The influence of HDL subfractions on carbohydrate and fatty acid oxidation in C2C12 mouse muscle cells

Abstract

HDL (engl. high density lipoprotein) on rakenteeltaan ja toiminnaltaan hyvin monimuotoinen lipoproteiini. Viimeisimmät tutkimukset osoittavat, että HDL tehostaa glukoosin hapetusta ja vaikuttaa myös rasvahappojen hapetukseen mitokondrioissa. Ideana oli tutkia HDL:n eri alaluokkien, HDL2:n ja HDL3:n, vaikutusta hiilihydraattien ja rasvahappojen oksidaatioon hiiren C2C12- luustolihassoluissa. Kokonaisten myoblastien ja permeabilisoitujen myotuubien hapenkulutusta mitattiin korkean resoluution respirometri -menetelmällä (engl. high-resolution respirometry). Solut käsiteltiin ihmisen HDL:llä ja niiden hapenkulutusta mitattiin eri energiasubstraattien ja inhibiittorien läsnäollessa, jotta niiden metaboliaa voitiin analysoida. Hiilihydraattimittauksissa myoblasteille tarjottiin glukoosia ja myotuubeille mitokondrion kompleksi I:n ja kompleksi II:n substraatteja. Rasvahappomittauksissa molemmille tarjottiin tiettyä rasvahappoa. HDL2 tehosti rasvahappojen hapetusta myotuubeissa kontrolliin nähden. Lisäksi HDL3 tehosti mitokondrion kompleksin I:n substraattien hapetusta myotuubeissa kontrolliin nähden. HDL ei kuitenkaan vaikuttanut myoblastien hapenkulutukseen. Voidaan todeta, että HDL näyttää vaikuttavan rasvahappojen hapetukseen sekä mitokondrion kompleksin I kautta tapahtuviin hapetusprosesseihin myotuubeissa. Tulokset viittaavat siihen, että HDL2 ja HDL3 vaikutusten välillä on eroavaisuus suhteessa kontrolliin, mikä on uusi löytö alalla ja vaatii paljon lisätutkimusta tulevaisuudessa.

High density lipoprotein (HDL) is the smallest lipoprotein of the body and has an enormously variable structure and functionality. Fascinatingly, recent studies have revealed that HDL affects beneficially mitochondrial function and subsequently cellular energy metabolism. HDL is proven to enhance mitochondrial glucose oxidation and affect fatty acid oxidation. The aim was to study the effect of human HDL subfractions, HDL2 and HDL3, on mitochondrial carbohydrate and fatty acid oxidation in C2C12 mouse skeletal muscle cells. Intact myoblasts and permeabilized myotubes were measured using a high-resolution respirometry. The cells were treated with HDL and oxygen consumption of the cells was measured in the presence of different energy substrates and inhibitors. This allowed evaluation of metabolism of the cells. Mitochondrial complex I and complex II substrates were offered to myotubes and glucose to myoblasts in order to analyze carbohydrate oxidation. Fatty acid oxidation was also evaluated by offering fatty acid substrates to the cells. HDL2 increased fatty acid oxidation and HDL3 increased complex I substrate oxidation in myotubes. Though, no effect in myoblasts was noticed. In conclusion, HDL seems to affect fatty acid oxidation and oxidation processes occurring via the complex I in myotubes. In addition, the results indicate a difference between the effects of HDL2 and HDL3 in relation to control which is novel discovery in the field and requires more investigation in the future.