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In JoVE (2)
- Respirométriques évaluation phosphorylation oxydative dans la saponine perméabilisées fibres cardiaques
- Hyperinsulinémique euglycémique-Clamp chez le rat conscient
Other Publications (12)
- The Journal of Experimental Biology
- The Journal of Physiology
- Journal of Applied Physiology (Bethesda, Md. : 1985)
- Diabetes
- Exercise and Sport Sciences Reviews
- Diabetes
- Medicine and Science in Sports and Exercise
- Medicine and Science in Sports and Exercise
- American Journal of Physiology. Endocrinology and Metabolism
- Journal of Applied Physiology (Bethesda, Md. : 1985)
- Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism = Physiologie Appliquée, Nutrition Et Métabolisme
- American Journal of Physiology. Endocrinology and Metabolism
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Articles by Dustin S. Hittel in JoVE
JoVE General
Respirométriques évaluation phosphorylation oxydative dans la saponine perméabilisées fibres cardiaques
1Department of Biochemistry and Molecular Biology, Faculty of Medicine, University of Calgary, 2Faculty of Kinesiology, University of Calgary
Préparation des fibres perméabilisées saponine en conjonction avec l'analyse de phosphorylation oxydative respirométriques fournit une évaluation intégrative de la fonction mitochondriale. Respiration mitochondriale dans les états physiologiques et pathologiques peuvent refléter diverses influences réglementaires, y compris les interactions des mitochondries, la morphologie et la biochimie.
JoVE Clinical and Translational Medicine
Hyperinsulinémique euglycémique-Clamp chez le rat conscient
1Department of Biochemistry and Molecular Biology, Faculty of Medicine, University of Calgary, 2Faculty of Kinesiology, University of Calgary
La pince hyperinsulinémique-euglycémique est le «gold standard» pour l'évaluation de l'action d'insuline. L'insuline est perfusée à un taux constant stimulant l'absorption du glucose. La quantité de glucose exogène infusé pour contrer cette baisse est révélatrice de sensibilité à l'insuline. Voici la procédure est effectuée sur une conscience, rat effrénée.
Other articles by Dustin S. Hittel on PubMed
Expression Différentielle Des Gènes Codés Mitochondries Chez Un Mammifère En Hibernation
Une librairie de cDNA construite à partir de reins de l'écureuil de treize bordée, Spermophilus tridecemlineatus, a été criblée différentielle des gènes qui ont augmenté durant l'hibernation. Un clone codant la sous-unité 1 de cytochrome c oxydase a été trouvé et a confirmé avoir été augmentée par northern blot. Expression différentielle de l'ARNm Cox1 s'est produite dans plusieurs organes durant l'hibernation ; chez les animaux hibernants taux de transcrits était deux fois plus élevée dans les reins et quatre fois plus élevée dans le cœur et le tissu adipeux brun que chez les animaux euthermiques, mais est demeurés inchangés dans le muscle squelettique. Taux de transcrits de mitochondriale codée ATP synthase 6/8 était de même augmenté dans ces tissus alors que le taux de transcrits de la nucléaire codée sous-unités Cox4 et alpha de ATP synthase n'a pas changé durant l'hibernation. Immunobuvardage a révélé une augmentation de 2,4 fois dans Cox 1 protéine et une légère diminution de la protéine 4 de Cox dans le rein des spermophiles en hibernation, comparée aux témoins euthermiques. Mammifères hibernants peuvent accroître l'expression du génome mitochondrial en général et Cox1 spécifiquement, afin de prévenir ou de minimiser les dommages à la chaîne de transport d'électrons causée par le froid et l'ischémie a connu au cours d'une séance de mise en veille prolongée.
