На тонкий гомеостатический баланс между метаболизмом глюкозы и жирных кислот в отношении регуляции энергии всего организма влияет функция митохондрий.
Мы определили экспрессию и регуляцию митохондриальных ферментов, включая киназу пируватдегидрогеназы (PDK) 4, PDK2, карнитинпальмитоилтрансферазу 1b и малонил-декарбоксилаза кофермента А в скелетных мышцах людей с нормальной толерантностью к глюкозе (НГТ) или сахарным диабетом 2 типа (СД2). Биопсии латеральной мышцы были получены у мужчин и женщин с NGT (n = 79) или СД2 (n = 33), сопоставимых по возрасту и массе тела.
Подгруппа участников участвовала в 4-месячной программе вмешательства в образ жизни, состоящей из упражнений на ходьбу без присмотра.
Биоптаты мышц анализировали на экспрессию и статус метилирования ДНК.
Первичные миотрубки были получены из биоптатов, полученных от людей с NGT, для метаболического исследования.
Культивируемые скелетные мышцы подвергали воздействию агентов, имитирующих активацию мессенджерной РНК при физической нагрузке (Анализ экспрессии мРНК).
Экспрессия мРНК PDK4, PDK2 и малонил-коэнзим А декарбоксилазы была увеличена в скелетных мышцах у пациента с СД2.
Метилирование промотора PDK4 было снижено при СД2 и обратно коррелировало с экспрессией PDK4.
Наши результаты показывают, что экспрессия PDK4 в скелетных мышцах и родственных генов, регулирующих функцию митохондрий, отражает изменения в утилизации субстрата и клинические особенности, связанные с СД2. Кроме того, гипометилирование промотора PDK4 при СД2 совпало с нарушением реакции мРНК PDK4 после физической нагрузки.
Авторы исследования: Sameer S Kulkarni, Firoozeh Salehzadeh, Tomas Fritz, Juleen R Zierath, Anna Krook, Megan E Osler