PMC
diskussion
i studier som presenteras här visade vi att MCT förbättrar högtemperaturinducerad defekt i träningsprestanda och skelettmuskelfunktion hos möss. Detta kopplades också med aktiveringen av akt-och AMPK-signalvägar, inhibering av TGF-Bisexuell signalering och efterföljande ökning av mitokondriell biogenes och metabolism i skelettmuskeln (Fig 5).
våra resultat överensstämmer med de senaste resultaten på MCT, i kombination med leucin och D-vitamin, ökar muskelstyrkan och funktionen hos människa . Författarna rapporterade att kombinationen av MCT, men inte LCT, leucin och D-vitamin, ökar kroppsvikt, höger greppstyrka, gånghastighet, benöppen och nära testprestanda och topp jämför med kontrollgruppen i en 3-månaders försök hos svaga äldre individer . Men på grund av den saknade av MCT enda grupp, den exakta roll MCT i muskelstyrka och funktion kunde inte avslutas . Det rapporteras att MCT inte ger gynnsam effekt för att utöva prestanda under normalt tillstånd hos människor, men det är oklart om detta också är sant under stresstillstånd, såsom värmestress, när träningsprestanda och kapacitet försämras . Således undersökte vi effekterna av MCT på heta miljöer inducerad minskning av träningskapaciteten. Vår studie visade att MCT bevarar värmestressinducerad träningsprestanda och kapacitetsförlust hos möss.
MCT har rapporterats spela en roll för att minska kroppsvikt jämfört med LCT-utfodringsgrupp hos både människor och gnagare . Vi visade att det inte finns några signifikanta skillnader mellan grupper i kroppsvikt. Detta överensstämmer med de tidigare resultaten som visar att den signifikanta kroppsviktförändringen endast existerar när man jämför MCT-utfodringsmöss med LCT men inte Chow-dietmatande möss . Vi tror att detta kan bero på 2 skäl: 1) en potentiell skyddande effekt av MCT kan existera för att skydda kroppen mot värmestressinducerad uttorkning och viktminskning; och 2) en potentiell ökning av muskelmassan. Ytterligare studier behövs för att utvärdera om MCT-tillskott ökar muskelmassan, särskilt under värmestressförhållanden.
ett annat spännande resultat av den aktuella undersökningen är den ökade mitokondriella biogenesen och metabolismen av MCT in vivo. Mitokondrier är nyckelorganellen för fullständig oxidation av glukos och fettsyra och ATP-generation, den mest kritiska energikällan för muskelkontraktion. Således förväntas det att den ökade löputhålligheten är kopplad till den ökade energiproduktionen från mitokondrier, vilket kan bero på uppreglering av mitokondriell massa eller förbättrad mitokondriell metabolism. PGC-1 och tfam är huvudregulatorer av mitokondriell biogenes . Ökade nivåer av PGC-1 msk och tfam i MCT-behandlade möss antyder en positiv roll av MCT på mitokondriell biogenes i skelettmuskulaturen. Å andra sidan är träning också en oberoende regulator för mitokondriell biogenes, så den ökade mitokondriella biogenesen kan också vara ett resultat av ökad träningsprestanda av MCT. Medan förbättring av mitokondriell metabolism genom uppreglering av enzymer i olika komplex i mitokondrier av MCT väcker frågan om en ökad oxidativ stress i skelettmuskeln, Montgomery och kollegor har visat att MCT är associerad med lägre nivå av reaktiva syrearter (ROS) i c2c12 muskelceller och mitokondrier isolerade från musmuskelvävnad . De observerade också mindre ackumulering av oxidativa skadade lipider och proteiner i MCT-behandlad grupp. I överensstämmelse med dessa rapporter, Saifudeen et al. visade också att 4-månaders behandling med 5% av MCT ökar fettsyraoxidation, minskad hypertrofi och oxidativ stress tillsammans med upprätthållandet av energinivån i hjärtat i både 2 – och 4 månader gamla Råttor . Dessa föreslår att MCT främjar mitokondriell metabolism utan att generera oxidativ stress i skelettmuskeln.
