Muscle inactivation of mTOR causes metabolic and dystrophin defects leading to severe myopathy

Mammalian target of rapamycin (mTOR) is a key regulator of cell growth that associates with raptor and rictor to form the mTOR complex 1 (mTORC1) and mTORC2, respectively. Raptor is required for oxidative muscle integrity, whereas rictor is dispensable. In this study, we show that muscle-specific inactivation of mTOR leads to severe myopathy, resulting in premature death. mTOR-deficient muscles display metabolic changes similar to those observed in muscles lacking raptor, including impaired oxidative metabolism, altered mitochondrial regulation, and glycogen accumulation associated with protein kinase B/Akt hyperactivation. In addition, mTOR-deficient muscles exhibit increased basal glucose uptake, whereas whole body glucose homeostasis is essentially maintained. Importantly, loss of mTOR exacerbates the myopathic features in both slow oxidative and fast glycolytic muscles. Moreover, mTOR but not raptor and rictor deficiency leads to reduced muscle dystrophin content. We provide evidence that mTOR controls dystrophin transcription in a cell-autonomous, rapamycin-resistant, and kinase-independent manner. Collectively, our results demonstrate that mTOR acts mainly via mTORC1, whereas regulation of dystrophin is raptor and rictor independent

Muscle inactivation of mTOR causes metabolic and dystrophin defects leading to severe myopathy

mTor, acting mainly via mTORC1, controls dystrophin transcription in a raptor- and rictor-independent mechanism

Circulating myomiRs: a new class of biomarkers to monitor skeletal muscle in physiology and medicine

International audienc

Adaptations biochimiques et structurales du muscle à l'entraînement en force

Revue générale. L'augmentation de la masse musculaire observée en réponse à l'entraînement en force : hypertrophie-hyperplasie des fibres musculaires; entraînement en force et type de fibres; propriétés métaboliques du muscle entraîné en force; réponses du réseau capillaire à l'entraînement en force (angiogenèse adaptative

Contrôle de la croissance du muscle squelettique : réponse adaptative au cours de l’hypertrophie de surcharge et de la régénération musculaire chez le rongeur

L’objectif de cette étude était de comparer chez un modèle rongeur, l’adaptation des principales voies de signalisation intracellulaires contrôlant la masse musculaire dans deux situations particulières de croissance du muscle : l’hypertrophie de surcharge et la régénération musculaire. Nos résultats montrent que l’activation de la voie de protéosynthèse Akt/mTOR est déterminante dans l’hypertrophie de surcharge, alors qu’elle est complétée par l’inhibition de certains acteurs protéolytiques (MURF1, MAFbx et BNIP-3) au cours de la régénération. L’inhibition de REDD1 dans ces deux situations, et de BNIP-3 dans le muscle lésé pourrait contribuer à optimiser les processus de protéosynthèse, tandis que l’activation de l’AMPK, véritable senseur énergétique cellulaire, pourrait être une conséquence directe du déficit énergétique induit par la synthèse protéique accrue

L’entraînement commence à table

L’alimentation du sportif repose tout d’abord sur une alimentation quotidienne qui doit prendre en compte les besoins particuliers liés aux séances d’entraînement. Nous commencerons par détailler la ration d’entraînement en présentant les besoins quantitatifs et qualitatifs qu’elle doit couvrir. Il nous semble absolument nécessaire, pour un sportif amateur, d’établir avant tout une bonne hygiène alimentaire et donc de proposer des conseils nutritionnels simples, à l’exclusion de toute aide ergogénique que nous laisserons volontairement hors du champ de notre intervention. Si la ration d’entraînement préconisée est valable pour la plupart des activités pratiquées (sports d’endurance, sports collectifs...), nous envisagerons en revanche quelques spécificités de l’alimentation du sportif. La première concerne le sportif commençant un entraînement en musculation visant à accroître sa masse musculaire, optimisée par une diététique maintenant bien éprouvée au décours de chaque séance, et qui nous semble ainsi le meilleur moyen d’éviter les dérives vers l’utilisation abusive, irraisonnée et parfois même irrationnelle de compléments alimentaires en tout genre. Nous terminerons par les particularités de la ration de récupération dans les épreuves d’endurance à étapes, où l’apport énergétique reste un défi

Phenotype-Specific Response of Circulating miRNAs Provides New Biomarkers of Slow or Fast Muscle Damage

