Augmentation des niveaux de polyubiquitine et de l'ARNm de protéasome dans le muscle squelettique pendant l'atrophie due à la faim et à la dénervation

La majeure partie de l'augmentation de la dégradation des protéines dans l'atrophie musculaire causée par la faim et la dénervation est due à l'activation d'un processus protéolytique non lysosomal dépendant de l'ATP. Pour déterminer si l'expression de la voie dépendante de l'ubiquitine-protéasome est activée dans les muscles atrophiés, nous avons mesuré les niveaux d'ARNm pour l'ubiquitine (Ub) et les sous-unités de protéasome, ainsi que le contenu en Ub. Après avoir privé les rats de nourriture pendant 1 ou 2 jours, la concentration des deux transcrits polyubiquitine (polyUb) a augmenté de 2 à 4 fois dans le muscle pale extenseur des doigts longs et de 1 à 2,5 fois dans le soléaire rouge, tandis que l'ARN total des muscles et le contenu total d'ARNm ont chuté de 50 %. Après la dénervation du soléaire, il y a eu une augmentation progressive de 2 à 3 fois de l'ARNm polyUb pendant 1 à 3 jours, tandis que le contenu total en ARN diminuait. En cas de faim ou de dénervation, la concentration d'Ub dans les muscles a également augmenté de 60 à 90 %. Pendant la famine, les niveaux d'ARNm polyUb ont également augmenté dans le cœur, mais pas dans le foie, les reins, la rate, la graisse, le cerveau ou les testicules. Bien que le gène polyUb soit un gène de choc thermique qui est induit dans les muscles dans certaines conditions stressantes, les muscles des rats affamés ou après dénervation n'exprimaient pas d'autres gènes de choc thermique. En cas de faim ou de dénervation, l'ARNm pour plusieurs sous-unités de protéasome (C-1, C-3, C-5, C-8 et C-9) a également augmenté de 2 à 4 fois dans les muscles atrophiés. Lorsque les animaux privés de nourriture ont été réalimentés, les niveaux d'ARNm d'Ub et de protéasome dans leurs muscles sont revenus à des valeurs contrôles en 1 jour. En revanche, aucun changement n'est survenu dans les niveaux des ARNm musculaires codant pour la cathepsine L, la cathepsine D et la calpaïne 1 en cas de dénervation ou de privation de nourriture. Ainsi, les ARNm polyUb et protéasome ont augmenté dans les muscles atrophiés en coordination avec l'activation du processus protéolytique dépendant de l'ATP.