Syntes och nedbryning av muskelproteiner

Syntes och nedbryningav muskelproteiner

Jenny Nordquist

Muskelatrofi

SkadaOrörlighetSjukdomÅldrandeRymd-resor

Hypertrofi

TräningTillväxt

Muskelatrofi

SkadaOrörlighetSjukdomÅldrandeRymd-resorGlukokortikoid-behandlingNeuromuskulär blockad

Hypertrofi

TräningTillväxtTillväxthormon

Vad styr muskelns proteinproduktion?1. Miljö (nutrition, hälsostatus, träning etc)2. Ålder3. Genetik

TestosteronGH

IGF-1MyoDMyf-5

Ubiquitin-proteasomCaspase-3

CalpainMyostatin

+ -Balans proteinsyntes/degradation

Molekylära mekanismer

1. Hur signalerar kroppen att muskelproteinerska brytas ner eller syntetiseras?

2. Finns genetiska skillnader?

3. Hur kan träning leda tillökad mängd muskelprotein?

Hur signalerar kroppen att muskelproteiner skabrytas ner eller syntetiseras?

3. Nervsignaler4. Produktion av IGF-15. Produktion av cytokiner4. Produktion av H2O2

Nervsignal Ca2+-CalmodulinCalcineurin

+Defosforylering/

aktivering

Proteinsyntes(t.ex. Myosin)

NFAT MEF-2

MyHC

NFATMEF-2

Hur signalerar kroppen att muskelproteiner skabrytas ner eller syntetiseras?

Träning

IGF-1

Hypertrofi

PI3K

AKTP

mTOR

S6K

Foxo

Nucleus

Hur signalerar kroppen att muskelproteiner skabrytas ner eller syntetiseras?

Proteinsyntes

P

Sjukdom/disuse

AtrofiIGF-1

Atrogin-1

Foxo

Nucleus

PI3K

AKT

mTOR

S6K

Foxo

Hur signalerar kroppen att muskelproteiner skabrytas ner eller syntetiseras?

Proteinsyntes

Nucleus

Hur signalerar kroppen att muskelproteiner skabrytas ner eller syntetiseras?

McKinnell and Rudnicki, Cell 2004

Disuse

Hur signalerar kroppen att muskelproteiner skabrytas ner eller syntetiseras?

Atrofi

H2O2

Glukokortikoider

Uppreglering av NFκBUbiquitin-proteasom aktiverasApoptos

MAO-A

Hur signalerar kroppen att muskelproteiner skabrytas ner eller syntetiseras?

McKinnell and Rudnicki, Cell 2004

Disuse

H2O2

Hypertrofi

Hur signalerar kroppen att muskelproteiner skabrytas ner eller syntetiseras?

H2O2

MyogenesMyotuber bildas

Molekylära mekanismer

1. Hur signalerar kroppen att muskelproteinerska brytas ner eller syntetiseras?

2. Finns genetiska skillnader?

3. Hur kan träning leda tillökad mängd muskelprotein?

Finns genetiska skillnader?

Belgian blue - mutation på genen för myostatin,en muskel-specifik TGF-β.

Myostatin hämmar muskeltillväxt.

Satellitceller1. Odifferentierade2. Transkriptionellt inaktiva

•Myf-5 promotorn aktiv•Inget Myf-5 protein•MyoD uttrycks när cellen aktiveras

Myf-5

MyoD

Finns genetiska skillnader?

Signaler:Aktiverande (MyoD induceras)Tystande (stänger av MyoD)Proliferativa (hämmar MyoD)Differentierande (MyoD ökar)

Finns genetiska skillnader?

Signaler:Aktiverande (MyoD induceras)Tystande (stänger av MyoD)Proliferativa (hämmar MyoD)Differentierande (MyoD ökar)

Myostatin

Finns genetiska skillnader?

Finns genetiska skillnader?

Myostatin håller kvar satellitcellerI G0, hämmar proliferation ochdifferentiering.

Finns genetiska skillnader?

Satellitceller1. Odifferentierade2. Transkriptionellt inaktiva

Hur kan de bibehålla ”lineage identity”?

Myf-5

MyoD

Djur som saknar myostatin bildarmindre mängd bindväv, mindrefett, och större muskelmassa.

Finns genetiska skillnader?

Molekylära mekanismer

1. Hur signalerar kroppen att muskelproteinerska brytas ner eller syntetiseras?

2. Finns genetiska skillnader?

3. Hur kan träning leda tillökad mängd muskelprotein?

Träning

IGF-1

Hypertrofi1.1. 2.2.

Hur kan träning leda till ökad mängd muskelprotein?

Hur medieras steg 1.1.?

Sjukdom/disuse

AtrofiIGF-1

1.1. 2.2.

Hur kan träning leda till ökad mängd muskelprotein?

Hur kan träning leda till ökad mängd muskelprotein?

Hur kan träning leda till ökad mängd muskelprotein?

Nbr1

p62

MuRF2Nucleus SRF

SRF

c-fos

Hur kan träning leda till ökad mängd muskelprotein?

Sammanfattning

1. Hur signalerar kroppen att muskelproteinerska brytas ner eller syntetiseras?

Balans i systemen: IGF-1, H2O2...Nervsignaler MuskelaktiveringCytokiner, transkriptionsfaktorer...

2. Vilka genetiska skillnader finns?Myostatin-mutation

3. Hur kan träning leda tillökad mängd muskelprotein?

Titin medierar ”stretch-inducerad” aktiveringav transkription