våra mekanistiska studier visade att den ökade mitokondriella biogenesen kan bero på aktiveringen av akt-och AMPK-signalvägar. Dessa är också de viktigaste signalvägarna relaterade till glukos och lipidmetabolism i skelettmusklerna. Cirka 70-80% av glukosen tas upp av skelettmuskulaturen och lagras antingen som glykogen för framtida användning eller oxideras direkt för energi . Glukosupptaget regleras av insulin, insulinreceptor och nedströms fosforyleringskaskad. Akt ligger i hjärtat av denna kaskad, och aktivering av Akt genom fosforylering leder till translokation av glukostransportör 4 (GLUT4) till plasmamembranet för att initiera glukosupptag. Fosforylering av Akt är också en viktig indikator på insulinkänsligheten hos skelettmuskeln. Vi visar i vår studie att MCT-utfodring signifikant ökar fosforyleringsnivån av Akt och dess nedströms molekyl mTOR, vilket tyder på att MCT ökar insulinkänsligheten och glukosutnyttjandet i skelettmuskeln, vilket överensstämmer med studierna som utförs i c2c12 cellinje . Å andra sidan ökar den totala protein-och fosforyleringsformen av AMPK, ett enzym som spelar en roll i cellulär energihomeostas båda i skelettmuskeln hos MCT-matande möss. Aktiveringen av AMPK i skelettmuskeln är kopplad till hämning av lipogenes, stimulering av fettsyraoxidation och muskelglukosupptag också. Våra data visade att även om förhållandet mellan fosforylering/total nivå av AMPK inte ökas, är både fosforylerad och total AMPK förhöjda i skelettmuskeln. Detta indikerar att den ökade fosforyleringen kommer från det ökade totala proteinet medan dess aktivering inte påverkas. Således tror vi att MCT varken påverkar aktiviteten hos uppströms kinaser av AMPK, såsom serin–treoninkinasleverkinas B1 (LKB1) eller förhållandet mellan AMP och ATP i skelettmuskeln. Våra resultat om ökad total AMPK och fosforylering av AMPK i skelettmuskel med MCT implicerar en ökning av både lipid-och glukosmetabolism, men minskning av fettsyrasyntes. Detta kan också vara den molekylära mekanismen genom vilken MCT ökar energiförbrukningen och syreförbrukningen som rapporteras av andra grupper in vivo och in vitro . Således skulle det vara av stort intresse att studera om MCT reglerar glukos-och lipidmetabolism genom aktivering av både akt-och AMPK-signalvägar i skelettmuskeln in vivo; och de underliggande mekanismerna genom vilka MCT aktiverar akt-och AMPK-signalvägar förtjänar ytterligare undersökningar.
TGF-säkerhetssignalering krävs för normal vävnadsreparation; emellertid kan överdriven TGF-sac-signalering leda till robust profibrotisk genuttryck i fibroblaster, vilket resulterar i vävnadsfibros . Det har visat sig att TGF-sackaros undertrycker uttrycket av gener relaterade till mitokondriell funktion inklusive PGC-1 och NRF-2, ERR-och ppar-sackaros . TGF-oc-signalering modulerar energimetabolism genom att kontrollera mitokondriell metabolism både direkt och indirekt i olika celltyper . TGF-Macau hämmar komplex IV och mitokondriell andning vilket i sin tur leder till ökad ROS och minskad mitokondriell membranpotential associerad med senescens i minklungepitelceller . Det har också rapporterats att TGF-Xiaomi reglerar UCP2 negativt, ett mitokondriellt frikopplingsprotein som ligger i det inre mitokondriella membranet och underlättar energiavledning som värme, vilket minskar energiproduktionen från mitokondrierna. . Våra data om hämning av Smad3 i skelettmuskel genom MCT-matning visar möjligheten att MCT ökar ATP-generering genom inhibering av TGF-bisexussignalering och uppreglering av PGC-1 exceptionellgenuttryck. Ökningen av TGF-AUC-genuttryck och proteinnivåer i MCT-behandlade möss kan vara en återkoppling av bristen på dess nedströmssignalering, vilket efterliknar statusen för ”TGF-AUC-resistens”.
signalvägar för TGF-acusic spelar också viktiga roller i tidig embryonal utveckling och för att reglera vävnadshomeostas . Avreglerad signalering har avgörande roller i både utveckling av tumörer och metastaser . Det har rapporterats att TGF-oc-signalvägar spelar dubbla roller för att reglera tumörtillväxt och metastaser. De undertrycker tumörer och tidiga karcinom genom inhibering av cellcykel, induktion av apoptos och uppreglering av immunsvar . Å andra sidan kan de suppressiva effekterna av TGF-Macau på tumörer förloras i många typer av aggressiva tumörer, medan tumörfrämjande och proinvasiva svar kvarstår och råder, vilket leder till utveckling av avlägsna metastaser . Vidare korrelerar uttrycket TGF 2i med tumörstadiet; och blockering av TGF-signalvägen kan ge unika terapeutiska strategier för behandling av tumörmetastaser . Våra data visade en ökning av TGF-nivån i TGF men minskning av Smad3 inducerad av MCT-behandling, men det är fortfarande inte klart om MCT spelar en roll i tumör genom att verka på TGF-signalväg för TGF. Även om MCT har använts som en källa ketogen diet för att underlätta cancerbehandling genom att påverka tumörglukosmetabolism och tillväxt samtidigt som patientens näringsstatus bibehålls , håller den exakta rollen i tumörundertryckning i stor utsträckning okänd. Således behöver fler studier belysa effekterna och underliggande mekanismer för MCT i tumörer.
Sammanfattningsvis gav vår studie det första beviset på att MCT, som ett kosttillskott, bevarar högtemperaturinducerad försämring i träningsprestanda och muskelfunktion. Detta kan förmedlas genom aktivering av muskel Akt-och AMPK-signalvägar, hämning av TGF-Bisexuell signalväg och efterföljande ökning av mitokondriell biogenes och metabolism i skelettmuskeln. Vår studie avslöjar en ny roll av MCT i träning, vilket ger bevis för att behandla muskeldysfunktion och träningsstörning hos patienter genom att ta MCT som kosttillskott.