Le Muscle Squelettique Dicte L'état Fibrinolytique Après L'entraînement Physique Chez Les Hommes Obèses Ayant Des Caractéristiques Du Syndrome Métabolique
Bien qu'il existe des preuves incontestables soutenant le rôle bénéfique de l'exercice aérobie dans la réduction des facteurs de risque cardiovasculaire, il existe peu d'études dose-réponse de cette relation. De plus en plus, on pense que les avantages cardiovasculaires de l'exercice sont significativement influencées par des adaptations dans le muscle squelettique et son système vasculaire. Toutefois, on connaît peu les mécanismes moléculaires responsables de ces adaptations. Pour répondre à ce besoin, nous avons entrepris une étude utilisant le profil d'expression génique longitudinale, biopuces de biopsies de muscle squelettique série provenant de l'étude de l'intervention de réduction du risque ciblées par le biais de l'exercice défini (STRRIDE). STRRIDE caractéristique d'un excès de poids et ont présenté des symptômes du syndrome métabolique qui précède généralement diabète de type II telles que résistance à l'insuline, lipides anormaux et une intolérance au glucose y participaient. Données d'expression ont été statistiquement filtrées et triées en exercice des groupes axés sur la formation basés sur la connaissance de produit de gène. Un tel groupe inclus les gènes qui favorisent la dégradation des caillots de fibrine comme l'activateur tissulaire du plasminogène (t-PA), le tissu conjonctif activation peptide III (PFB III) et tetranectin. L'activité fibrinolytique et des niveaux de protéine de tetranectin et t-PA et son inhibiteur endogène de PAI-1, se sont révélés par la suite changer significativement dans le muscle squelettique et sérique en réponse à l'entraînement physique. Nos données montrent que les rigueurs de l'exercice induisent directement fibrinolytiques gènes et protéines cascades, dans le muscle et dans la circulation systémique. Cette constatation est particulièrement importante étant donné que le syndrome métabolique est un facteur de risque indépendant pour les maladies vasculaires périphériques et thrombotiques dans le cœur et le cerveau. Nous concluons que l'entraînement physique aérobique induit des changements de locales et systémiques dans la fibrinolyse et l'homéostasie vasculaire qui sont probablement protecteurs contre les maladies cardiovasculaires.
L'entraînement Physique Augmente Les électrons Et Substrat Navette Des Protéines Dans Le Muscle Du Surpoids Hommes Et Femmes Avec Le Syndrome Métabolique
Aérobie musculaire conditionné montre une augmentation du métabolisme oxydatif ou glucose par rapport au muscle non formé à une intensité de l'exercice absolu donné. Les études d'une intervention de réduction de risque ciblées par l'étude théorique définie (STRRIDE) est une intervention de l'exercice aérobie chez les hommes et les femmes ayant des caractéristiques du syndrome métabolique (Kraus WE, Torgan CE, mandarijnenvlinderN BD, Norris J, Brown SA, Cobb FR, balles CW, annexe BH, Samsa GP, Houmard JA et CA Slentz, Med Sci Sports Exerc 33:1774-1784, 2001), avec des biopsies musculaires quatre prises au cours de la formation et le débarquement des points dans le temps. Ici, nous avons développé une étude antérieure (DS Hittel, Kraus nous et Hoffman EP, J Physiol 548:401-410, 2003) et utilisé des ARNm de profilage afin d'examiner les transcriptions de gène associées au métabolisme énergétique et le substrat dans les participants STRRIDE. Nous avons trouvé une régulation coordonnée des principales enzymes métaboliques avec entraînement aérobie dans le syndrome métabolique (aspartate aminotransférase 1, lactate déshydrogénase B et dehydrogenase-alpha(1)) de pyruvate. Tous étaient également rapidement réprimés par le débarquement, mais l'induction n'était pas une réaction aiguë à l'activité. Protéine et essais enzymatiques ont servi à valider l'induction de l'ARNm avec entraînement aérobie et perte au débarquement (96 h à 2 semaines) dans 10 mâles et 10 sujets féminins de STRRIDE. Nous proposons que la formation coordonnée augmente les niveaux d'aspartate aminotransférase 1, déshydrogénase B de lactate et pyruvate dehydrogenase-alpha(1) sous-unité, augmentant le métabolisme du glucose dans le muscle en libérant le pyruvate pour le métabolisme oxydatif et, par conséquent, limiter l'efflux de lactate. Série mesure de jeun lactate plasmatique de 62 sujets appartenant au même groupe d'exercice a démontré une diminution significative du lactate avec formation en circulation. Nous avons également trouvé des indices de remodelage moléculaires spécifiques au sexe du muscle avec la protéine ubiquinol-cytochrome c réductase II, une composante du III complexe respiratoire mitochondriale, qui a augmenté après la formation qui était spécifique aux femmes. Ces adaptations biochimiques complètent les modèles moléculaires pour la tolérance au glucose améliorée avec intervention d'exercice chez les individus prédiabétique.
