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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
- Journal of Applied Physiology (Bethesda, Md. : 1985)
- Medicine and Science in Sports and Exercise
- American Journal of Physiology. Endocrinology and Metabolism
- 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
サポニン透過性心臓繊維の呼吸計測の酸化的リン酸化の評価
1Department of Biochemistry and Molecular Biology, Faculty of Medicine, University of Calgary, 2Faculty of Kinesiology, University of Calgary
呼吸計測の酸化的リン酸化の解析と組み合わせてサポニン透過処理繊維の調製物は、ミトコンドリアの機能の統合的な評価を提供します。生理的および病的状態におけるミトコンドリア呼吸はミトコンドリアの相互作用、形態および生化学を含む様々な規制の影響を反映することができます。
JoVE Clinical and Translational Medicine
覚醒ラットにおける高インスリン血症、正常血糖クランプ
1Department of Biochemistry and Molecular Biology, Faculty of Medicine, University of Calgary, 2Faculty of Kinesiology, University of Calgary
高インスリン血症、正常血糖クランプは、インスリン作用の評価のための"ゴールドスタンダード"です。インスリンはグルコース取り込みを刺激する一定の速度で注入する。このドロップダウンに対抗するために注入された外因性グルコースの量は、インスリン感受性の指標である。ここで手順は意識、無拘束のラットで実行されます。
Other articles by Dustin S. Hittel on PubMed
冬眠型哺乳類のミトコンドリア エンコード遺伝子の発現。
13 並んでリス、Spermophilus tridecemlineatus の腎臓から作製した cDNA ライブラリー特異的発現亢進冬眠中だった遺伝子のスクリーニングを行った。チトクロム c 酸化酵素サブユニット 1 エンコーディング クローンが見つかり、発現亢進は北のしみが付くことによってされていることを確認します。Cox1 mRNA の差動式多臓器に冬眠中が発生しました;冬眠動物トラン スクリプト レベル二重腎臓で高く、4 倍高い心と褐色脂肪組織よりも平熱動物のであったが、骨格筋の変化はなかった。トラン スクリプトのレベル、核のサブユニット Cox4 エンコードし、ATP 合成酵素 alpha 冬眠中変化しなかったに対しエンコードされたミトコンドリア ATP 合成酵素 6/8 のトラン スクリプトのレベルは同様にこれらの組織で亢進でした。イムノブロット解析では、コックス 1 蛋白質の 2.4 倍の増加とコックス 4 タンパク質腎臓で体温コントロールに比べて、冬眠中のリスのわずかな減少を明らかにしました。冬眠型哺乳類は一般に、ミトコンドリアのゲノムの発現を高める可能性があり、Cox1 具体的には、防止または電子輸送チェーンへの損傷を最小限に抑えるに、寒さと休止状態の試合中に経験した虚血による。
骨格筋太り過ぎの男性メタボリック症候群の特徴の運動トレーニング後、線溶状態が決まります。
