La sarcopénie est une maladie courante liée à l'âge caractérisée par une diminution progressive de la masse musculaire, de la force et de la fonction. En règle générale, les personnes peuvent commencer à développer des symptômes associés vers l’âge de 40 ans, et la progression de la maladie s’accélère après l’âge de 75 ans (roubenoff et Hughes, 2000). La sarcopénie affecte de manière significative la population âgée et peut entraîner une invalidité, une faiblesse et une qualité de vie réduite (Rong et al., 2020; Manrique Espinoza et coll., 2017). Les causes sous - jacentes de la maladie sont complexes et impliquent plusieurs facteurs. La dysrégulation des voies de signalisation, en particulier la perturbation de l'homéostasie mitochondriale, peut altérer la capacité des cellules musculaires à générer de l'énergie, ce qui est lié à l'apparition de sarcopénie (boengler et al., 2017; Yin et coll., 2021). Bien que la sarcopénie affecte de manière significative la population âgée, il n'existe actuellement aucune intervention médicamenteuse approuvée spécifiquement pour cette maladie. Cela souligne le besoin urgent de trouver d'autres moyens de prévenir ou de ralentir la progression de la sarcopénie.
L’article « Histone β - hydroxybutyrylation is Critical in Reversal of Sarcopenia » publié dans Aging cell de la faculté des sciences de la vie de l’université de Nanchang a révélé que l’acide β - hydroxybutyrylique (β - HB) induit la β - hydroxybutyrylation de l’histone (kbhb), améliore la fonction mitochondriale et améliore à son tour la fonction musculaire et motrice, offrant une nouvelle direction dans le traitement de la sarcopénie.
Contexte de la recherche:
La sarcopénie est associée au vieillissement, ce qui entraîne une diminution de la masse musculaire et de la fonction et un manque actuel de médicaments efficaces. Des interventions telles que la restriction calorique (RC), le régime cétogène (KD) et l’exercice peuvent soulager la sarcopénie et augmenter les niveaux de bêta - HB, mais le rôle de la bêta - HB dans ce domaine n’est pas clair.
Contenu et conclusions de l'étude:
1, relation entre la bêta - HB et la masse musculaire: l'analyse de la lignée de souris bxd a révélé que la capacité de production de bêta - HB était positivement corrélée à la masse musculaire et diminuait avec l'âge chez les souris, les primates et les humains.
Effet de la bêta - HB sur les modifications de la sarcopénie in vitro: dans des expériences in vitro, la bêta - HB a empêché de manière dose - dépendante la diminution des niveaux de protéine myhc c2c12 myotube induite par le TNF - alpha, inhibant les modifications de la sarcopénie in vitro.
Effet de la bêta - HB sur la fonction musculaire et les fibres chez les souris âgées: l'administration de suppléments de bêta - HB à des souris âgées de 23 mois a amélioré leur endurance motrice et leur coordination, a augmenté le poids relatif et la section transversale du Muscle gastrocnémien et a amélioré la fonction musculaire et la structure des fibres.
4, effet de la bêta - HB sur la fonction motrice et l'intégrité des fibres musculaires chez les nématodes âgés: dans les expériences sur les nématodes âgés, la bêta - HB a amélioré sa fonction motrice de manière dose - dépendante, augmenté les niveaux de protéine myo3 dans les fibres musculaires et amélioré l'intégrité des fibres musculaires.
5, effet de l'amélioration de la capacité endogène de production de bêta - HB: l'enzyme de limitation de vitesse hmgs - 1 de la production de bêta - HB chez les nématodes surexprimés peut améliorer la fonction motrice des nématodes âgés, suggérant que l'amélioration de la capacité endogène de production de bêta - HB peut aider à améliorer La sarcopénie.
Effet de la bêta - HB sur la fonction mitochondriale: la bêta - HB peut améliorer la transcription des gènes liés aux mitochondries, augmenter le taux de consommation d'oxygène du myotube c2c12, améliorer le nombre et la morphologie des mitochondries chez les mitochondries âgées et améliorer la fonction mitochondriale.
