Миостеатоз при МАЖБП

Автор: Шептулина Анна Фароковна, к.м.н., ведущий научный сотрудник ФГБУ НМИЦ ТПМ Минздрава России.

Предыдущие посты: введение при миостеатоз и вторую часть о нём вы можете прочитать в нашем посте по ссылке. Сегодня продолжение, еще более занятное.

Второй тип жировых отложений в скелетных мышцах – внутриклеточные (intramyocellular, IMCL, липиды внутри миоцитов) жировые включения. Они представлены, главным образом, триглицеридами (ТГ), упакованными в жировые капли. Другими их компонентами выступают диацилглицериды, сфинго- и фосфолипиды.

Увеличение количества подобных жировых депо в мышцах может быть связано с наличием сахарного диабета 2 типа (СД2), ожирения и гиподинамии, а также наблюдается в процессе старения.

Что интересно, увеличение количества внутриклеточных жировых включений в мышцах наблюдается и у спортсменов, выступающих в циклических видах спорта (бег на средние и длинные дистанции, спортивная ходьба, плавание, велоспорт, академическая гребля и т.п.).

Почему так происходит?

Если мы сравним структуру и расположение внутриклеточных жировых включений в миоцитах скелетных мышц у пациентов с СД2 и ожирением и у спортсменов , то можем заметить следующие различия:

В составе внутриклеточных жировых капель у пациентов с ожирением и СД2 преобладают так называемые промежуточные продукты окисления липидов – церамиды и диацилглицериды, которые накапливаются внутри миоцитов в результате нарушения процесса бета-окисления в митохондриях (из-за их дисфункции и фрагментации на фоне инсулинорезистентности) и сами обладают повреждающим действием на клетку. Напротив, у спортсменов выше содержание в липидных каплях триглицеридов, обеспечивающих энергией работу мышц, а также выше содержание перилипина 5 (PLIN5), благодаря которому, «легче доставать» триглицериды из липидных капель. Липидные включения внутри миоцитов у них локализуются в непосредственной близости от митохондрий и эндоплазматического ретикулума (обеспечение их более эффективной «упаковки» и более эффективного использования), тогда как у пациентов с СД2 и ожирением 💊 – в непосредственной близости от ядра клетки и сарколеммы.

У пациентов с ожирением и СД2 в составе липидных капель выше содержание насыщенных жирных кислот, которые труднее поддаются расщеплению, а у спортсменов, напротив – ненасыщенных.

У спортсменов выше содержание жировых включений в «медленных» мышечных волокнах, характеризующихся утомляемостью и способных выполнять длительную работу, а у пациентов с СД2 и ожирением – в «быстрых» мышечных волокнах, которые используют, главным образом, гликоген и креатинфосфат для своего сокращения и отличаются утомляемостью.

Таким образом, жировые включения в «быстрых» мышечных волокнах у пациентов с СД2 и ожирением остаются нетронутыми, а у спортсменов активно используются для реализации мышечного сокращения.

Этот феномен получил название «парадокс атлетов»

1. Sheptulina AF, Antyukh KY, Kiselev AR, Mitkovskaya NP, Drapkina OM. Possible Mechanisms Linking Obesity, Steroidogenesis, and Skeletal Muscle Dysfunction. Life (Basel). 2023 Jun 19;13(6):1415. doi: 10.3390/life13061415. PMID: 37374197; PMCID: PMC10302755.
2. Dubé, J.J.; Amati, F.; Stefanovic-Racic, M.; Toledo, F.G.S.; Sauers, S.E.; Goodpaster, B.H. Exercise-induced alterations in intramyocellular lipids and insulin resistance: The athlete’s paradox revisited. Am. J. Physiol.-Endocrinol. Metab. 2008, 294, E882–E888. [Google Scholar] [CrossRef] [Green Version]

1. Goodpaster, B.H.; He, J.; Watkins, S.; Kelley, D.E. Skeletal Muscle Lipid Content and Insulin Resistance: Evidence for a Paradox in Endurance-Trained Athletes. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2001, 86, 5755–5761. [Google Scholar] [CrossRef]
2. Bergman, B.C.; Perreault, L.; Strauss, A.; Bacon, S.; Kerege, A.; Harrison, K.; Brozinick, J.T.; Hunerdosse, D.M.; Playdon, M.C.; Holmes, W.; et al. Intramuscular triglyceride synthesis: Importance in muscle lipid partitioning in humans. Am. J. Physiol.-Endocrinol. Metab.2018, 314, E152–E164. [Google Scholar] [CrossRef]
3. Belzunce, M.A.; Henckel, J.; Di Laura, A.; Hart, A. Intramuscular fat in gluteus maximus for different levels of physical activity. Sci. Rep.2021, 11, 21401. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
4. Gemmink, A.; Daemen, S.; Brouwers, B.; Huntjens, P.R.; Schaart, G.; Moonen-Kornips, E.; Jörgensen, J.; Hoeks, J.; Schrauwen, P.; Hesselink, M.K.C. Dissociation of intramyocellular lipid storage and insulin resistance in trained athletes and type 2 diabetes patients; involvement of perilipin 5? J. Physiol. 2018, 596, 857–868. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed] [Green Version]
5. Kahn, D.; Perreault, L.; Macias, E.; Zarini, S.; Newsom, S.A.; Strauss, A.; Kerege, A.; Harrison, K.; Snell-Bergeon, J.; Bergman, B.C. Subcellular localisation and composition of intramuscular triacylglycerol influence insulin sensitivity in humans. Diabetologia 2021, 64, 168–180. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
6. Devries, M.C.; Samjoo, I.A.; Hamadeh, M.J.; McCready, C.; Raha, S.; Watt, M.J.; Steinberg, G.R.; Tarnopolsky, M.A. Endurance Training Modulates Intramyocellular Lipid Compartmentalization and Morphology in Skeletal Muscle of Lean and Obese Women. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2013, 98, 4852–4862. [Google Scholar] [CrossRef] [Green Version]
7. Umek, N.; Horvat, S.; Cvetko, E. Skeletal muscle and fiber type-specific intramyocellular lipid accumulation in obese mice. Bosn. J. Basic Med. Sci. 2021, 21, 730–738. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
8. Thrush, A.B.; Dent, R.; McPherson, R.; Harper, M.-E. Implications of mitochondrial uncoupling in skeletal muscle in the development and treatment of obesity. FEBS J. 2013, 280, 5015–5029. [Google Scholar] [CrossRef]
9. Zurlo, F.; Larson, K.; Bogardus, C.; Ravussin, E. Skeletal muscle metabolism is a major determinant of resting energy expenditure. J. Clin. Investig. 1990, 86, 1423–1427. [Google Scholar] [CrossRef] [Green Version]
10. Talbot, J.; Maves, L. Skeletal muscle fiber type: Using insights from muscle developmental biology to dissect targets for susceptibility and resistance to muscle disease. Wiley Interdiscip. Rev. Dev. Biol. 2016, 5, 518–534. [Google Scholar] [CrossRef] [Green Version]
11. Motohashi, N.; Minegishi, K.; Imamura, M.; Aoki, Y. Techniques for Injury, Cell Transplantation, and Histological Analysis in Skeletal Muscle. Methods Mol. Biol. 2023, 2640, 193–205.