Importance de la vitamine D pour la santé musculaire ?

[Nutrimuscle-Conseils]

Ablation of VDR Induced Atrophy of Skeletal Muscle via Locally Affecting the Renin-Angiotensin System
Wen-Xiong Li, fasebj.2021.35.S1.01903

Objective
Our previous studies demonstrated that vitamin D is a vital protector against tissue injuries by locally suppressing renin-angiotensin system (RAS). It is known that vitamin D deficiency is associated with a range of muscle disorders, such as muscle atrophy. This study aimed to investigate the biological role of vitamin D receptor (VDR) in skeletal muscle and the underlying mechanism using a mice model with deletion of VDR associated with dexamethasone-induced muscle atrophy.

Materials and Methods
The wild type and VDR(-/-) mice were treated with vehicle and dexamethasone (i.p., once daily) for 10 consecutive days. The murine myoblast cell line C2C12 and the skeletal muscle satellite cells were applied as in vitro models in this study.

Results
Treatment with the angiotensin II (Ang II) type 1 receptor blocker olmesartan eliminated Ang II-induced atrophy of myotube cells, reflected by alleviating myotube cell atrophy, suggesting that Ang II could aggravate atrophy of skeletal muscle. The ablation of VDR in muscle satellite cells worsened the phenotype of muscle atrophy induced by Ang II. After challenging to dexamethasone, VDR-null mice exhibited more severe amyotrophy compared with wild-type counterparts, manifested by significant decrease in muscle wet weight coefficient of the tibialis anterior muscle and gastrocnemius as well as the reduction of limb grip and weight-loading swimming time. Similarly, the dystrophin fluorescence staining and the haematoxylin eosin (H&E) staining showed much more decrease in cross-sectional area of skeletal muscle in the VDR-null mice in a comparison with the counterparts. MAFbx and MuRF1 are two E3 ubiquitin ligases that are important regulators for ubiquitin-mediated protein degradation in skeletal muscle, while myogenic differentiation-1 (MyoD) and myosin heavy chain (MHC) are necessary to maintain myocytes proliferation and differentiation. VDR ablation significantly accelerated the up-regulation of MAFbx and MuRF1 proteins and down-regulated protein expression of MyoD and MHC in skeletal muscle tissue of mice with muscle atrophy.

Conclusion
These results provided evidences that VDR might attenuate skeletal muscle atrophy at least in part by suppressing the renin-angiotensin system.

[Nutrimuscle-Diététique]

Traduction de l'étude

Ablation de l'atrophie du muscle squelettique induite par VDR en affectant localement le système rénine-angiotensine
Wen-Xiong Li, fasebj.2021.35.S1.01903

Objectif
Nos études précédentes ont démontré que la vitamine D est un protecteur vital contre les lésions tissulaires en supprimant localement le système rénine-angiotensine (RAS). Il est connu que la carence en vitamine D est associée à une gamme de troubles musculaires, tels que l'atrophie musculaire. Cette étude visait à étudier le rôle biologique du récepteur de la vitamine D (VDR) dans le muscle squelettique et le mécanisme sous-jacent à l'aide d'un modèle de souris avec suppression du VDR associé à l'atrophie musculaire induite par la dexaméthasone.

Matériels et méthodes
Les souris de type sauvage et VDR(-/-) ont été traitées avec un véhicule et de la dexaméthasone (i.p., une fois par jour) pendant 10 jours consécutifs. La lignée cellulaire de myoblastes murins C2C12 et les cellules satellites du muscle squelettique ont été appliquées comme modèles in vitro dans cette étude.

Résultats
Le traitement avec l'olmésartan, un bloqueur des récepteurs de l'angiotensine II (Ang II) de type 1, a éliminé l'atrophie des cellules myotube induite par l'Ang II, reflétée par l'atténuation de l'atrophie des cellules myotube, suggérant que l'Ang II pourrait aggraver l'atrophie du muscle squelettique. L'ablation de VDR dans les cellules satellites musculaires a aggravé le phénotype d'atrophie musculaire induite par l'Ang II. Après avoir été confrontées à la dexaméthasone, les souris VDR nulles ont présenté une amyotrophie plus sévère que leurs homologues de type sauvage, se manifestant par une diminution significative du coefficient de poids humide du muscle tibial antérieur et du gastrocnémien ainsi que par une réduction de la prise des membres et du temps de nage avec charge de poids. . De même, la coloration par fluorescence de la dystrophine et la coloration à l'hématoxyline éosine (H&E) ont montré une diminution beaucoup plus importante de la section transversale du muscle squelettique chez les souris VDR nulles par rapport aux souris homologues. MAFbx et MuRF1 sont deux ligases d'ubiquitine E3 qui sont d'importants régulateurs de la dégradation des protéines médiée par l'ubiquitine dans le muscle squelettique, tandis que la différenciation myogénique-1 (MyoD) et la chaîne lourde de la myosine (CMH) sont nécessaires pour maintenir la prolifération et la différenciation des myocytes. L'ablation par VDR a considérablement accéléré la régulation à la hausse des protéines MAFbx et MuRF1 et a régulé à la baisse l'expression des protéines de MyoD et du CMH dans le tissu musculaire squelettique de souris présentant une atrophie musculaire.