心血管危険因子を減らすに有酸素運動の有益な役割を支持する疑う余地のない証拠がこの関係のいくつかの用量反応の研究ますます、骨格筋とその血管内の適応による心血管運動の利点が大幅に影響されることが考えられます。しかし、ほとんどこれらの適応の分子機構について知られていません。これに対処するには、縦、ベースのマイクロ アレイ遺伝子発現ターゲットを絞ったリスク削減介入を通じて定義された運動 （STRRIDE） の研究から得られたシリアル骨格筋生検のプロファイリングを活用した研究を開始しました。STRRIDE 参加者は、通常タイプ II 糖尿病はインスリン抵抗性、異常脂質および耐糖能異常などの前メタボリック シンドロームの太りすぎと展示症状特徴でした。発現データ統計的にフィルタ リングされ、遺伝子製品知識に基づく運動トレーニング応答性の高いクラスターに分類します。このような 1 つのクラスターには組織プラスミノーゲンアクチベーター （T-PA）、結合組織活性化ペプチド III (門脈 III) tetranectin など, フィブリンの分解を促進する遺伝子が含まれて。線溶活性および蛋白質レベルの tetranectin、および t-PA とその内因性インヒビター PAI-1、その後の骨格筋及び血清のトレーニングを行使する応答が大幅に変更ことが示されました。我々 のデータは、運動の厳しさは線溶遺伝子とタンパク質のカスケード, 筋, 内および全身循環の直接誘導する見る。メタボリック シンドロームは独立したリスク因子が末梢血管疾患と血栓性イベント心と脳の内で与えられて、この発見は特に重要です。有酸素運動トレーニングがおそらく心血管疾患から保護されますローカルおよび全身の変更線溶系と血管の恒常性を誘導することを締結します。
運動トレーニングは、電子と太り過ぎの男性と女性のメタボリック症候群の筋蛋白質を往復基板が増加します。
好気性の調節された筋酸化的代謝を増加させたまたはグルコース未熟な筋からの相対は、与えられた絶対的な運動強度で示しています。定義された運動 (STRRIDE) 研究を通じてターゲットを絞ったリスク削減介入の研究は男性と女性のメタボリック症候群の特徴での有酸素運動介入 （クラウス WE, Torgan CE、Duscha BD、ノリス J、ブラウン SA、コブ FR、俵 CW、別館 BH、三思 GP、Houmard ジャと Slentz CA、Med Sci スポーツ ギャングを取得 33: 1774年-1784 年、2001年）、トレーニング時間ポイントを負荷中撮影 4 つの筋肉の生検で。ここでは、我々 以前の研究を拡大 (Hittel DS、クラウスは、ホフマン EP、J 生理 548:401-410、2003年）、STRRIDE 参加者におけるエネルギーと基質代謝関連遺伝子の転写を調査するためにプロファイリング mRNA を使用します。我々 はメタボリック シンドローム (アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ 1、乳酸脱水素酵素 B、およびピルビン酸 dehydrogenase-alpha(1))。 座標規制有酸素トレーニングを持つキー代謝酵素の発見します。誘導に急性の応答を活動ではなかったがすべてすぐに downregulated 負荷によっても。タンパク質および酵素アッセイは mRNA の誘導有酸素トレーニングと detraining (96 h 2 週） 10 男性の損失と 10 の女性 STRRIDE 科目の検証に使用されました。我々 はピルビン酸の酸化的代謝を解放し、したがって、乳酸の排出を制限することによって、筋肉におけるグルコース代謝を増やすこと、リズミカル トレーニング レベルのアスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ 1、乳酸脱水素酵素 B, ピルビン酸 dehydrogenase-alpha(1) サブユニットが増加することを提案します。シリアル測定の演習と同じグループから 62 の被験者から空腹時血漿乳酸乳酸トレーニングと循環の大幅な減少を示した。我々 もセックス固有筋ユビキノール-シトクロム c レダクターゼ コア蛋白 II, 女性に特有だったトレーニング後の増加を示したミトコンドリアの呼吸複合体 III のコンポーネントとの分子改造するための証拠を見つけた。これらの生化学的適応 prediabetic 個人の運動介入と改良されたブドウ糖の許容のための既存の分子モデルを補完します。
