Επίδραση της χρόνιας άσκησης στο προφίλ των λιπαρών οξέων και στην έκφραση πρωτεϊνών που εμπλέκονται στο μεταβολισμό του λίπους σε ιστούς επιμύων

Abstract

The aim of the present study was to examine the effect of eight weeks of voluntary wheel running on the concentrations of two enzymes involved in lipogenesis (fatty acid synthase, FAS; and diacylglycerol acyl transferase-1, DGAT1), two proteins involved in lipolysis (hormone-sensitive lipase, HSL; and perilipin), two enzymes involved in fatty acid oxidation (carnitine palmitoyltransferase, CPT; and 3-hydroxyacyl CoA dehydrogenase, HAD), and three transcriptional factors playing crucial roles in the induction of genes involved in lipid metabolism: the PPARα, PPARγ, and PPARδ members of the peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR) family in rat liver, gastrocnemius medialis muscle, epididymal fat, and subcutaneous fat. An additional aim of the study was to examine the effects of the exercise training on the fatty acid composition of phospholipids and triacylglycerols in rat serum, liver, skeletal muscle, and adipose tissue. Proteins were measured through Western blot analysis and kinetic photometric methods, and fatty acids were measured through a combination of thin-layer and gas chromatography in the tissues of eleven trained and fourteen untrained rats. The trained rats had significantly (P < 0.05) lower FAS in the liver, higher CPT and HAD in muscle, higher FAS, HSL, and perilipin in epididymal fat, as well as higher HSL in subcutaneous fat. No significant differences in the liver, muscle or adipose tissue PPAR contents were found between groups. Serum phospholipids and muscle as well as subcutaneous adipose tissue triacylglycerols decreased significantly with training. The fatty acid composition of liver phospholipids changed with training. In contrast to the liver, where no significant differences in the fatty acid profile of triacylglycerols were found, muscle underwent more significant differences in triacylglycerols than phospholipids, and adipose tissue only in triacylglycerols. Our findings suggest that exercise increased muscle fatty acid oxidation, decreased liver lipogenesis, increased subcutaneous fat lipolysis, and increased triacylglycerol turnover in visceral fat. Because no differences in PPAR were observed, we suggest that the specific type of exercise training affected the expression of target genes of these transcriptional factors through PPAR activation rather than induction, making the regulation of the above processes more economical and flexible.

Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν να εξετάσει σε επίμυες την επίδραση οκτώ εβδομάδων εθελοντικής προπόνησης σε τροχό στις συγκεντρώσεις δύο ενζύμων της λιπογένεσης(συνθάση λιπαρών οξέων ή FAS και ακυλοτρανσφεράση-1 της διακυλογλυκερόλης ή DGAT1), δύο πρωτεϊνών που εμπλέκονται στη λιπόλυση (ευαίσθητη σε ορμόνες λιπάση ή HSL και περιλιπίνη), δύο ενζύμων που ελέγχουν την οξείδωση των λιπαρών οξέων (παλμιτοϋλοτρανσφεράση της καρνιτίνης ή CPT και αφυδρογονάση του 3-υδροξυακυλοσυνενζύμου Α ή HAD) και τριών μεταγραφικών παραγόντων που παίζουν σημαντικό ρόλο στην επαγωγή γονιδίων εμπλεκομένων στο μεταβολισμό του λίπους, των PPARα, PPARγ και PPARδ της οικογένειας των ενεργοποιούμενων από πολλαπλασιαστές των υπεροξυσωμάτων υποδοχέων (PPAR) στο ήπαρ, τον έσω γαστροκνήμιο μυ, το σπλαγχνικό (επιδιδυμικό) λίπος και το υποδόριο λίπος. Πρόσθετος σκοπός της μελέτης ήταν να εξετάσει την επίδραση της προπόνησης στη σύσταση σε λιπαρά οξέα των φωσφολιπιδίων και των τριακυλογλυκερολών στον ορό, το ήπαρ, το μυ και το λίπος των επιμύων. Οι πρωτεΐνες μετρήθηκαν με τη μέθοδο της ηλεκτροφόρησης και ανοσοστύπωσης (ανάλυση Western) και με κινητικές φωτομετρικές μεθόδους και τα λιπαρά οξέα με συνδυασμό χρωματογραφίας λεπτής στιβάδας και αέριας χρωματογραφίας στους ιστούς έντεκα προπονημένων και δεκατεσσάρων απροπόνητων επιμύων. Οι προπονημένοι επίμυες είχαν σημαντικά (P < 0,05) χαμηλότερη FAS στο ήπαρ, υψηλότερη CPT και HAD στο μυ, υψηλότερη FAS, HSL και περιλιπίνη στο επιδιδυμικό λίπος, καθώς και υψηλότερη HSL στο υποδόριο λίπος. Οι δύο ομάδες δεν διέφεραν ως προς τους PPAR σε κανένα ιστό. Τα φωσφολιπίδια του ορού και οι τριακυλογλυκερόλες του μυός και του υποδόριου λίπους μειώθηκαν σημαντικά με την προπόνηση. Το προφίλ των λιπαρών οξέων των φωσφολιπιδίων του ήπατος άλλαξε με την προπόνηση. Αντίθετα με το ήπαρ, όπου δεν βρέθηκαν σημαντικές διαφορές στο προφίλ των λιπαρών οξέων των τριακυλογλυκερολών, στο μυ παρατηρήθηκαν περισσότερες σημαντικές διαφορές στις τριακυλογλυκερόλες απ' ό,τι στα φωσφολιπίδια, ενώ στο λιπώδη ιστό βρέθηκαν σημαντικές διαφορές μόνο στις τριακυλογλυκερόλες. Τα ευρήματά μας υποδεικνύουν ότι η άσκηση προκάλεσε αύξηση της οξείδωσης λιπαρών οξέων στο μυ, μείωση της λιπογένεσης στο ήπαρ, αύξηση της λιπόλυσης στο υποδόριο λίπος και αύξηση της ανακύκλωσης των τριακυλογλυκερολών στο σπλαγχνικό λίπος. Επειδή ταυτόχρονα δεν βρέθηκαν αλλαγές στις συγκεντρώσεις των PPAR, υποθέτουμε ότι η συγκεκριμένη άσκηση επηρέασε την έκφραση γονιδίων στόχων των PPAR μέσω ενεργοποίησης μάλλον παρά επαγωγής των μεταγραφικών αυτών παραγόντων, καθιστώντας τον έλεγχο των παραπάνω διεργασιών οικονομικότερο και πιο ευέλικτο.