Sıçanlarda kronik rezistans egzersizinin indüklediği hipertrofide mTOR yolağına bağlı otofajinin rolü - Altınoluk, Tülin (My University, 2019)
Amaç: Kronik rezistans egzersiziyle indüklenen kas kütlesi artışında otofaji-lizozom mekanizmasının temel moleküler düzenlemesini yapan sinyal yolaklarını araştırmak.Gereç ve Yöntem: Sprague Dawley sıçanlar randomize olarak 3 gruba ayrılarak bir gruba rezistans egzersizi (EGZ) yaptırıldı, bir gruba rapamisin tedavisi uygulandı ve bir gruba da hem rezistans egzersizi hem de rapamisin tedavisi birlikte uygulandı. Rezistans egzersizi 8 hafta, haftada 3 gün, gün aşırı olacak şekilde ağırlıkla merdiven çıkma şeklinde yaptırıldı. mTOR inhibitörü rapamisin (1.5mg/ kg) 8 hafta boyunca gün aşırı uygulandı. Haftalık kilo takipleri, kas dokusu ağırlığı ve kas kuvveti kaydedildi. Gastroknemius kasından alınan doku örneklerinde p-ULK1, p-Akt, p-p70S6K, Atg13, LC3AB protein ekspresyonları western blot analiziyle ölçüldü. LC3AB ve Atg13 immünfloresans boyamaları sonrası konfokal mikroskopta analiz edildi. Hematoksilen&Eosin boyamasıyla kasın enine kesit alanı hesaplandı. Bulgular: Vücut ağırlığı yalnızca EGZ grubunda başlangıç ağırlığına göre arttı (p<0,05), diğer gruplarda fark bulunmadı. p-p70S6K seviyeleri arasında fark bulunamazken, kas enine kesit alanı ve kasın izole ağırlığı, EGZ grubuna göre RAPA ve EGZ+RAPA gruplarında azaldı (p<0,05). Kas kuvveti başlangıç ve sonuç değerleri EGZ ve EGZ+RAPA gruplarının her ikisinde de arttı (p<0,05). p-Akt seviyeleri EGZ ve RAPA grubuna göre EGZ+RAPA grubunda azaldı (p<0,05). p-ULK1 ve Atg13 seviyelerinde fark bulunmadı. LC3 B/ A oranı RAPA grubuna göre EGZ+RAPA grubunda arttı (p<0,05). Konfokal mikroskop analizinde her üç grupta da Atg13 ve LC3AB sinyal artışı bulundu (p<0,001). Sonuçlar: Çalışmamızın sonuçlarında, kas kütlesinin düzenlenmesinde protein katabolizmasını otofajik yol vasıtasıyla yöneten ana sinyal yolağı mTORC1’in yanında rapamisine duyarlı olmayan veya mTORC1’den bağımsız diğer alternatif mekanizmaların da varlığına işaret edilmiştir.

Objective: To investigate the signal pathways which are responsible for molecular regulation of the autophagy-lysosome mechanism in increasing muscle mass induced by chronic resistance exercise.Materials and Methods: Sprague Dawley rats were randomly divided into three groups. One group was applied resistance exercise (EXC). One group was treated with rapamycin (RAPA) and the other group was applied both resistance exercise and rapamycin (EXC+RAPA). Resistance exercise has consisted of 8 weeks/ 3 days a week ladder climbing sessions. mTOR inhibitor rapamycin (1.5 mg/ kg) was administered for 8 weeks. Body weight was followed weekly. Wet muscle weight and muscle strength were recorded. p-ULK1, p-Akt, p-p70S6K, Atg13, LC3AB protein expressions were measured with western blot analysis. LC3AB and Atg13 immunofluorescence staining were analyzed with confocal microscope. The cross-sectional area of muscle samples were calculated by Hematoxylin&Eosin staining.Results: Body weight increased in the end of 8 weeks comparing to the inital values in EXC group while no difference was seen in RAPA and EXC+RAPA groups (p<0,05). No difference was found in p-p70S6K expression levels between groups. Muscle cross-sectional area and wet muscle weight decreased in RAPA and EXC+RAPA groups compared to EXC group (p<0,05). Final values of muscle strength increased comparing to the initial values in both EXC and EXC+RAPA groups (p<0,05). p-Akt levels decreased in EXC+RAPA group comparing to EXC and RAPA groups (p<0,05). No difference was found in p-ULK1 and Atg13 levels between groups. LC3-II/ I ratio increased in EXC+RAPA group comparing to RAPA group (p<0,05). In confocal microscope analysis, Atg13 and LC3AB signals were found icreased in all three groups (p<0,001).Conclusion: Our study has indicated that there might be other rapamycin-sensitive mTOR-independent pathways in skeletal muscle mass regulation.
Keywords: Autophagy; Egzersiz; Exercise; Hipertrofi; mTOR; Otofaji; Rapamisin Hypertrophy; Rapamycin