Экспрессия белков, связанных со слиянием и делением митохондрий, в регуляции массы скелетных мышц

Митохондрии скелетных мышц необходимы для поддержания метаболической пластичности и функции мышц. Контроль качества митохондрий включает динамические процессы их образования и перестройки, в том числе постоянное деление и слияние в ответ на метаболические стрессовые факторы. Однако роль деления и слияния митохондрий в гипертрофии и атрофии мышц остаётся неясной. Цель исследования — определить, влияют ли стимуляция гипертрофии или атрофии мышц на процессы слияния и деления митохондрий. Двадцать шесть самцов крыс линии F344 случайным образом распределили в контрольную группу либо подвергли одному из воздействий продолжительностью до 14 дней: перегрузке подошвенной мышцы (путём тенотомии икроножной и камбаловидной мышц; группа гипертрофии) или иммобилизации задней конечности гипсовой повязкой (группа атрофии). Через 14 дней отобрали образцы подошвенной мышцы для определения уровня экспрессии белков, связанных со слиянием и делением митохондрий. В группе гипертрофии масса подошвенной мышцы и общее содержание белка в мышце увеличились после перегрузки, тогда как в группе атрофии после 14 дней иммобилизации эти показатели снизились. В гипертрофированной мышце уровень активной формы динамин-связанного белка 1 (Drp1), фосфорилированной по Ser616, значимо увеличился на 25,8% (p = 0,014). Кроме того, в группе гипертрофии экспрессия фактора деления митохондрий была на 36,5% ниже, чем в контрольной группе (p = 0,017). Напротив, в атрофированной подошвенной мышце общий уровень Drp1 значимо снизился (p = 0,011). Полученные данные позволяют предположить, что стимуляция как гипертрофии, так и атрофии мышц может влиять на процессы деления митохондрий, а связанный с их делением белок Drp1 играет важную роль в реакции скелетных мышц на механическую стимуляцию.