van MCT, maar niet LCT, leucine en vitamine D, verhoogt lichaamsgewicht, rechterhand grip sterkte, loopsnelheid, been open-en-dicht testprestaties en piek in vergelijking met de controlegroep in een 3 maanden durende studie bij kwetsbare oudere personen . Echter, vanwege het ontbreken van MCT enige groep, de exacte rol van MCT in spierkracht en functie kon niet worden geconcludeerd . Er wordt gerapporteerd dat MCT geen gunstig effect heeft op de prestaties bij mensen onder normale omstandigheden , maar het is onduidelijk of dit ook geldt onder stressomstandigheden, zoals hittestress, wanneer de prestaties en capaciteit van de oefening worden aangetast . Zo onderzochten we de effecten van MCT op hete omgevingen geïnduceerde afname van de inspanningscapaciteit. Onze studie toonde aan dat MCT hittestress induced – exercise performance en capacity impairment in muizen behoudt.van
MCT is gemeld dat het een rol speelt bij het verminderen van het lichaamsgewicht in vergelijking met de LCT-voedingsgroep bij zowel mensen als knaagdieren . We toonden aan dat er geen significante verschillen zijn tussen groepen in lichaamsgewicht. Dit is in overeenstemming met de eerdere bevindingen waaruit blijkt dat de significante verandering van het lichaamsgewicht alleen bestaat wanneer MCT-voedende muizen worden vergeleken met LCT, maar niet met chow diet-voedende muizen . We denken dat dit te wijten kan zijn aan 2 redenen: 1) een potentieel beschermend effect van MCT kan bestaan om het lichaam te beschermen tegen hittestress geïnduceerde uitdroging en gewichtsverlies; en 2) een potentiële toename van spiermassa. Verdere studies zijn nodig om te evalueren of MCT supplement verhoogt spiermassa vooral onder hittestress voorwaarde.
een andere intrigerende bevinding van het huidige onderzoek is de verhoogde mitochondriale biogenese en metabolisme door MCT in vivo. Mitochondriën zijn de belangrijkste organel voor volledige oxidatie van glucose en vetzuur en ATP generatie, de meest kritische energiebron voor spiercontractie. Aldus, wordt verwacht dat de verhoogde lopende uithoudingsvermogen wordt gekoppeld aan de verhoogde energie-output van mitochondriën, die te wijten zou kunnen zijn aan de up-regulatie van mitochondriale massa of verbeterde mitochondriale metabolisme. PGC-1α en Tfam zijn hoofdregulatoren van mitochondriale biogenese . Verhoogde niveaus van PGC-1α en Tfam bij met MCT behandelde muizen wijzen op een positieve rol van MCT op mitochondriale biogenese in skeletspieren. Aan de andere kant, oefening is ook een onafhankelijke regulator voor mitochondriale biogenese , dus, de verhoogde mitochondriale biogenese kan ook een resultaat van verhoogde oefening prestaties door MCT. Terwijl de verhoging in mitochondrial metabolisme door upregulating van enzymen in verschillende complexen in de mitochondria door MCT de kwestie van een verhoogde oxydatieve spanning in de skeletspier opwerpt, hebben Montgomery en collega ‘ s aangetoond dat MCT met lager niveau van reactieve zuurstofspecies (ROS) in C2C12 spiercellen en mitochondria wordt geassocieerd die van muisspierweefsel worden geïsoleerd . Zij merkten ook minder accumulatie van oxidatieve beschadigde lipiden en proteã nen in met MCT behandelde groep op. In overeenstemming met deze rapporten, Saifudeen et al. ook toonde aan dat 4 maanden behandeling met 5% MCT de vetzuuroxidatie verhoogt, hypertrofie en oxidatieve stress vermindert, samen met het behoud van het energieniveau in het hart bij zowel 2-als 4 – maanden oude ratten . Deze suggereren dat MCT mitochondriale metabolisme bevorderen zonder oxidatieve stress in de skeletspier te genereren.
