Выносливостная нагрузка при сниженных запасах гликогена в мышцах изменяет утилизацию субстратов и ослабляет острые сигнальные ответы mTORC1 и аутофагии в мышечных волокнах I и II типов

Введение: Тренировки при низком содержании гликогена в мышцах могут улучшать адаптацию к нагрузке, однако механизмы такой адаптации изучены недостаточно. В этом исследовании оценивали утилизацию субстратов и клеточные сигнальные ответы в разных типах мышечных волокон во время нагрузки, а также возможную связь между этими показателями.

Методы: Пять участников вечером первого дня выполнили одностороннюю велотренировку, чтобы снизить запасы гликогена. На следующее утро они в течение часа выполняли велонагрузку обеими ногами при интенсивности около 70% VO₂peak. До и после нагрузки из обеих ног брали биоптаты мышц для ферментативного определения содержания гликогена, количественного анализа метаболитов методом LC-MS/MS и оценки сигнальных белков методом вестерн-блоттинга в объединённых образцах волокон I или II типа.

Результаты: Перед нагрузкой второго дня содержание гликогена в обоих типах волокон ноги, работавшей в первый день (нога с низким содержанием гликогена), было на 60–65% ниже, чем в другой ноге с нормальным содержанием гликогена (P < 0,01). Во время нагрузки расход гликогена в обоих типах волокон был значимо меньше в ноге с низким, чем в ноге с нормальным его содержанием (P < 0,05). После нагрузки в ноге с низким содержанием гликогена количество длинноцепочечных жирных кислот, связанных с карнитином, увеличилось в 14 раз в волокнах I типа и в 6 раз — в волокнах II типа. Это увеличение было в 3–4 раза больше, чем в ноге с нормальным содержанием гликогена (P < 0,05). После нагрузки фосфорилирование mTOR по остатку Ser2448 повысилось в обоих типах волокон ноги с нормальным содержанием гликогена (P < 0,05), но не изменилось в обоих типах волокон ноги с низким содержанием гликогена; в волокнах I типа при этом повысилось фосфорилирование eEF2 по остатку Thr56 (P < 0,01). Нагрузка снизила уровень маркера аутофагии LC3B-II в обоих типах волокон обеих ног, однако после нагрузки его уровень был выше в обоих типах волокон ноги с низким содержанием гликогена (P < 0,05). Соответственно, отношение LC3B-II/I снизилось только в ноге с нормальным содержанием гликогена: на 75% в волокнах I типа и на 87% в волокнах II типа (P < 0,01).

Выводы: Начало выносливостной нагрузки при низкой доступности гликогена существенно изменяет утилизацию субстратов в волокнах обоих типов. Это может ослаблять ответ mTORC1, преимущественно в волокнах I типа, и уменьшать характерное для нагрузки снижение аутофагии.