Analyse Du Protéome Du Muscle Squelettique Des Femmes Obèses Ou Souffrant D'obésité Morbide
Maladies liées à l'obésité, tels que le syndrome métabolique et diabète de type 2 sont issus, en partie, de la dégradation métabolique progressive des muscles squelettiques. Une enquête préliminaire de protéomique du muscle de rectus abdominus détecté une augmentation statistiquement significative dans l'adénylate kinase (AK) 1 glycéraldéhyde-3-phosphate déshydrogénase (GAPDH) et aldolase A musculaire chez les femmes obèses/surpoids et d'obésité morbide, relativement aux sujets contrôle maigre. AK1 est essentiel pour le maintien de la charge énergétique cellulaire et GAPDH et aldolase A musculaire sont des enzymes glycolytiques bien connus. Nous avons trouvé que le muscle AK1 protéines et l'activité enzymatique augmentent 2,9 et 90 %, respectivement, dans les femmes obèses et 9,25 et 100 %, respectivement, chez les femmes souffrant d'obésité morbide. L'activité enzymatique totale de créatine kinase, qui régit également le métabolisme de l'énergie dans le muscle, s'est avérée augmenter de 30 % chez les femmes obèses/poids seulement. Nous proposons que la protéine accrue et l'activité enzymatique de AK1 est représentant d'une dérive glycolytique compensatoire pour contrebalancer la fonction mitochondriale musculaire réduite avec la progression de l'obésité. Cette hypothèse est étayée par une abondance accrue des enzymes glycolytiques GAPDH et aldolase A musculaire dans muscle obèse ou souffrant d'obésité morbide. En résumé, analyse du protéome de muscle nous a contribué à mieux décrire l'étiologie moléculaire des maladies liées à l'obésité.
Protéomique Et Systèmes De Biologie Dans La Recherche Des Sciences Exercice Et Du Sport
Une approche biologique des systèmes vers la recherche biologique vise à modéliser tous les processus simultanés dans une cellule, tissu ou organisme de mesures globales. Dans cette revue, nous décrivons les progrès récents en protéomique basé sur la spectrométrie de masse et de leur application pour interpréter les adaptations physiologiques du muscle squelettique avec l'exercice et l'obésité.
Augmentation De La Sécrétion Et D'expression De La Myostatine Dans Le Muscle Squelettique De Femmes Extrêmement Obèses
L'obésité est associée à des anomalies endocriniennes qui prédisent la progression de la résistance à l'insuline pour le diabète de type 2. Parce que le muscle squelettique a été montré pour sécréter des protéines qui pourraient être utilisés en tant que biomarqueurs, nous avons caractérisé le profil des protéines sécrétées des cellules musculaires provenant de très obèses (IMC 48,8 + / - 14,8 kg / m (2); homéostasie modèle d'évaluation [HOMA] 3.6 + / - 1,0) par rapport à pencher sujets sains (IMC 25,7 + / - 3,2 kg / m (2); HOMA 0,8 + / - 0,2).
La Myostatine Diminue Avec L'exercice Aérobie Et Associés Avec Résistance à L'insuline
Il ya des preuves croissantes que le muscle squelettique produit et sécrète des protéines biologiquement actives ou "myokines" qui facilitent la diaphonie métabolique entre les systèmes organiques. L'expression accrue de la myostatine, un inhibiteur de la sécrétion de la croissance musculaire anabolique et le développement, a été associée à l'obésité et l'insulino-résistance. En dépit de ces résultats intrigants, il ya eu quelques études reliant la myostatine et résistance à l'insuline.
Expression Et Fonction De La Myostatine Dans L'obésité, Le Diabète Et Adaptation De L'exercice
Myostatine est un membre de la superfamille de protéine morphogénétique osseuse-β/facteur de croissance (TGF-β/BMP) transformation des facteurs sécrétés qui fonctionne comme un puissant inhibiteur de la croissance du muscle squelettique. En outre, de nombreux témoignages qui cumule myostatine réglemente également le métabolisme et que son inhibition peut atténuer considérablement la progression de l'obésité et le diabète. Bien qu'au moins de ces effets sur le métabolisme peut être attribuable à l'influence de la myostatine au cours de la croissance du muscle squelettique et donc le volume de la masse corporelle maigre métaboliquement actives, il y a des preuves grandissantes que myostatine affecte la croissance et l'état métabolique des autres tissus, y compris le tissus adipeux et le foie. En outre, les travaux récents a exploré le rôle de la myostatine dans la mobilisation de substrat, absorption, et/ou l'utilisation du muscle indépendamment de ses effets sur la composition corporelle. Enfin, les effets de l'endurance et la résistance exercent sur l'expression de la myostatine, ainsi que le rôle potentiel de la myostatine dans les adaptations métaboliques bénéfiques qui se produisent en réponse à l'exercice, ont également commencé à être délimité de manière plus détaillée. Le but de cet examen était de résumer les travaux à ce jour sur l'expression et la fonction de la myostatine dans l'obésité, le diabète et adaptation de l'exercice.