onze mechanistische studies toonden aan dat de verhoogde mitochondriale biogenese te wijten zou kunnen zijn aan de activering van AKT en AMPK signaalwegen. Dit zijn ook de belangrijkste signalerende wegen met betrekking tot glucose en lipidemetabolisme in de skeletachtige spieren. Ongeveer 70-80% van glucose wordt opgenomen door skeletspieren en wordt ofwel opgeslagen als glycogeen voor toekomstig gebruik of direct Geoxideerd voor energie . De glucoseopname wordt gereguleerd door insuline, insulinereceptor en de downstream fosforyleringscascade. Akt wordt gevestigd in het hart van deze cascade, en de activering van Akt door phosphorylation leidt tot de translocatie van glucosetransporter 4 (GLUT4) aan het plasmamembraan om glucoseopname in werking te stellen. Phosphorylation van Akt is ook een belangrijke indicator van insulinegevoeligheid van de skeletspier. Wij tonen in onze studie aan dat het voeden van MCT phosphorylation niveau van AKT en zijn stroomafwaartse molecuul mTOR beduidend verbetert, die voorstelt dat MCT insulinegevoeligheid en glucosegebruik in de skeletachtige spier verhoogt ,die met de studies in C2C12 cellijn wordt uitgevoerd. Anderzijds, worden de totale proteã ne en phosphorylation vorm van AMPK, een enzym dat een rol in cellulaire energiehomeostase speelt beide verhoogd in de skeletachtige spier van MCT het voeden muizen. De activering van AMPK in skeletachtige spier wordt gekoppeld aan de remming van lipogenesis, stimulatie van vetzuuroxidatie en het begrijpen van spierglucose ook. Onze gegevens toonden aan dat hoewel de verhouding van phosphorylation / totaal niveau van AMPK niet wordt verhoogd, zowel phosphorylated als totale AMPK in de skeletachtige spier worden verhoogd. Dit wijst op de verhoogde phosphorylation komt van de verhoogde totale proteã ne terwijl zijn activering niet wordt beà nvloed. Aldus, denken wij dat MCT noch de activiteit van stroomopwaartse kinases van AMPK, zoals serine–threonine kinase de leverkinase B1 (LKB1), noch de verhouding van AMP aan ATP in de skeletachtige spier beà nvloedt. Onze bevindingen over verhoogde totale AMPK en phosphorylation van AMPK in skeletachtige spier door MCT impliceren een verhoging van zowel lipide als glucosemetabolisme, maar daling van vetzuursynthese. Dit zou ook het moleculaire mechanisme kunnen zijn waardoor MCT het energieverbruik en het zuurstofverbruik verhoogt die door andere groepen in vivo en in vitro worden gerapporteerd . Aldus, zou het van groot belang zijn om te bestuderen of MCT glucose en lipidemetabolisme door de activering van zowel AKT als AMPK signalerende wegen in de skeletachtige spier in vivo reguleert; en de onderliggende mechanismen waardoor MCT activeert AKT en AMPK signalerende wegen verdienen verder onderzoek.
TGF-β-signalering is vereist voor normaal weefselherstel; nochtans, kan het bovenmatige TGF-β signaleren tot robuuste profibrotic genuitdrukking in fibroblasten leiden, resulterend in weefselbibrose . Er is aangetoond dat TGF-β de expressie van genen met betrekking tot mitochondriale functie, waaronder PGC-1α en NRF-2, ERR-α en PPAR-γ onderdrukt . TGF-β het signaleren moduleert energiemetabolisme door mitochondrial metabolisme zowel direct als indirect in verschillende celtypes te controleren . TGF-β remt complexe IV en mitochondriale ademhaling die op zijn beurt leidt tot verhoogde ROS en verminderde mitochondriale membraan potentieel geassocieerd met senescentie in mink long epitheliale cellen . Het wordt ook gemeld dat TGF-β UCP2, een mitochondrial ontkoppelende proteã ne in het binnenste mitochondrial membraan negatief reguleert en energiedissipatie als hitte vergemakkelijkt, daarom verminderend energieoutput van mitochondria. . Onze gegevens over remming van Smad3 in skeletspieren door MCT voeding tonen de mogelijkheid van MCT verhoogt ATP generatie door de remming van TGF-β signalering en upregulatie van PGC-1α gen expressie. De verhoging van TGF-β genuitdrukking en eiwitniveaus in MCT behandelde muizen zou een terugkoppeling van de tekortkoming van zijn stroomafwaarts signaleren kunnen zijn, die de status van “TGF-β weerstand”nabootsen.
TGF-β signaalwegen spelen ook een essentiële rol bij de vroege embryonale ontwikkeling en bij het reguleren van weefselhomeostase . Het gedereguleerde signaleren heeft cruciale rollen in zowel de ontwikkeling van tumors als metastase . Het wordt gemeld dat TGF-β signalerende wegen dubbele rollen in het regelen van tumorgroei en metastase spelen. Zij onderdrukken tumors en vroege carcinomen door de remming van celcyclus, inductie van apoptosis en upregulation van immune reactie . Anderzijds, kunnen de onderdrukkende gevolgen van TGF-β op tumors in vele types van agressieve tumors verloren gaan, terwijl de tumor bevorderend en pro-invasieve reacties blijven en overheersen, die tot de ontwikkeling van verre metastasen leiden . Bovendien, de uitdrukking tgfß correleert met het stadium van de tumor ; en het blokkeren van de tgfß signalerende route kan unieke therapeutische strategieën voor de behandeling van tumor metastase . Onze gegevens toonden een verhoging van tgfß niveau, maar daling van Smad3 veroorzaakt door MCT behandeling, maar het is nog steeds niet duidelijk of MCT een rol speelt in tumor door in te werken op tgfß signalerende route. Hoewel MCT als bron ketogenic dieet is gebruikt om kankerbehandeling te vergemakkelijken door het metabolisme en de groei van de tumorglucose te beïnvloeden terwijl de voedingstoestand van de patiënt wordt gehandhaafd , blijft zijn nauwkeurige rol in tumorafschaffing grotendeels onbekend. Aldus, zijn meer studies nodig om de gevolgen en onderliggende mechanismen van MCT in tumors te verduidelijken.
samenvattend leverde onze studie het eerste bewijs dat MCT, als voedingssupplement, een door hoge temperatuur geïnduceerde verzwakking in inspanningsprestaties en spierfunctie behoudt. Dit zou door de activering van spier Akt en AMPK signalerende wegen, remming van TGF-β signalerende weg en daaropvolgende verhoging van mitochondrial biogenese en metabolisme in de skeletachtige spier kunnen worden gemedieerd. Onze studie onthult een nieuwe rol van MCT in oefening, het verstrekken van bewijs voor de behandeling van spierdisfunctie en oefening stoornis bij patiënten door het nemen van MCT als voedingssupplement.