Efecto del ayuno a corto plazo y la re-alimentación en la regulación transcripcional de los genes metabólicos en el músculo esquelético humano

Durante el ayuno a corto plazo, la utilización de sustratos en el músculo esquelético cambia de predominantemente carbohidratos a grasa como medio para conservar glucosa. Para examinar la influencia potencial del ayuno a corto plazo y la re-alimentación en la regulación transcripcional en el músculo esquelético, se obtuvieron biopsias musculares de nueve sujetos masculinos en reposo, después de 20 h de ayuno, y 1 h después de consumir una comida alta en carbohidratos (prueba CHO) o baja en carbohidratos (prueba FAT). El ayuno indujo un aumento en la transcripción de la quinasa 4 de piruvato deshidrogenasa (PDK4) (10 veces), lipoproteína lipasa (LPL) (aproximadamente 2 veces), proteína desacoplante 3 (UCP3) (aproximadamente 5 veces) y carnitina palmitoiltransferasa I (CPT I) (aproximadamente 2.5 veces). Sorprendentemente, la transcripción de PDK4 y LPL aumentó aún más en respuesta a la re-alimentación (ambas pruebas) a más de 50 veces y de 6 a 10 veces, respectivamente, sobre los niveles previos al ayuno. Sin embargo, las respuestas variaron entre los sujetos, con dos sujetos en particular mostrando una activación mucho mayor de PDK4 (>100 veces) y LPL (>20 veces) que los otros sujetos (media de aproximadamente 8 veces y aproximadamente 2 veces, respectivamente). La transcripción de UCP3 regresó a niveles basales después de la comida CHO, pero permaneció elevada después de la comida FAT, mientras que CPT I se mantuvo elevada después de ambas comidas de re-alimentación. Los hallazgos actuales demuestran que el ayuno/re-alimentación a corto plazo en humanos altera la transcripción de varios genes en el músculo esquelético relacionados con el metabolismo lipídico. La notable heterogeneidad en la respuesta transcripcional al protocolo de ayuno/re-alimentación sugiere que las diferencias individuales en el perfil genético pueden jugar un papel importante en las respuestas moleculares adaptativas a los desafíos metabólicos.