Conclusion
Ces résultats ont fourni des preuves que le VDR pourrait atténuer l'atrophie des muscles squelettiques au moins en partie en supprimant le système rénine-angiotensine.

[Nutrimuscle-Conseils]

In vitro Effects of Biologically Active Vitamin D on Myogenesis: A Systematic Review
Kathryn H. Alliband, Front. Physiol., 09 September 2021

Vitamin D (VD) deficiency is associated with muscle weakness. A reduction in the incidence of falls in the elderly following VD supplementation and identification of the VD receptor within muscle cells suggests a direct effect of VD on muscle, but little is known about the underlying mechanisms. Here we systematically searched the literature to identify effects of active VD [1,25(OH)2D3] on skeletal muscle myogenesis in vitro, with no restriction on year of publication. Eligibility was assessed by strict inclusion/exclusion criteria and agreed by two independent investigators. Twelve relevant papers were identified using four different cell types (C2C12, primary mouse satellite cells, primary chick myoblasts, and primary human myoblasts) and a range of myogenic markers (myoD, myogenin, creatine kinase, myosin heavy chain, and myotube size). A clear inhibitory effect of 1,25(OH)2D3 on proliferation was reported, while the effects on the different stages of differentiation were less consistent probably due to variation in cell type, time points and doses of 1,25(OH)2D3 used. However, myotube size was consistently increased by 1,25(OH)2D3.

Overall, the evidence suggests that 1,25(OH)2D3 inhibits proliferation and promotes differentiation of myoblasts, but future studies should use time courses to gain a clearer understanding.

[Nutrimuscle-Diététique]

Traduction de l'étude

Effets in vitro de la vitamine D biologiquement active sur la myogenèse : une revue systématique
Kathryn H. Alliband, avant. Physiol., 09 septembre 2021

Une carence en vitamine D (VD) est associée à une faiblesse musculaire. Une réduction de l'incidence des chutes chez les personnes âgées après une supplémentation en VD et l'identification du récepteur VD dans les cellules musculaires suggèrent un effet direct de la VD sur le muscle, mais on en sait peu sur les mécanismes sous-jacents. Ici, nous avons systématiquement recherché dans la littérature pour identifier les effets de la VD active [1,25(OH)2D3] sur la myogenèse du muscle squelettique in vitro, sans restriction sur l'année de publication. L'éligibilité a été évaluée par des critères d'inclusion/exclusion stricts et convenue par deux chercheurs indépendants. Douze articles pertinents ont été identifiés à l'aide de quatre types de cellules différents (C2C12, cellules satellites primaires de souris, myoblastes primaires de poussin et myoblastes humains primaires) et une gamme de marqueurs myogéniques (myoD, myogénine, créatine kinase, chaîne lourde de myosine et taille du myotube). Un effet inhibiteur clair du 1,25(OH)2D3 sur la prolifération a été signalé, tandis que les effets sur les différents stades de différenciation étaient moins cohérents, probablement en raison de la variation du type cellulaire, des moments et des doses de 1,25(OH)2D3 utilisées. . Cependant, la taille du myotube a été constamment augmentée de 1,25(OH)2D3.

Dans l'ensemble, les preuves suggèrent que le 1,25(OH)2D3 inhibe la prolifération et favorise la différenciation des myoblastes, mais les études futures devraient utiliser des cours dans le temps pour mieux comprendre.