肥満と病的肥満の女性からの骨格筋のプロテオーム解析。
メタボリック シンドローム ・ 2 型糖尿病などの肥満関連の病気は、一部では、骨格筋の代謝悪化から発信します。直腹筋の予備的プロテオーム調査アデニレートキナーゼ (AK) 1、グリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼ （GAPDH）、赤身のコントロール被験者に対する肥満か太りすぎおよび病的肥満女性におけるアルドラーゼ A は統計的に有意な増加を検出しました。AK1 は細胞エネルギーの充電のメンテナンスのために不可欠であるし、GAPDH とアルドラーゼ A よく知られている解糖系酵素であります。我々 は、筋肉 AK1 発見タンパク質と酵素活性増加 2.9 および 90 ％、それぞれ、肥満の女性と 9.25 と 100 ％ でそれぞれ、病的肥満の女性で。肥満か太りすぎの女性だけの 30 ％ 増加する筋肉のエネルギー代謝を調節するまた、クレアチンキナーゼの総酵素活性が示されました。増加タンパク質と酵素活性の AK1 は減少した筋肉ミトコンドリア機能肥満の進行を打ち消すために代償的な解糖系ドリフトの代表であることを提案します。この仮説は、解糖系酵素 GAPDH と肥満と病的肥満筋におけるアルドラーゼ A の増加の豊かさによってサポートされます。要約すると、筋肉のプロテオーム解析は私たちより良い肥満関連疾患の分子病因を記述する役立っています。
プロテオミクスとシステム生物学運動とスポーツ科学研究。
生物学的研究に向けてシステムバイオロジーのアプローチによるグローバル測定セル、ティッシュ、または有機体内のすべての同時実行プロセスをモデル化するように努めます。このレビューでは、質量分析法を用いたプロテオミクスと骨格筋運動と肥満の生理的適応の解釈に向けての応用の最近の進歩について説明します。
非常に肥満の女性からの骨格筋におけるミオスタチンの増加分泌と発現
肥満は2型糖尿病にインスリン抵抗性の進行を予測する内分泌異常に関連付けられています。骨格筋は、バイオマーカーとして使用することができるタンパク質を分泌することが示されているので、我々は特徴非常に肥満から派生した筋細胞の分泌タンパク質プロファイル（BMI 48.8 + / - 14.8キロ/ M（2）、ホメオスタシスモデル評価[HOMA] 3.6 + / - 1.0）、健常者（BMI 25.7 + / - 3.2キロ/ M（2）傾きを基準にし、HOMA 0.8 + / - 0.2）。
ミオスタチンは、インスリン抵抗性と有酸素運動とアソシエイツとともに減少する
骨格筋は臓器システム間の代謝のクロストークを容易にする生物学的に活性なタンパク質または "myokines"を生成し、分泌することを示す証拠が高まっている。ミオスタチンの発現の増加、筋肉の成長と発展の分泌蛋白同化阻害剤は、肥満やインスリン抵抗性に関連付けられている。これらの魅力的な知見にもかかわらず、ミオスタチンとインスリン抵抗性を結ぶいくつかの研究が行われている。
リーンと食事誘発性肥満マウスにおけるトレーニングを行使する代謝応答
運動トレーニングは、肥満の代謝の影響を拮抗することが知られている一般的な治療アプローチである。本研究の目的は、短期的な、中等度強度の運動トレーニングは基礎代謝産物プロファイルを変更し、2）軽度の運動トレーニングの10日間は代謝スペクトルの肥満誘発性シフトを修正することができればかどうか1）を調べることであった。低脂肪（LF）、または高脂肪（HF）：離乳された後、雄性C57BL/6J同腹子を無作為に2食群に分けた。食事の操作の12週間後に、HFの動物は、LFの動物と比較して肥満や高血糖であった。各グループからのマウスは、さらに定住や運動治療に分けられた。運動トレーニングは、運動を実行しているホイール（2時間/日、10日、5.64メートル/分）で構成されていた。