7, effet de la bêta - hydroxybutyrylation de l'Histone: la bêta - HB peut induire une augmentation de la modification de l'histone kbhb dans le myotube c2c12, les résultats de Chip - seq montrent que la modification h3k9bhb peut augmenter considérablement l'enrichissement des sites de gènes mitochondriaux et que l'inhibition de P300 (histone kbhb transférase) élimine l'effet de régulation positive de la bêta - HB sur l'expression des gènes mitochondriaux, suggérant que la bêta - HB améliore la transcription des gènes mitochondriaux en induisant des modifications épigénétiques dépendantes de la kbhb -.
8, le rôle de l'histone kbhb dans l'inversion de la sarcopénie: l'inhibition ou le silence de P300 élimine l'effet protecteur de la bêta - HB sur l'expression myhc du myotube c2c12, et l'inhibition de l'histone kbhb élimine également l'effet d'amélioration de la fonction motrice et de la structure des fibres musculaires de La bêta - HB et de la surexpression hmgs - 1 dans les expériences sur les nématodes âgés, illustrant l'importance de l'histone kbhb dans l'inversion de la sarcopénie par la bêta - hb
9, relation de cr avec l'histone kbhb: une intervention diététique Cr chez la souris a révélé qu'elle réduisait le poids corporel et le rapport masse graisseuse, augmentait le rapport masse maigre et la masse musculaire squelettique relative, augmentait les niveaux de bêta - HB tout en augmentant les niveaux de h3k9bhb et l'expression du gène en aval Dans le muscle squelettique de la souris, suggérant que les effets bénéfiques de cr sur la sarcopénie squelettique et musculaire pourraient être atteints en partie par l'augmentation des niveaux de bêta - HB et de l'histone kbhb du muscle squelettique.
L'équipement utilisé dans l'expérience:
Test sur tapis roulant
Le test de tapis roulant de souris utilise le tapis roulant de petit animal kW - PT (Nanjing Calvin Biotechnology Co., Ltd), la bande de mouvement du tapis roulant est équipée d'une grille métallique chargée à l'arrière, si la souris cesse de courir, la grille lui appliquera un choc électrique. Au moment du test, les souris sont placées sur un tapis roulant avec un angle d'inclinaison initial de 10°. La vitesse du tapis roulant augmente progressivement avec une vitesse de départ de 8 M / min, une montée à 16 M / min après 10 minutes, une montée à 24 M / min après 20 minutes et un arrêt du test à 30 minutes. Le nombre de chocs électriques subis par les souris pendant le test de 30 minutes a été enregistré et la distance parcourue a été cartographiée en fonction du temps d'épuisement.
Test de la barre tournante
Le fatigueur à tige rotative de souris utilisé pour l'expérience est de type kW - 6c (Nanjing Calvin Biotechnology Co., Ltd.) équipé d'une minuterie automatique et d'un capteur de chute. Au moment de l'essai, les souris sont placées sur un tourne - bâtonnet dont la vitesse initiale est fixée à 6 m / min, puis la vitesse de rotation du bâtonnet augmente progressivement d'une amplitude de 2 m / min jusqu'à ce que les souris tombent fatiguées. La coordination motrice et l'endurance des souris ont été mesurées en enregistrant le temps et la distance qu'elles ont duré sur la barre avant de tomber.
Mesure de la force d'adhérence
La force d'adhérence des membres supérieurs de souris a été évaluée à l'aide d'un grattomètre de souris kW - Zl - 1, (Nanjing Calvin Biotechnology Co., Ltd). Lors du test, saisissez la queue de la souris pour la soulever, guidez la souris à saisir la grille solide à laquelle le dynamomètre numérique est attaché, puis tirez doucement la queue de la souris vers l'arrière jusqu'à ce qu'elle desserre la prise, lorsque la lecture de la traction affichée sur le dynamomètre numérique est la prise. Chaque souris a été testée 5 fois de suite, en calculant la valeur moyenne maximale d'adhérence (en grammes) de ses muscles des membres.
Limites et perspectives de la recherche:
Il existe des limites à la recherche, telles que l'incapacité des études à court terme à évaluer les effets secondaires à long terme de la supplémentation en bêta - HB, les résultats d'expériences animales à valider chez l'homme et l'évaluation inadéquate des effets de l'alimentation, de l'exercice et des différences métaboliques individuelles. Des études à long terme et des expériences cliniques sont nécessaires à l'avenir pour approfondir le rôle de la bêta - HB.