Formation L'exercice N'a Pas Correcte Accumulation Anormale De Glycogène Cardiaque Dans Le Modèle De Souris Db / Db De Diabète De Type 2
Déséquilibre substrat est une caractéristique bien connue de la cardiomyopathie diabétique. Résistance à l'insuline pour effet de limiter l'oxydation des glucides, ce qui entraîne une accumulation de glycogène cardiaque anormal. Objectifs de la présente étude étaient de 1) caractériser le rôle de glycogène associées à des protéines impliquées dans l'accumulation de glycogène dans le cœur excessive diabétiques de type 2 et 2) déterminer si la formation exercice peut atténuer anormale accumulation de glycogène cardiaque. Contrôle (db (+)) et génétiquement diabétiques (db / db) C57BL/KsJ-lepr (db) / LEPR (db) souris ont été soumises à des régimes d'exercice sédentaires ou un tapis roulant. L'entraînement physique se composait de high-intensity/short-duration (10 jours) et low-intensity/long-duration (6 semaines) des protocoles. Les niveaux de glycogène ont été soulevées par 35-50% dans les db / db cœurs. L'entraînement physique encore augmenté (2 - à 3 fois) les niveaux de glycogène dans db / db cœurs. Analyse des piscines de glycogène solubles et insolubles n'ont révélé aucune accumulation différentielle d'un sous-espèces de glycogène. Phosphorylation (Ser (640)) de la glycogène synthase, un indicateur de l'activité enzymatique fractionnaire, était plus grande dans souris db / db soumis à des régimes sédentaires et de l'exercice. Les niveaux de glycogène élevés ont été accompagnés par la phosphorylation diminué (Thr (172)) de 5'-AMP-activated kinase et la phosphorylation (Ser (79)) de son substrat acétyl-CoA carboxylase aval. La concentration de glycogène n'a pas été associée à des augmentations dans d'autres glycogène-protéines associées, y compris malin et laforine. De nouvelles observations montrent que l'entraînement physique n'est pas correct du diabète induits par une élévation du glycogène cardiaque, mais plutôt, précipite une nouvelle accumulation.
Réponse Métabolomique à L'exercice De Formation En Lean Et Induite Par L'alimentation Des Souris Obèses
L'entraînement physique est une approche thérapeutique connue commun de s'opposer aux conséquences métaboliques de l'obésité. Les objectifs de la présente étude étaient d'examiner 1) si la formation exercice à court terme, d'intensité modérée modifie le profil de base métabolite et 2) si les 10 jours de la formation des exercices légers peuvent corriger l'obésité provoquées par des changements dans les spectres métabolique. Après avoir été sevrés, mâles de la même portée C57BL/6J ont été divisés au hasard en deux groupes: régime faible en gras (LF) ou haute teneur en graisses (HF). Après 12 semaines de manipulation diététique, les animaux HF étaient obèses et hyperglycémiques par rapport aux animaux de la FL. Les souris de chaque groupe ont été divisés en traitements sédentaires ou de l'exercice. L'entraînement physique se composait de l'exercice de roue de roulement (2 h / jour, 10 jours, 5,64 m / min). Après l'entraînement physique, les animaux ont été reposés (36 h) et à jeun (6 h) avant la collecte du sérum. Les échantillons ont été analysés par RMN haute résolution de protons à une dimension. Cinquante de haute et moyenne-concentration de métabolites ont été identifiés. Algorithmes de reconnaissance de formes et de modélisation multivariée ont été utilisées pour identifier et isoler des métabolites importants changements en réponse à HF et la formation de l'exercice. Les résultats ont montré que, même si l'exercice peut atténuer certains des profils anormaux dans les spectres métabolique induite par l'alimentation régime HF, ils ne peuvent pas le nier. En fait, lorsque les effets de la diète et l'exercice ont été comparés, l'alimentation était un facteur prédictif et a eu la plus grande influence sur le profil métabolique. La validation externe des modèles ont montré que l'alimentation pourrait être correctement classés avec une précision de 89%, tandis que la formation d'exercice pourrait être classé 73% du temps. Les résultats démontrent la métabolomique pour caractériser efficacement l'obésité provoquées par des perturbations dans le métabolisme et soutenir le concept que l'exercice est bénéfique pour cette condition.
