La leucine pour la santé du muscle cardiaque ?

[Nutrimuscle-Conseils]

Leucine induces cardioprotection in vitro by promoting mitochondrial function via mTOR and Opa-1 signaling
Atsushi Morio Nutrition, Metabolism and Cardiovascular Diseases Articles in Press E-mail Alert - July 10, 2021

Highlights
• Leucine (Leu, 160 μM) improved survival rate of cardiomyocytes in vitro.
• Rapamycin (mTOR inhibitor) prevented the cardioprotective effect induced by Leu.
• Wortmannin (PI3K inhibitor) did not hinder this effect induced by Leu.
• Leu-induced mitochondrial biogenesis improved mitochondrial function.
• Leu treatment is critical in cardioprotection via mTOR signaling.

Background and Aims
Coronary heart disease is a major global health concern. Further, severity of this condition is greatly influenced by myocardial ischemia/reperfusion (I/R) injury. Branched-chain amino acids (BCAAs) have cardioprotective effects against I/R via mammalian target of rapamycin (mTOR) activity, wherein Leu is considered to particularly regulate mTOR activation. However, the mechanism underlying cardioprotective effects of Leu via mTOR activity is not fully elucidated. Here, we aimed to study the signaling pathway of cardioprotection and mitochondrial function induced by Leu treatment.
Methods and Results
Cardiac myocytes isolated from adult male Wistar rats were incubated and exposed to simulated I/R (SI/R) injury by replacing the air content. Cardiac myocytes were treated with Leu and subsequently, their survival rate was calculated. To elucidate the signaling pathway and mitochondrial function, immunoblots and mitochondrial permeability transition pore were examined. Cell survival rate was decreased with SI/R but improved by 160 μM Leu (38.5 ± 3.6 % vs. 64.5 ± 4.2 %, respectively, p < 0.001). Although rapamycin (mTOR inhibitor) prevented this cardioprotective effect induced by Leu, wortmannin (PI3K inhibitor) did not interfere with this effect. In addition, we indicated that overexpression of Opa-1 and mitochondrial function are ameliorated via Leu-induced mitochondrial biogenesis. In contrast, knockdown of Opa-1 suppressed Leu-induced cardioprotection.
Conclusion
Leu treatment is critical in rendering a cardioprotective effect exhibited by BCAAs via mTOR signaling. Furthermore, Leu improved mitochondrial function.

[Nutrimuscle-Diététique]

Traduction de l'étude

La leucine induit une cardioprotection in vitro en favorisant la fonction mitochondriale via la signalisation mTOR et Opa-1
Atsushi Morio Nutrition, métabolisme et maladies cardiovasculaires Articles dans la presse Alerte e-mail - 10 juillet 2021

Points forts
• La leucine (Leu, 160 μM) a amélioré le taux de survie des cardiomyocytes in vitro.
• La rapamycine (inhibiteur de mTOR) a empêché l'effet cardioprotecteur induit par Leu.
• La Wortmannin (inhibiteur de PI3K) n'a pas entravé cet effet induit par Leu.
• La biogenèse mitochondriale induite par Leu a amélioré la fonction mitochondriale.
• Le traitement Leu est essentiel dans la cardioprotection via la signalisation mTOR.

Contexte et objectifs
La maladie coronarienne est un problème majeur de santé mondiale. En outre, la gravité de cette affection est fortement influencée par une lésion d'ischémie/reperfusion myocardique (I/R). Les acides aminés à chaîne ramifiée (BCAA) ont des effets cardioprotecteurs contre l'I/R via l'activité de la cible mammifère de la rapamycine (mTOR), où Leu est considéré comme régulant particulièrement l'activation de mTOR. Cependant, le mécanisme sous-jacent aux effets cardioprotecteurs de Leu via l'activité mTOR n'est pas entièrement élucidé. Ici, nous avons cherché à étudier la voie de signalisation de la cardioprotection et de la fonction mitochondriale induite par le traitement Leu.
Méthodes et résultats
Des myocytes cardiaques isolés de rats Wistar mâles adultes ont été incubés et exposés à une lésion I/R (SI/R) simulée en remplaçant la teneur en air. Les myocytes cardiaques ont été traités avec Leu et par la suite, leur taux de survie a été calculé. Pour élucider la voie de signalisation et la fonction mitochondriale, des immunoblots et des pores de transition de perméabilité mitochondriale ont été examinés. Le taux de survie cellulaire était diminué avec SI/R mais amélioré de 160 μM Leu (38,5 ± 3,6 % vs 64,5 ± 4,2 %, respectivement, p < 0,001). Bien que la rapamycine (inhibiteur de mTOR) ait empêché cet effet cardioprotecteur induit par Leu, la wortmannine (inhibiteur de PI3K) n'a pas interféré avec cet effet. De plus, nous avons indiqué que la surexpression d'Opa-1 et la fonction mitochondriale sont améliorées via la biogenèse mitochondriale induite par Leu. En revanche, le knockdown d'Opa-1 a supprimé la cardioprotection induite par Leu.
Conclusion
Le traitement Leu est essentiel pour rendre un effet cardioprotecteur présenté par les BCAA via la signalisation mTOR. De plus, Leu a amélioré la fonction mitochondriale.