運動トレーニング後、動物を休まされました（36 h）と血清の収集の前に（6時間）絶食させた。サンプルは、高解像度の一次元のプロトンNMRによって分析した。五高および中濃度代謝物が同定された。パターン認識のアルゴリズムと多変量モデリングは、HFと運動トレーニングに応答して変化する重要な代謝物を同定および単離するために使用されました。結果は、運動はHF食摂食により誘発される代謝スペクトルの異常なパターンの一部を軽減することができますが、彼らはそれを否定することができないことを示した。実際には、食事と運動の効果を比較した場合には、食事は、より強力な予測因子であったと代謝プロファイルに大きな影響を与えた。運動トレーニングは、時間の73％を分類することができたのに対し、モデルの外部検証では、ダイエットが正しく89％の精度で分類できることを示した。結果は、効果的に代謝に肥満誘発性の摂動を特徴づけると運動は、この条件のために有益であるという概念をサポートするためにメタボロミクスを示しています。
式と関数の肥満、糖尿病と運動適応におけるマイオスタチン。
ミオスタチンの骨格筋の成長の強力な阻害剤としての機能変換の成長因子-β/骨形成因子 (TGF-β/BMP) スーパーファミリー分泌因子のメンバーです。また、かなりの証拠が蓄積してきたミオスタチンまたを調節する代謝とその阻害大幅に肥満と糖尿病の進行を減衰させることができます。少なくともがこれら代謝に及ぼす影響の一部は、骨格筋の成長へのミオスタチンの影響に起因することができますおよびしたがって代謝活性の高い除脂肪体重の合計ボリューム上、そのミオスタチン成長と代謝状態の脂肪と肝臓を含む他の組織に影響を与える証拠は。さらに、最近の仕事ミオスタチン基板動員、取り込み、および/または筋肉体組成への影響の独立の活用の役割を探求してきた。最後に、耐久性と抵抗の影響ミオスタチン式としてミオスタチン運動、またより詳細に線引きし始めている応答で発生する有益な新陳代謝の適応での潜在的な役割を行使します。このレビューの目的は、肥満、糖尿病、および運動適応の発現と機能ミオスタチンの上までの作業を要約するだった。
運動トレーニングは、2型糖尿病db / Dbマウスモデルにおける異常心筋グリコーゲン蓄積を修正するものではありません
基板の不均衡は、糖尿病性心筋症のよく知られた機能です。インスリン抵抗性を効果的に異常な心臓のグリコーゲンの蓄積、その結果、炭水化物の酸化を制限します。本研究の目的は、1にあった）2型糖尿病の心の中で過剰なグリコーゲンの蓄積に関与するグリコーゲン関連蛋白質の役割を特徴づけると運動トレーニングが異常な心臓のグリコーゲンの蓄積を減衰させることができれば2）を決定します。制御（DB（+））と遺伝的に糖尿病（はdb / db）C57BL/KsJ-lepr（DB）/ lepr（DB）マウスは、定住やトレッドミル運動療法を行った。運動トレーニングは、high-intensity/short-duration（10日）とlow-intensity/long-duration（6週）のプロトコルで構成されていた。グリコーゲンレベルは、db / dbに心の中で35から50までパーセントで上昇していた。はdb / dbの心の中にグリコーゲンのレベル - 運動トレーニングは、さらに（3倍〜2）増加しました。可溶性および不溶性グリコーゲンプールの分析は、1グリコーゲンの亜種のない差の蓄積は認められなかった。グリコーゲン合成酵素のリン酸化（セリン（640））、酵素分画活性の指標は、定住や運動療法を受けdb / dbマウスの方が大きかった。上昇グリコーゲンレベルは、その下流の基質アセチル-CoAカルボキシラーゼの5'-AMP-活性化キナーゼとリン酸化の減少リン（木（172））（SER（79））を伴っていた。グリコーゲン濃度はマリンとlaforinを含む他のグリコーゲン関連蛋白質の増加と関連していませんでした。小説の観測は、運動トレーニングが心臓のグリコーゲンの正しい糖尿病誘発性の上昇をしないことを示しているが、むしろ、さらなる蓄積を沈殿させる。