Acide Chlorogénique Touche De Manière Différente La Glycémie Postprandiale Et Réponse Insulinotrope Glucose-dépendante Chez Le Rat Polypeptide
Consommation régulière de café réduit de manière significative le risque de diabète de type 2 (DT2). Le café contient des milliers de composés, mais la composante spécifique (s) responsable de cette diminution du risque est inconnu. Acides chlorogénique (CGA) présents dans le café infusé inhiber l'absorption intestinale du glucose in vitro. L'objectif de cette étude était d'élucider les mécanismes par lesquels les CGA agit comme médiateur réponse glycémique in vivo. Conscient, sans retenue, des rats mâles Sprague-Dawley ont été chroniquement cathétérisés et gavage-nourris avec un repas standardisé (59% de glucides, matières grasses de 25%, 12% de protéines), administré avec ou sans CGA (120 mg · kg (-1)), dans une étude croisée randomisée séparées par une période de sevrage de 3 jours. L'acétaminophène a été co-administré pour évaluer les effets de la CGA sur la vidange gastrique. Le incrétines glucagon-like peptide-1 (GLP-1) et le glucose-dependent peptide insulinotrope (GIP) ont été mesurés. GLP-1 de réponse en présence de glucose et de CGA a été examiné, en utilisant la ligne du côlon humain de cellules NCI-H716. La superficie totale sous la courbe (AUC) de la glycémie a été significativement atténuée chez les rats nourris CGA (p <0,05). Malgré cela, aucune différence de l'insuline plasmatique ou acides gras non estérifiés ont été observées, et la vidange gastrique n'a pas été modifié. Plasma GIP réponse a été émoussé chez les rats nourris CGA, avec un pic de concentration plus faible et l'ASC jusqu'à 180 min après le repas (p <0,05). Il n'ya eu aucun changement dans la sécrétion de GLP-1 soit dans le in vivo ou in vitro étude. En conclusion, le traitement CGA a entraîné des effets bénéfiques sur la réponse glycémique, avec des altérations observées dans les concentrations de GIP. Compte tenu de la consommation généralisée et la disponibilité du café, CGA peut être un outil de prévention viable pour le DT2.
Greffe De Cellules Souches Mésenchymateuses Pour Le Coeur Infarci: Un Rôle Dans Les Anomalies Du Métabolisme énergétique Minimiser Cardiaque Spécifique
Un vif intérêt a été porté sur thérapie cellulaire pour le cœur infarci étant donné que les cellules souches ont démontré sa capacité à réduire la taille de l'infarctus et d'atténuer une dysfonction cardiaque. Malgré cela, il ne sait pas si les cellules souches mésenchymateuses (CSM) la thérapie peut prévenir le remodelage métabolique après un infarctus du myocarde (MI). Cette étude examine la capacité des cellules souches mésenchymateuses pour sauver le cœur infarci de l'absorption perturbé substrat in vivo. Souris C57BL / 6 ont subi une ligature chronique de l'artère interventriculaire antérieure artère coronaire pour induire un infarctus du myocarde. L'échocardiographie a été réalisée sur des souris conscientes au départ ainsi que 7 et 23 jours post-IM. Vingt-huit jours qui suivent la procédure de ligature, pinces euglycémique hyperinsulinémique évalué sensibilité à l'insuline in vivo. L'administration traceur isotopique évalué corps entier, les tissus périphériques, et spécifiquement cardiaque de glucose et de l'utilisation des acides gras. Pour mieux comprendre les mécanismes par lesquels les cellules souches mésenchymateuses modulent le métabolisme, la fonction mitochondriale a été évaluée par haute résolution en utilisant respirométrie perméabilisées fibres cardiaques. Les données montrent que la transplantation MSC préserve stimulée par l'insuline la captation des acides gras dans la région péri-infarctus (4,25 ± 0,64 vs 2,57 ± 0,34 vs 3,89 ± 0,54 pmol · 100 g (-1) · min (-1), SHAM vs MI + PBS + vs MI MSC, P <0,05) et empêche l'absorption du glucose augmente dans le ventricule à gauche à distance (3.11 ± 0,43 vs 3,81 ± 0,79 vs 6,36 ± 1,08 pmol · 100 g (-1) · min (- 1), SHAM vs MI + PBS + vs MI MSC, P <0,05). Cela a été associée à une meilleure efficacité de la phosphorylation oxydative mitochondriale avec un ratio de contrôle respiratoire de 3,36 ± 0,18 dans le MSC-traités par rapport aux fibres cardiaques 2,57 ± 0,14 dans les fibres du myocarde seule (P <0,05). En conclusion, la thérapie MSC présente le potentiel de sauver le cœur des aberrations métaboliques suite à un infarctus du myocarde. Restauration de la flexibilité métabolique est important étant donné les exigences métaboliques du cœur et le rôle de l'énergétique de la progression vers l'insuffisance cardiaque.
