Glucose Uptake and Glycogen Synthesis in Recovery from Exercise: Molecular Mechanisms Regulating the ‘Set-Point’ for Muscle Glucose Storag

Publikation: Bog/antologi/afhandling/rapportPh.d.-afhandlingForskning

Perifer insulin resistens, som er forbundet med nedsat insulin-stimuleret glukoseoptagelse, anses som en af de væsentligste defekter i sygdomsforløbet af type 2 diabetes (T2D). Dette tilskrives primært nedsat glykogensyntese i skeletmuskulaturen, og en række studier har fundet lavere insulinstimuleret
aktivering af glykogen syntase (GS). Et enkeltstående fysisk arbejde øger aktiviteten af GS i perioden efter arbejdets ophør. Det er dog ikke blevet undersøgt, om et enkelt arbejde forbedrer en nedsat insulin-stimuleret regulering af GS i T2D patienter. Når et enkelt akut arbejde til udmattelse følges af indtag af kulhydrater, så kan muskelcellen øge glykogensyntesen i flere dage efter arbejdets ophør og glykogenniveauet i musklen øges over den basale tilstand. Dette fænomen kaldes ”glykogen superkompensering” og er forbeholdt til den tidligere arbejdende muskulatur, indikerende at et enkelstående arbejde kan potensere faktorer i musklen, som øger kapaciteten for at lagre glukose. Selvom fænomenet har været kendt i flere årtier, så er de molekylære mekanismer, der ligger til grund herfor, ikke opklaret.
I studie I blev der fundet at et enkeltstående arbejde øger GS-aktiviteten i samme omfang i T2D patienter sammenlignet med overvægtige kontrolpersoner. I perioden efter arbejdet blev der observeret nedsat GS-aktivitet og affinitet overfor substratet UDP-glukose i sammenspil med øget fosforylering af GS på de hæmmende sites 2+2a. Dette fund indikerer et kompromitteret udbytte af
et enkelt arbejde på glykogen syntase i T2D patienter men bevirkede ikke at glukosemetabolismen skiftede fra oxidation til lagring.
I Studie II blev der fundet højere aktivitet af GS og AMPK samt øget protein ekspression af HK II i den tidligere arbejdende muskel under et 5 dages et-bens glykogen superkompenseringsforløb i mennesker. Vores forsøg i transgene mus indikerede, at AMPK er afgørende for at øge glykogensyntesen efter et enkelt arbejde ved at øge niveauet af G6P, og den G6P-medierede aktivering af GS er essentiel for at øge glykogensyntesen efter muskelkontraktioner. Et-bens sparkearbejde øgede AMPK-aktiviteten i perioden efter arbejdets ophør, et tidspunkt hvor øget insulin-stimuleret glukoseoptagelse i det tidligere arbejdende ben sammenfaldt med øget fosforylering af TBC1D4. Under et-bens superkompenseringsstudiet i mennesker forblev GS-aktiviteten forhøjet i den
tidligere arbejdende muskel til trods for at glykogenniveauet var faldet tilbage til udgangspunktet. Dette var sammenfaldende med nedsat fosforylering af hæmmende sites på GS og dermed øget aktivering af G6P.
OriginalsprogEngelsk
ForlagDepartment of Nutrition, Exercise and Sports, Faculty of Science, University of Copenhagen
StatusUdgivet - 2016

ID: 167361446