Skeletal muscle is a heterogeneous tissue composed of a continuum of contracting fibers ranging from slow-type to fast-type fibers. Muscle damage is a frequent event and a susceptibility of fast-fibers to exercise-induced damage (EIMD) or statins toxicity has been reported. Biological markers of muscle damage such as creatine kinase (CK) are not fiber-type specific and new biomarkers are needed. Some microRNAs (miRNAs) are specific to the muscle tissue, can be found in the extracellular compartment and can rise in the plasma following muscle damage. Our aim was to identify whether a set of circulating miRNAs can be used as fiber-type specific biomarkers of muscle damage in a model of traumatic (crush) injuries induced either in the slow soleus (SOL) or in the fast extensor digitorum longus (EDL) muscles of rats. A subset of miRNAs composed of miR-1-3p, -133a-3p, -133b-3p, 206-3p, -208b-3p, 378a-3p, -434-3p, and -499-5p were measured by RT-PCR in non-injured SOL or EDL muscle and in the plasma of rats 12 h after damage induced to SOL or EDL. MiR-133b-3p, -378a-3p, and -434-3p were equally expressed both in SOL and EDL muscles. MiR-1-3-p and -133a-3p levels were higher in EDL compared to SOL (1.3- and 1.1-fold, respectively). Conversely, miR-206-3p, -208b-3p, and -499-5p were mainly expressed in SOL compared to EDL (7.4-, 35.4-, and 10.7-fold, respectively). In the plasma, miR-1-3p and -133a-3p were elevated following muscle damage compared to a control group, with no difference between SOL and EDL. MiR-133b-3p and -434-3p plasma levels were significantly higher in EDL compared to SOL (1.8- and 2.4-fold, respectively), while miR-378a-3p rose only in the EDL group. MiR-206-3p levels were elevated in SOL only (fourfold compared to EDL). Our results show that plasma miR-133b-3p and -434 are fast-fiber specific biomarkers, while miR-206-3p is a robust indicator of slow-fiber damage, opening new perspectives to monitor fiber-type selective muscle damage in research and clinic

Musclin gene expression is strongly related to fast-glycolytic phenotype.

International audienceMusclin has been described as a muscle-derived secretory peptide, responsive to insulin in vivo, and inducing insulin resistance in vitro. Because muscle fibers display very different metabolic properties and insulin sensitivity, we tested the hypothesis that musclin expression could depend on myofiber type. Musclin mRNA was detected at high level in fast gastrocnemius and plantaris muscles, but only as traces in soleus, a slow-twitch muscle. A single fiber analysis showed that musclin was produced by muscle fibers themselves, almost exclusively type IIb fibers. Slow to fast transition of soleus phenotype after hindlimb suspension increased musclin mRNA levels, whereas fast to slow transition of plantaris phenotype after functional overload decreased musclin mRNA levels. This clearly suggests that musclin transcription is strongly related to fast-glycolytic phenotype. We conclude that musclin is produced by myocytes in a highly fiber-type specific manner and that physiological changes in type IIb MHC lead to coordinated musclin expression

Short-Term, Low-Volume Training Improves Heat Acclimatization in an Operational Context

Personnel who travel to areas with a hot climate (WBGT > 27°C) may suffer from the heat (physiological strain, thermal discomfort, increased probability of heat illness), making them partially or fully inoperative. Performing physical activities during heat acclimatization is known to improve this process (i.e., improve measures of acclimatization for the same duration of acclimation). However, it is unknown whether such training would be efficient in an operative context, characterized by a high volume of work-related physical activity. Thirty French soldiers (Training group, T) performed a short (5 days), progressive, moderate (from three to five 8-min running sets at 50% of the speed at VO2max for 32–56 min) aerobic training program upon arriving at their base in United Arab Emirates (~40°C and 12% RH). A control group (30 soldiers; No Training, NT) continued to perform their usual outdoor military activities (~6 h.d−1). A field heat stress test (HST; three 8-min running sets at 50% of the speed at VO2max) was performed, before and after the heat acclimatization period, to assess physiological and subjective changes. Rectal temperature, heart rate (HR), thermal discomfort at rest and at the end of exercise, rates of perceived exertion (RPE), and sweat loss and osmolality decreased following heat acclimatization in both groups. However, the decreases in the T group were larger than those in the NT group for HR at the end of exercise (−20 ± 13 vs. −13 ± 6 bpm, respectively, p = 0.044), thermal discomfort at rest (−2.6 ± 2.7 vs. −1.4 ± 2.1 cm, respectively, p = 0.013) and at the end of exercise (−2.6 ± 1.9 vs. −1.6 ± 1.7 cm, respectively, p = 0.037) and RPE (−2.3 ± 1.8 vs. −1.3 ± 1.7, respectively, p = 0.035). Thus, we showed that adding short (<60 min), daily, moderate-intensity training sessions during a professional mission in a hot and dry environment accelerated several heat-acclimatization-induced changes at rest and during exercise in only 5 days

Hormones thyroïdiennes et phénotype musculaire : proposition d'implication de nouvelles voies de régulation

Les hormones thyroïdiennes (HT) sont connues pour contrôler le développement, la croissance, ainsi que la détermination du phénotype musculaire chez l'adulte. Les HT agissent par des récepteurs nucléaires, et elles exercent ainsi soit un contrôle positif, soit un contrôle négatif sur des gènes cibles qui codent des protéines contractiles ou métaboliques. L'activité contractile est aussi une cause importante de modulation du phénotype musculaire; de nombreuses voies de signalisation intracellulaire sont impliquées dans la transduction des signaux liés à l'activité contractile, dont la voie de la calcineurine-NFAT. L'activité calcineurine est contrôlée négativement par une protéine MCIP-1 (modulatory calcineurin-interacting protein-1). Nous rapportons ici les résultats d'une expérimentation visant à tester les effets spécifiques et combinés de l'inhibition pharmacologique de la calcineurine (par l'administration de cyclosporine-A, CsA) et de la suppression des HT. Les effets attendus du traitement par la CsA ne sont observés que si les HT sont présentes. L'hypothyroïdie supprime les effets propres de la CsA. De plus, l'absence d'HT diminue de manière importante l'expression des protéines MCIP-1 et MCIP-2, inhibiteurs endogènes de la calcineurine ce qui laisse à penser que les HT pourraient interagir avec la voie de signalisation de la calcineurine/NFAT