Akt-Signalgebung im Skelettmuskel: Regulation durch Bewegung und passive Dehnung

Akt/Protein Kinase B ist eine Serin/Threonin-Kinase, die sich als kritischer Signalbestandteil zur Mediierung zahlreicher zellulärer Reaktionen herauskristallisiert hat. Es wurde kürzlich gezeigt, dass kontraktile Aktivität die Akt-Signalgebung im Skelettmuskel stimuliert. Ob physiologische Bewegung in vivo Akt aktiviert, ist umstritten, und die auslösenden Faktoren, die zur Stimulation von Akt während der kontraktilen Aktivität führen, sind unbekannt. In der aktuellen Studie zeigen wir, dass das Lauftraining auf dem Laufband bei Ratten mit zwei verschiedenen Protokollen (mittleres hohes oder hochintensives erschöpfendes Training) die Akt-Aktivität und Phosphorylierung im Skelettmuskel, der aus verschiedenen Fasertypen besteht, signifikant erhöht. Um zu bestimmen, ob die Aktivierung von Akt während der kontraktilen Aktivität durch mechanische Kräfte, die auf den Skelettmuskel angewendet werden, ausgelöst wird, wurden isolierte Skelettmuskeln inkubiert und passiv gedehnt. Passive Dehnung für 10 Minuten erhöhte die Akt-Aktivität (um das Zweifache) im schnell zuckenden Extensor digitorum longus (EDL) Muskel signifikant. Die Dehnung hatte jedoch keinen Einfluss auf Akt im langsam zuckenden Soleus-Muskel, obwohl es eine starke Phosphorylierung der stressaktivierten Protein- kinase p38 gab. Ähnlich wie bei der Kontraktion wurde die durch Dehnung induzierte Aktivierung von Akt im EDL in Anwesenheit des Inhibitors der Phosphatidylinositol-3-Kinase Wortmannin vollständig gehemmt, während die Phosphorylierung von Glykogensynthase-Kinase-3 (GSK3) nur teilweise gehemmt wurde. Die Dehnung führte in Abwesenheit oder Anwesenheit von Wortmannin nicht zur Dephosphorylierung der Glykogensynthase an GSK3-zielgerichteten Stellen. Wir schließen daraus, dass physiologische Bewegung in vivo Akt in mehreren Skelettmuskel-Fasertypen aktiviert und dass mechanische Spannung ein Teil des Mechanismus sein kann, durch den Kontraktion Akt in schnell zuckenden Muskeln aktiviert.