Abstract
Sammendrag
Skjelettmuskel er hovedorganet for oksidasjon av lipider og glukose. Vanligvis oksideres glukose til energi under insulinstimulering etter et måltid, mens oksidasjon av fettsyrer stiger ved faste og ved vedvarende trening. En viktig egenskap i muskel er at den tilpasser seg disse to motsatte fysiologiske tilstandene. Dette skiftet i energiutnyttelsen omtales som metabolsk fleksibilitet, og den ser ut til å være svekket ved insulinresistens, fedme og type 2-diabetes. Vi har undersøkt effekten av å forbehandle humane skjelettmuskelceller med ulike fettsyrer og PPARagonister på fettsyre- og glukosemetabolismen i cellene ved ulike metabolske forhold.
Effekten av 24 timers forbehandling med ulike fettsyrer (100 µM) på akutt 14C-fettsyremetabolisme i humane skjelettmuskelceller i kultur ble undersøkt med og uten tilstedeværelse av glukose (5 mM). Suppressibilitet er definert som evnen glukose har til å undertrykke fettsyreoksidasjonen. Evnen muskelcellene har til å øke fettsyreoksidasjonen ved tilførsel av økende konsentrasjon av fettsyre defineres som adapterbarhet. In vitro metabolsk fleksibilitet ble definert som evnen muskelcellene har til å endre fettsyreoksidasjonen ved overgang fra ”fastende fase” (høy fettsyrekonsentrasjon, lav glukosekonsentrasjon) til ”postprandial fase” (lav fettsyrekonsentrasjon, høy glukosekonsentrasjon). 14C-glukosemetabolisme og insulinsignalering ble undersøkt for å se om eventuelle effekter av forbehandling med fettsyrene på glukose- og insulinresponser kunne sammenlignes med de metabolske parameterne.
Forbehandling av myotuber med ulike fettsyrer, TTA og GW501516 i 24 timer påvirket cellenes evne til å oksidere substrater i mediet i ulik grad. Metabolsk fleksibilitet og adapterbarhet var signifikant økt etter forbehandling med eikosapentaensyre (EPA) sammenlignet med andre behandlinger. Suppressibilitet var også signifikant økt etter forbehandling med EPA sammenlignet med oljesyre og palmitinsyre. Forbehandling med linolsyre resulterte også i en signifikant økning av suppressibilitet sammenlignet med oljesyre, og signifikant økt adapterbarhet sammenlignet med kontroll, oljesyre og GW, mens TTA og GW ga mindre klare effekter på de beregnede metabolske parameterne. Forbehandling med L-karnitin samtidig med fettsyrer resulterte i økt CO2-produksjon fra oljesyre, mens insulinstimulert CO2-produksjon fra 14C-glukose ble redusert. Fettsyrebehandling ga ingen klar effekt på glukoseopptaket i cellene. Effekten av insulin på Akt-fosforylering ble ikke signifikant endret etter forbehandling med fettsyrer eller GW.
Resultatene fra denne oppgaven antyder en gunstig effekt av flerumettede fettsyrer (PUFA) på metabolsk fleksibilitet i skjelettmuskel.