[Nutrimuscle-Conseils]

Vitamin D/Vitamin D Receptor Signaling Attenuates Skeletal Muscle Atrophy by Suppressing Renin-Angiotensin System
Wen-Xiong Li, Journal of Bone and Mineral Research 07 September 2021

The nutritional level of vitamin D may affect musculoskeletal health. We have reported that vitamin D is a pivotal protector against tissue injuries by suppressing local renin-angiotensin system (RAS). This study aimed to explore the role of the vitamin D receptor (VDR) in the protection against muscle atrophy and the underlying mechanism. A cross-sectional study on participants (n = 1034) in Shanghai (China) was performed to analyze the association between vitamin D level and the risk of low muscle strength as well as to detect the circulating level of angiotensin II (Ang II). In animal studies, dexamethasone (dextrose) was applied to induce muscle atrophy in wild-type (WT) and VDR-null mice, and the mice with the induction of muscle atrophy were treated with calcitriol for 10 days. The skeletal muscle cell line C2C12 and the muscle satellite cells were applied in in vitro studies. The increased risk of low muscle strength was correlated to a lower level of vitamin D (adjusted odds ratio [OR] 0.58) accompanied by an elevation in serum Ang II level. Ang II impaired the myogenic differentiation of C2C12 myoblasts as illustrated by the decrease in the area of myotubes and the downregulation of myogenic factors (myosin heavy chain [MHC] and myogenic differentiation factor D [MyoD]). The phenotype of muscle atrophy induced by dextrose and Ang II was aggravated by VDR ablation in mice and in muscle satellite cells, respectively, and mediated by RAS and its downstream phosphatidylinositol 3-kinase/protein kinase B/forkhead box O1 (PI3K/Akt/FOXO1) signaling.

Calcitriol treatment exhibited beneficial effects on muscle function as demonstrated by the increased weight-loaded swimming time, grip strength, and fiber area, and improved fiber type composition via regulating ubiquitin ligases and their substrates MHC and MyoD through suppressing renin/Ang II axis. Taken together, VDR protects against skeletal muscle atrophy by suppressing RAS. Vitamin D could be a potential agent for the prevention and treatment of skeletal muscle atrophy.

[Nutrimuscle-Diététique]

Traduction de l'étude

La signalisation des récepteurs de vitamine D/vitamine D atténue l'atrophie musculaire squelettique en supprimant le système rénine-angiotensine
Wen-Li Xiong, Journal of Bone and Mineral Research 07 Septembre 2021

Le niveau nutritionnel de vitamine D peut affecter la santé musculo-squelettique. Nous avons rapporté que la vitamine D est un protecteur essentiel contre les lésions tissulaires en supprimant le système local rénine-angiotensine (RAS). Cette étude visait à explorer le rôle du récepteur de la vitamine D (VDR) dans la protection contre l'atrophie musculaire et le mécanisme sous-jacent. Une étude transversale sur des participants (n =  1034) à Shanghai (Chine) a été réalisée pour analyser l'association entre le niveau de vitamine D et le risque de faible force musculaire ainsi que pour détecter le niveau circulant d'angiotensine II (Ang II). Dans les études animales, de la dexaméthasone (dextrose) a été appliquée pour induire une atrophie musculaire chez des souris de type sauvage (WT) et des souris VDR nulles, et les souris présentant une induction d'atrophie musculaire ont été traitées avec du calcitriol pendant 10 jours. La lignée cellulaire du muscle squelettique C2C12 et les cellules satellites musculaires ont été appliquées dans des études in vitro. Le risque accru de faible force musculaire était corrélé à un niveau inférieur de vitamine D (rapport de cotes ajusté [OR] 0,58) accompagné d'une élévation du niveau d'Ang II sérique. L'Ang II a altéré la différenciation myogénique des myoblastes C2C12 comme illustré par la diminution de la surface des myotubes et la régulation négative des facteurs myogéniques (chaîne lourde de la myosine [CMH] et facteur de différenciation myogénique D [MyoD]). Le phénotype de l'atrophie musculaire induite par le dextrose et l'Ang II a été aggravé par l'ablation VDR chez la souris et dans les cellules satellites musculaires, respectivement, et médié par RAS et sa phosphatidylinositol 3-kinase/protéine kinase B/boîte à fourche O1 (PI3K/Akt/ signalisation FOXO1).

Le traitement au calcitriol a montré des effets bénéfiques sur la fonction musculaire, comme en témoignent l'augmentation du temps de nage, de la force de préhension et de la surface des fibres, ainsi que l'amélioration de la composition des types de fibres via la régulation des ubiquitine ligases et de leurs substrats MHC et MyoD en supprimant l'axe rénine/Ang II. Pris ensemble, le VDR protège contre l'atrophie des muscles squelettiques en supprimant le RAS. La vitamine D pourrait être un agent potentiel pour la prévention et le traitement de l'atrophie des muscles squelettiques.