Un mauvais renouvellement de son collagène = blessure

[Nutrimuscle-Conseils]

Determining Resistance to Protein Turnover in Aged Skeletal Muscle Collagen Using a Novel Stable Isotope Timecourse Approach
Marcus M. Lawrence FABEB J 20 April 2020 Volume34, IssueS1


Aged skeletal muscle presents with an accumulation of extracellular matrix (ECM) proteins, including collagen, that are stiffer and fibrotic (i.e., unresolvable and resistant to turnover) which alters the cellular microenvironment leading to reduced muscle function. A limitation of current assessments of protein turnover using a single timepoint is that they do not account for how much of a protein pool is actively turning over. In addition, defining the proportion of the protein pool actively turning over also informs on how much of the same pool is fibrotic. Thus, determining aging muscle changes in both collagen protein synthesis and the collagen protein pool actively turning over is vital for a more comprehensive understanding of fibrosis in aged skeletal muscle ECM.

PURPOSE
To test the hypothesis that with age the fraction of collagen proteins actively turning over would decrease, indicating an increase in fibrotic collagen, and that the fraction of the protein pool turning over would be inverse to the amount of collagen cross‐linking and overall protein oxidative damage.

METHODS
Young adult (6 mo.) and old (23 mo.) female C57BL/6 mice were labeled with the stable isotope deuterium oxide (D2O) for 4, 15, 30, 45, or 60 days (n=3–5/timepoint). Gastrocnemius muscles were analyzed for collagen protein synthesis (k 1/day) and the plateau (P) value for fraction new as a novel indicator of the protein pool capable of turning over (with 1.0 equal to 100% of the total pool turning over). Collagen cross‐linking was assessed using a pepsin digestion collagen solubility and hydroxyproline assay and Western Blotting for lysyl oxidase (LOX, catalyzes collagen cross‐links), while muscle protein carbonylation was assessed as a marker of oxidative damage.

RESULTS
Collagen protein synthesis and collagen plateau fraction new were significantly (p < 0.05) lower in old compared to young (0.011±0.002 vs 0.027±0.003 k 1/day and 0.141±0.015 vs 0.280±0.051 P, respectively). The lower collagen turnover in old compared to young muscle was paralleled by higher total LOX expression (20183±600 vs 16333±435 arbitrary density units, respectively), lower pepsin soluble collagen (15.1±1.28 vs 37.4±5.96 ng/mg muscle, respectively), higher pepsin insoluble (285±17.5 vs 201±16.4 ng/mg muscle, respectively) and total collagen (303±19.8 vs 237±18.4 ng/mg muscle, respectively), and unchanged protein carbonylation (0.083±0.002 vs 0.083±0.008 arbitrary density units, respectively).

CONCLUSIONS
The pool of collagen proteins actively turning over was significantly reduced in aged compared to young muscle, indicating that a greater proportion of the collagen proteins in aged muscle were fibrotic. The reduced proportion of collagen turning over was associated with increased markers of collagen cross‐linking, but not overall protein oxidative damage. Further research is warranted to identify which individual ECM proteins become fibrotic with aging to develop therapeutics to rescue muscle function.

[Nutrimuscle-Diététique]

Traduction de l'étude

Détermination de la résistance au renouvellement des protéines dans le collagène des muscles squelettiques âgés à l'aide d'une nouvelle approche du parcours temporel isotopique stable
Marcus M. Lawrence FABEB J 20 avril 2020 Volume34, NuméroS1


Le muscle squelettique vieilli présente une accumulation de protéines de la matrice extracellulaire (ECM), y compris le collagène, qui sont plus rigides et fibreuses (c'est-à-dire insolubles et résistantes au renouvellement), ce qui modifie le microenvironnement cellulaire, entraînant une fonction musculaire réduite. Une limitation des évaluations actuelles du renouvellement des protéines utilisant un seul point de temps est qu'elles ne tiennent pas compte de la quantité de protéines qui se transforme activement. De plus, la définition de la proportion du pool de protéines qui se retourne activement informe également sur la proportion de la même masse fibreuse. Ainsi, la détermination des changements musculaires vieillissants à la fois dans la synthèse des protéines de collagène et dans le pool de protéines de collagène se retournant activement est essentielle pour une compréhension plus complète de la fibrose dans l'ECM des muscles squelettiques âgés.

OBJECTIF
Tester l'hypothèse qu'avec l'âge, la fraction de protéines de collagène se retournant activement diminuerait, indiquant une augmentation du collagène fibrotique, et que la fraction du pool de protéines retournant serait inverse de la quantité de réticulation du collagène et de l'oxydation globale des protéines dommage.

MÉTHODES
Des souris C57BL / 6 femelles jeunes adultes (6 mois) et âgées (23 mois) ont été marquées avec l'isotope stable d'oxyde de deutérium (D2O) pendant 4, 15, 30, 45 ou 60 jours (n = 3–5 / timepoint ). Les muscles gastrocnémiens ont été analysés pour la synthèse des protéines de collagène (k 1 / jour) et la valeur du plateau (P) pour la fraction nouvelle comme nouvel indicateur du pool de protéines capable de se retourner (avec 1,0 égal à 100% du pool total) . La réticulation du collagène a été évaluée à l'aide d'un dosage de la solubilité du collagène par digestion par la pepsine et de l'hydroxyproline et du Western Blot pour la lysyl oxydase (LOX, catalyse les liaisons croisées du collagène), tandis que la carbonylation des protéines musculaires a été évaluée comme un marqueur des dommages oxydatifs.

RÉSULTATS
La synthèse des protéines de collagène et la fraction de plateau de collagène nouvelles étaient significativement (p <0,05) plus faibles chez les personnes âgées que chez les jeunes (0,011 ± 0,002 vs 0,027 ± 0,003 k 1 / jour et 0,141 ± 0,015 vs 0,280 ± 0,051 P, respectivement). Le taux de renouvellement du collagène plus faible chez les vieux par rapport aux jeunes muscles a été mis en parallèle par une expression LOX totale plus élevée (20183 ± 600 vs 16333 ± 435 unités de densité arbitraire, respectivement), un collagène soluble dans la pepsine plus faible (15,1 ± 1,28 vs 37,4 ± 5,96 ng / mg de muscle, respectivement) ), plus élevé en pepsine insoluble (285 ± 17,5 vs 201 ± 16,4 ng / mg de muscle, respectivement) et collagène total (303 ± 19,8 vs 237 ± 18,4 ng / mg de muscle, respectivement) et carbonylation inchangée des protéines (0,083 ± 0,002 vs 0,083 ± 0,008 unités de densité arbitraires, respectivement).

CONCLUSIONS
Le pool de protéines de collagène qui se retournait activement était significativement réduit chez les personnes âgées par rapport aux jeunes muscles, indiquant qu'une plus grande proportion des protéines de collagène dans les muscles âgés étaient fibreuses. La proportion réduite de renouvellement du collagène était associée à une augmentation des marqueurs de réticulation du collagène, mais pas à des dommages oxydatifs globaux des protéines. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour identifier les protéines ECM individuelles qui deviennent fibreuses avec le vieillissement afin de développer des thérapies pour sauver la fonction musculaire.