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Erschienen in: European Journal of Applied Physiology 2/2023

30.11.2022 | Original Article

Minimal adaptation of the molecular regulators of mitochondrial dynamics in response to unilateral limb immobilisation and retraining in middle-aged men

verfasst von: Chantal A. Pileggi, Christopher P. Hedges, Randall F. D’Souza, Brenan R. Durainayagam, Nina Zeng, Vandre C. Figueiredo, Anthony J. R. Hickey, Cameron J. Mitchell, David Cameron-Smith

Erschienen in: European Journal of Applied Physiology | Ausgabe 2/2023

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Abstract

Purpose

Mitochondrial dynamics are regulated by the differing molecular pathways variously governing biogenesis, fission, fusion, and mitophagy. Adaptations in mitochondrial morphology are central in driving the improvements in mitochondrial bioenergetics following exercise training. However, there is a limited understanding of mitochondrial dynamics in response to inactivity.

Methods

Skeletal muscle biopsies were obtained from middle-aged males (n = 24, 49.4 ± 3.2 years) who underwent sequential 14-day interventions of unilateral leg immobilisation, ambulatory recovery, and resistance training. We quantified vastus lateralis gene and protein expression of key proteins involved in mitochondrial biogenesis, fusion, fission, and turnover in at baseline and following each intervention.

Results

PGC1α mRNA decreased 40% following the immobilisation period, and was accompanied by a 56% reduction in MTFP1 mRNA, a factor involved in mitochondrial fission. Subtle mRNA decreases were also observed in TFAM (17%), DRP1 (15%), with contrasting increases in BNIP3L and PRKN following immobilisation. These changes in gene expression were not accompanied by changes in respective protein expression. Instead, we observed subtle decreases in NRF1 and MFN1 protein expression. Ambulatory recovery restored mRNA and protein expression to pre-intervention levels of all altered components, except for BNIP3L. Resistance training restored BNIP3L mRNA to pre-intervention levels, and further increased mRNA expression of OPA-1, MFN2, MTFP1, and PINK1 past baseline levels.

Conclusion

In healthy middle-aged males, 2 weeks of immobilisation did not induce dramatic differences in markers of mitochondria fission and autophagy. Restoration of ambulatory physical activity following the immobilisation period restored altered gene expression patterns to pre-intervention levels, with little evidence of further adaptation to resistance exercise training.
Literatur
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Metadaten
Titel
Minimal adaptation of the molecular regulators of mitochondrial dynamics in response to unilateral limb immobilisation and retraining in middle-aged men
verfasst von
Chantal A. Pileggi
Christopher P. Hedges
Randall F. D’Souza
Brenan R. Durainayagam
Nina Zeng
Vandre C. Figueiredo
Anthony J. R. Hickey
Cameron J. Mitchell
David Cameron-Smith
Publikationsdatum
30.11.2022
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
European Journal of Applied Physiology / Ausgabe 2/2023
Print ISSN: 1439-6319
Elektronische ISSN: 1439-6327
DOI
https://doi.org/10.1007/s00421-022-05107-x

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