PGC-1α-induced improvements in skeletal muscle metabolism and insulin sensitivity
摘要:
The peroxisome proliferator-activated receptor γ (PPARγ) coactivator 1α (PGC-1α), a nuclear encoded transcriptional coactivator, increases the expression of many genes in skeletal muscle, including those involved with fatty acid oxidation and oxidative phosphorylation. Exercise increases the expression of PGC-1α, and the exercise-induced upregulation of many genes is attributable, in part, to the preceding activation and upregulation of PGC-1α. Indeed, PGC-1α overexpression, like exercise training, increases exercise performance. PGC-1α reductions in humans have been observed in type 2 diabetes, while, in cell lines, PGC-1α mimics the exercise-induced improvement in insulin sensitivity. However, unexpectedly, in mammalian muscle, PGC-1α overexpression contributed to the development of diet-induced insulin resistance. This may have been related to the massive overexpression of PGC-1α, which induced the upregulation of the fatty acid transporter FAT/CD36 and led to an increase in intramuscular lipids, which interfere with insulin signalling. In contrast, when PGC-1α was overexpressed modestly, within physiological limits, mitochondrial fatty acid oxidation was increased, GLUT4 expression was upregulated, and insulin-stimulated glucose transport was increased. More recently, similar PGC-1α-induced improvements in the insulin-resistant skeletal muscle of obese Zucker rats have been observed. These studies suggest that massive PGC-1α overexpression, but not physiologic PGC-1α overexpression, induces deleterious metabolic effects, and that exercise-induced improvements in insulin sensitivity are induced, in part, by the exercise-induced upregulation of PGC-1α.nnLe coactivateur 1α (PGC-1α) des récepteurs γ activés par les proliférateurs du peroxisome (PPARγ) qui agit comme un agent encodé de transcription dans le noyau augmente l'expression de nombreux gènes dans le muscle squelettique, y compris ceux de l'oxydation des acides gras et de la phosphorylation oxydative. L'exercice physique accrot l'expression du PGC-1α; d'ailleurs, la régulation à la hausse de nombreux gènes est en partie attribuable à l'activation préalable à la régulation à la hausse du PGC-1α. En effet, la surexpression du PGC-1α par l'entranement physique améliore la performance physique. On observe une diminution du PGC-1α dans le diabète de type 2 chez les humains alors que le PGC-1α reproduit l'effet de l'exercice physique quant à l'amélioration de la sensibilité à l'insuline. Par contre, la surexpression du PGC-1α contribue dans le muscle squelettique des mammifères au développement de l'insulinorésistance déclenchée par une diète. Ce phénomène est possiblement relié à la surexpression massive du PGC-1α qui a pour fonction d'accrotre la régulation à la hausse du FAT/CD36 (un transporteur d'acides gras) et la quantité intramusculaire de lipides, ce qui nuit à la signalisation de l'insuline. En revanche, quand nous avons augmenté modérément l'expression du PGC-1α, soit en deà des limites physiologiques, nous avons observé une augmentation de l'oxydation des acides gras dans les mitochondries, une régulation à la hausse de GLUT4 et une augmentation du transport du glucose médiée par l'insuline. Récemment, nous avons observé des augmentations similaires du PGC-1α dans le muscle squelettique insulinorésistant de rats Zucker obèses. D'après ces études, c'est la surexpression massive de PGC-1α et non la surexpression physiologique de PGC-1α qui a des effets métaboliques nocifs; l'amélioration de la sensibilité à l'insuline causée par l'exercice physique dépend en partie de la régulation à la hausse de PGC-1α induite par l'exercice physique.
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年份:
2009
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