より高いグルコースの可用性は、運動のような電気パルス刺激に対するC2C12筋管の代謝反応を増強します

運動様の電気パルスシミュレーション（EL-EPS）の適用は、in vitroで広く使用されている運動模倣になりました。EL-EPSは、in vivo運動と同様の生理学的反応を生成しますが、詳細な代謝効果についてはあまり知られていません。日常的に、C2C12筋管は高グルコース培地（4.5 g/L）で培養されており、EL-EPS応答を変化させる可能性があります。この研究では、高グルコース（1.0 g/L）条件下でのEL-EPSの代謝効果を評価して、基質の可用性がEL-EPに対する筋管反応にどのように影響するかを理解します。C2C12ミオチューブ、培地、および無細胞媒体代謝産物は、標的化されていない核磁気共鳴（NMR）ベースのメタボロミクスを使用して分析されました。さらに、翻訳および代謝の変化と可能なエクセルキン効果を分析しました。EL-EPSは、乳酸、酢酸、3-ヒドロキシブチレート、分岐鎖脂肪酸（BCFA）の産生と分泌だけでなく、基質の利用を強化しました。BCFAの増加は、BCAASがBCAA異教徒でのアシルCoAチオエステルゼの作用を示唆して筋管を培養した場合、分岐鎖アミノ酸（BCAA）とBCFAと相関していました。特に、EL-EPがグルコースの可用性とは無関係にリン酸化C-Jun N末端キナーゼとインターロイキン-6分泌を増加させるため、すべてのEL-EPS応答が高グルコースによって増強されたわけではありません。HEPG2肝細胞に酢酸およびEL-EPS条件の培地の投与は、脂肪分解またはトリアシルグリセロール含有量に悪影響を及ぼさなかった。我々の結果は、細胞を含まない培地とは異なり、C2C12ミオチューブおよび培地代謝産物がEL-EPSの影響を受け、特に高グルコース条件下で、将来のEL-EPS研究で培地組成を考慮すべきであることを示唆していることを示しています。さらに、アセテートとBCFAは、より多くの研究を保証する推定エクセルキンとして特定されました。新しい研究では、1）C2C12筋管、2）成長媒体、および3）運動後の細胞無細胞媒体のメタボロームを初めて調査しました。明確な栄養負荷の下での電気パルス刺激。高グルコース条件下で成長した筋管は、より低いグルコースの可用性条件と比較して、酢酸塩および分岐鎖脂肪酸の媒体含有量の増加と比較して、EL-EPSに対するより大きな反応性があることを示唆していることを報告します。

The application of exercise-like electrical pulse simulation (EL-EPS) has become a widely used exercise mimetic in vitro. EL-EPS produces similar physiological responses as in vivo exercise, while less is known about the detailed metabolic effects. Routinely, the C2C12 myotubes are cultured in high-glucose medium (4.5 g/L), which may alter EL-EPS responses. In this study, we evaluate the metabolic effects of EL-EPS under the high- and low-glucose (1.0 g/L) conditions to understand how substrate availability affects the myotube response to EL-EPS. The C2C12 myotube, media, and cell-free media metabolites were analyzed using untargeted nuclear magnetic resonance (NMR)-based metabolomics. Furthermore, translational and metabolic changes and possible exerkine effects were analyzed. EL-EPS enhanced substrate utilization as well as production and secretion of lactate, acetate, 3-hydroxybutyrate, and branched-chain fatty acids (BCFAs). The increase in BCFAs correlated with branched-chain amino acids (BCAAs) and BCFAs were strongly decreased when myotubes were cultured without BCAAs suggesting the action of acyl-CoA thioesterases on BCAA catabolites. Notably, not all EL-EPS responses were augmented by high glucose because EL-EPS increased phosphorylated c-Jun N-terminal kinase and interleukin-6 secretion independent of glucose availability. Administration of acetate and EL-EPS conditioned media on HepG2 hepatocytes had no adverse effects on lipolysis or triacylglycerol content. Our results demonstrate that unlike in cell-free media, the C2C12 myotube and media metabolites were affected by EL-EPS, particularly under high-glucose condition suggesting that media composition should be considered in future EL-EPS studies. Furthermore, acetate and BCFAs were identified as putative exerkines warranting more research.NEW & NOTEWORTHY The present study examined for the first time the metabolome of 1) C2C12 myotubes, 2) their growth media, and 3) cell-free media after exercise-like electrical pulse stimulation under distinct nutritional loads. We report that myotubes grown under high-glucose conditions had greater responsiveness to EL-EPS when compared with lower glucose availability conditions and increased media content of acetate and branched-chain fatty acids suggests they might act as putative exerkines warranting further research.