Gymnastik- och idrottshögskolan, GIH

Syfte och frågeställningar

Syftet med denna studie var att undersöka om förekomsten av och förhållandet mellan proteiner i mitokondrien, som är kopplade till oxidativ stress, skiljer sig åt mellan långsamma och snabba muskelfibrer. Frågeställningar: 1) Skiljer sig förekomsten av proteinerna Uncoupling protein 3 (UCP3), Adenine Nucleotide translocator (ANT) isoform 1 & 2, samt Superoxide dismutase (SOD2) åt i mitokondrier i snabba och långsamma muskelfibrer när man normaliserar för mitokondriemängd? 2) Finns det någon skillnad i uttryck av ovanstående proteiner samt Catalase mellan snabba och långsamma fibrer när man normaliserar för totalprotein (TP).

Metod

Enskilda muskelfibrer dissekerades ut från 8 frystorkade biopsier hos 4 män tagna i Vastus Lateralis och analyserades med immunoblotting. Fibrerna klassificerades som typ-1 (MHC-I) eller typ-2 (MHC-II) vartefter deras innehåll av mitokondriella proteiner analyserades. Citrate Synthase användes som markör till att normalisera för mitokondriedensitet medan Reactive Brown användes för att normalisera för mängden laddat totalprotein.

Resultat

ANT-2 visade tendens att ha 59 % högre förekomst i typ-2 fibrers mitokondrier (P=0,052). I övrigt sågs inga statistiska skillnader efter normalisering för mitokondriell densitet. Efter normalisering för endast totalprotein visade ANT-1 (P=0,01), SOD2 (P=0,002), CS (P=0,01) och ANT-2 (P=0,003) statistisk signifikans till att vara mer före kommande i typ-1 fibrer med 10, 25, 8 och 58 %. UCP3 visade tendens till signifikans (P=0,052) att vara 27 % mer uttryckt i typ-1 fibrer medan Catalase inte visade någon skillnad i uttryck mellan de olika fibertyperna.

Slutsats

Det verkar inte finnas generella inneboende skillnader i proteinmängd mellan mitokondrier i typ-1 och typ-2 fibrer utifrån dessa resultat. Men de mitokondriella proteinerna fanns mer uttryckt i typ-1 fibrer vilket indikerar på att fler mitokondrier finns i typ-1 fibrerna. Det bör dock inte uteslutas att det existerar skillnader på mitokondrienivå eftersom inga resultat nådde signifikant nivå. Studiens största fynd var att UCP3 visade tendens till att vara högre uttryckt i typ-1 fibrer, vilket säger emot existerande litteratur på human skelettmuskulatur.

Aim

The puropse of this study was to investigate whether the expression of and the relation between mitochondrial proteins, that are associated with oxidative stress, differs among slow twitch and fast twitch muscle fibers. Research questions: 1) Does the prevalence of the proteins Uncoupling protein 3 (UCP3), Adenine Nucleotide Translocator (ANT isoform-1 & 2) and Superoxide Dismutase (SOD2) differ in fast and slow twitch muscle fibers when normalized for mitochondrial density? 2) Is there any difference in above mentioned proteins plus Catalase in expression between fast and slow twitch fibers when normalized for total protein content?

Method

Single muscle fibers were dissected from 8 freeze dried biopsies in 4 men, taken in the Vastus Lateralis, and analyzed with immunoblotting. Fibers were classified as type-1 (MHC-I) or type-2 (MHC-II) and then further analyzed for their protein content. Citrate Synthase was used as a marker to normalize for mitochondrial density while Reactive Brown was used to normalize for total protein content loaded.

Results

ANT-2 showed a tendency to be 59 % more abundant in the mitochondria of type-2 fibers (P=0,052). No other statistical differences after normalization for mitochondrial density were found. When normalizing for total protein, ANT-1 (P=0,01), SOD2 (P=0,002), CS (P=0,01) and ANT-2 (P=0,003) showed statistical significance to be more abundant in typ-1 fibers with 10, 25, 8 and 58% respectively. UCP3 showed a tendency to statistical significance (P=0,052) to be 27 % more abundant in type-1 fibers while Catalase did not show any difference in expression between the fiber types.

Conclusions

There seems to be no general differences between mitochondria in type-1 and type-2 fibers based on these results. However, the mitochondrial proteins are more expressed in type-1 fibers, which indicates that more mitochondria exist in the type-1 fibers. Nevertheless, it should not be ruled out that differences on mitochondrial level actually do exist given that no results reached statistical significance. The biggest discovery in this study was that UCP3 showed tendency to be more expressed in type-1 fibers, which contradicts existing literature on human skeletal muscle.