クロロゲン酸は、差のある食後血糖値およびラットにおけるグルコース依存性インスリン分泌ポリペプチド応答に影響
レギュラーコーヒーの消費量が大幅に2型糖尿病（T2D）のリスクを低減します。コーヒーは数千の化合物が含まれています。ただし、このリスクの低減のために責任を特定のコンポーネント（s）が不明である。淹れたてのコーヒーで見つかったクロロゲン酸（CGA）は、in vitroで腸のグルコース取り込みを阻害する。本研究の目的は、CGAは、in vivoでの血中グルコース応答を媒介するように作用するメカニズムを解明することであった。意識して、気ままな、雄Sprague-Dawleyラットを慢性的には、CGA（120ミリグラム·キロ（-1））の有無にかかわらず投与、標準化された食事（59％炭水化物、脂肪25％、12％タンパク質）をカテーテルと強制給餌された3日間の休薬期間で区切られた無作為化クロスオーバーデザイン。アセトアミノフェンは胃にCGAの効果を評価するために同時投与されました。インクレチングルカゴン様ペプチド-1（GLP-1）とグルコース依存性インスリン分泌促進ペプチド（GIP）を測定した。グルコースとCGAの存在下でGLP-1の応答はさらにヒト結腸細胞株NCI-H716を使用して、検討した。血糖値の曲線下面積（AUC）の総面積は、ラットCGAた（p <0.05）で有意に減弱した。これにもかかわらず、血漿インスリンまたは非エステル脂肪酸の有意差は認められなかった、と胃が変更されていませんでした。血漿GIPの応答は、最大食後180分（P <0.05）に低いピーク濃度とAUCと、ラットCGAで平滑化した。 in vivoまたはin vitro試験において、いずれかのGLP-1分泌に変化はありませんでした。結論として、CGA治療は、GIP濃度で見られる変化と、血中グルコース応答に有益な効果をもたらした。広範な消費とコーヒーの可用性を考えると、CGAは、T2Dのための実行可能な予防ツールかもしれません。
心臓固有のエネルギー代謝の異常を最小限に抑える役割：梗塞心臓のための間葉系幹細胞移植
強い関心は、幹細胞が梗塞サイズを縮小し、心機能障害を軽減する能力を示していることを考えると梗塞心のために細胞ベースの治療法に焦点を当てています。これにもかかわらず、それは間葉系幹細胞（MSC）療法は、心筋梗塞（MI）以下の代謝リモデリングを防ぐことができるかどうかは不明である。本研究では、生体内で基質の取り込みを摂動から梗塞心臓を救出するMSCの能力を調べます。 C57BL / 6マウスでは、MIを誘導するために冠動脈左前下行の慢性的結紮術を施行した。心エコー検査は、意識的なベースライン時にマウスと同様に7および23日後にMIを行った。ライゲーション手順を実行した後、二十八日、高インスリン正常血糖クランプはin vivoでインスリン感受性で評価した。同位体トレーサー投与は全身の末梢組織、心臓特異的グルコースおよび脂肪酸の使用率を評価した。 MSCは、代謝を調節するメカニズムへの洞察を得るために、ミトコンドリアの機能は、透過性に心臓の繊維を用いて高解像度の呼吸計測によって評価した。データは、MSC移植はインスリン刺激周囲の梗塞領域内の脂肪酸の取り込み（4.25±0.64対2.57±0.34対3.89±0.54マイクロモル·100グラム（-1）·分（-1）、SHAM対を保持することを示しているMI + PBS対MI + MSC、P <0.05）およびリモート左心室におけるグルコース取り込みの増加を防ぐことが（3.11±0.43対3.81±0.79対6.36±1.08マイクロモル·100グラム（-1）·分（ - 1）、SHAM対MI + PBS対MI + MSC、P <0.05）。これは3.36の呼吸調節比±2.57対MSC処理心臓の繊維で0.18±梗塞のみ繊維（P <0.05）で0.14とミトコンドリアの酸化的リン酸化の効率化と関連していた。結論として、MSC治療はMI後の代謝異常から心臓を救出する可能性を示す。代謝柔軟性の回復は、心臓の代謝要求や心不全への進行のエネルギー論の役割が与えられたことが重要です。
