運動誘発性オートファジーは、Akt/mtorおよびAkt/Foxo3aシグナル経路とAMPKを介したミトコンドリア品質管理を介して筋細胞症を抑制します

運動トレーニングは、高齢者のサルコペニアに対する最も効果的な介入戦略の1つです。それにもかかわらず、根本的なメカニズムは十分に認識されていません。高齢の骨格筋におけるオートファジーの異常な調節が報告されています。私たちの現在の研究の目的は、トレッドミルの運動、抵抗運動、トレッドミルのランニングと抵抗運動を伴う交互の運動、およびサルコペニアを備えた21ヶ月のラットでの自発的なホイールランニングなど、運動介入の効率を調査することを目的としています。結果は、アップレギュレートされたAtrogin-1およびMurf1の結果として、オートファジー不足と過度のアポトーシスを伴う腹腔閉鎖筋の腫瘤の減少を示し、Beclin1レベルとLC3-II/LC3-I比の低下、P62の蓄積、BAXの増加、およびBCl-Demadeが減少しました。2レベル、およびPGC-1α、MFN2、DRP1、およびPINK1レベルの減少により、ミトコンドリアの品質管理の欠陥も示しました。しかし、12週間の運動介入により、骨格筋の質量損失の減少が抑制され、アトロギン-1およびMuRF1が下方制御され、Beclin1レベルが増加し、LC3-II/LC3-I比が改善され、P62レベルが低下し、BAXおよびBAXおよび減少しました。BCL-2レベルの増加と、PGC-1α、MFN2、DRP1、およびPINK1レベルの増加によるミトコンドリア機能の強化。さらに、運動介入はまた、Akt、MTOR、およびFOXO3Aのリン酸化をダウンレギュレートし、オートファジーとミトコンドリアの品質管理の機能状態を調節するために、アップレギュレートされたリン酸化AMPKを調節しました。したがって、運動誘発性オートファジーは、AKT/MTORおよびAKT/FOXO3Aシグナル経路とAMPKを介したミトコンドリアの品質制御を調節することにより、サルコペニアを改善するのに有益であり、耐性運動は最良の介入効率を示します。

Exercise training is one of the most effective interventional strategies for sarcopenia in aged people. Nevertheless, the underlying mechanisms are not well recognized. Increasing studies have reported abnormal regulation of autophagy in aged skeletal muscle. Our current study aims to explore the efficiency of exercise interventions, including treadmill exercise, resistance exercise, alternating exercise with treadmill running and resistance exercise, and voluntary wheel running, on 21-month-old rats with sarcopenia and to detect the underlying mechanisms. Results showed the declined mass of gastrocnemius muscle with deficient autophagy and excessive apoptosis as a result of up-regulated Atrogin-1 and MuRF1, declined Beclin1 level and LC3-II/LC3-I ratio, accumulated p62, increased Bax, and reduced Bcl-2 levels, and also exhibited a defective mitochondrial quality control due to declined PGC-1α, Mfn2, Drp1, and PINK1 levels. However, 12-week exercise interventions suppressed the decline in mass loss of skeletal muscle, accompanied by down-regulated Atrogin-1 and MuRF1, increased Beclin1 level, improved LC3-II/LC3-I ratio, declined p62 level, and reduced Bax and increased Bcl-2 level, as well as enhanced mitochondrial function due to the increased PGC-1α, Mfn2, Drp1, and PINK1 levels. Moreover, exercise interventions also down-regulated the phosphorylation of Akt, mTOR, and FoxO3a, and up-regulated phosphorylated AMPK to regulate the functional status of autophagy and mitochondrial quality control. Therefore, exercise-induced autophagy is beneficial for remedying sarcopenia by modulating Akt/mTOR and Akt/FoxO3a signal pathways and AMPK-mediated mitochondrial quality control, and resistance exercise exhibits the best interventional efficiency.