Сигналинг Akt через GSK-3β, mTOR и Foxo1 участвует в гипертрофии и атрофии скелетных мышц человека

Размер скелетных мышц строго регулируется взаимодействием анаболических и катаболических сигнальных путей, которые у человека изучены недостаточно. Предполагается, что Akt играет ключевую роль в регуляции гипертрофии и атрофии скелетных мышц у грызунов и в клеточных моделях. В настоящем исследовании определяли содержание фосфорилированного Akt и нескольких его нисходящих анаболических мишеней — киназы-3β гликогенсинтазы (GSK-3β), mTOR, p70S6K и 4E-BP1 — а также катаболических мишеней — Foxo1, Foxo3, atrogin-1 и MuRF1. Все измерения выполняли в биоптатах четырехглавой мышцы бедра человека, полученных после 8 недель силовой тренировки, стимулирующей гипертрофию, и последующего периода детренированности, стимулирующей атрофию. После силовой тренировки наблюдались гипертрофия мышц (примерно 10%) и увеличение содержания белков фосфорилированных Akt, GSK-3β и mTOR. Это сопровождалось снижением содержания ядерного белка Foxo1. После периода детренированности наблюдались атрофия мышц (5%) относительно их размера после тренировки, снижение содержания фосфорилированных Akt и GSK-3β и повышение содержания Foxo1. Содержание atrogin-1 и MuRF1 увеличивалось после фазы гипертрофии и снижалось после фазы атрофии. Впервые для скелетных мышц человека показано, что регуляция Akt и его нисходящих сигнальных путей с участием GSK-3β, mTOR и Foxo1 связана как с процессами гипертрофии, так и с атрофии скелетных мышц.