Activation of protein synthesis signaling pathway in skeletal muscle cells by starvation stress

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K11553
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 59020:Sports sciences-related
• Research Institution: The University of Shiga Prefecture
• Principal Investigator: Nakai Naoya 滋賀県立大学, 人間文化学部, 教授 (90324508)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: タンパク質合成 / タンパク質分解 / 飢餓 / 栄養素再補充 / 骨格筋

Outline of Final Research Achievements

The effect of nutrient supplementation after starvation on protein synthesis signaling pathway in skeletal muscle cells was investigated. In skeletal muscle cell culture, protein synthesis signaling pathways were enhanced by the re-addition of nutrients after starvation of branched-chain amino acids or glucose. On the other hand, in mice, prolonged starvation diminished the protein synthesis signaling pathway in skeletal muscle induced by the re-addition of nutrients. These results suggest that appropriate starvation stress is important for the activation of skeletal muscle protein synthesis.

Free Research Field

運動栄養学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、骨格筋量の維持・増進のためには栄養素の一時的な飢餓によるタンパク質分解が重要であることを明らかにした点で社会的意義がある。すなわち、運動や栄養摂取によるタンパク質合成の活性化のみに注目するのではなく、適切な飢餓（空腹時間）を設けることが重要であることを示した。また、培養細胞に対する栄養素の一時的飢餓と再補充の効果は、個体とは異なっていた。生体では一時的飢餓による生体反応は、神経系や内分泌系により複雑に調節されている可能性を示した点で学術的意義がある。