Effects of MAPK on the plasticity of skeletal muscle fibers

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K11391
• 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: Kumamoto University
• Principal Investigator: Oishi Yasuharu 熊本大学, 大学院教育学研究科, 教授 (10203704)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: マップキナーゼ / ERK1/2 / p38 / MAPK / ヒラメ筋 / ウィスターラット / 筋線維組成 / ミオシン重鎖

Outline of Final Research Achievements

Experiment 1 and 2 were designed to analyze the hindlimb soleus and plantaris muscles after sprint or endurance runnig for 5-week. Fiber type composition was unchanged either in the soleus or plantaris. Phosphorylated ERL1/2 protein was not altered in both muscles. Only the change of phosphorylated p38 MAPK protein was observed in the soleus muscle.
Experiment 3 was performed 11-day hindlimb suspension on the Wistar male rats.The percentage of slow type I fiber was decreased, and that of slow type I and fast type II hybrid fiber increased in the atrophied soleus muscle. Also, phophorylated ERK1/2 and p38 MAPK proteins were enhanced in the soleus after suspension.

Free Research Field

スポーツ生理学、骨格筋生理生化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

リン酸化マップキナーゼ発現量は、スプリント走または持久走に対しほとんど変化がみられなかった結果に対し、11日間の後肢懸垂後、ヒラメ筋の組成がfast type 方向へと変化し、この時リン酸化ERK1/2とリン酸化p38マップキナーゼタンパク質発現量は有意に増加した。
これらの知見は、筋線維の萎縮が進行する段階において、リン酸化マップキナーゼの作用により筋線維内のfast type ミオシン重鎖発現が促進されたことを示唆しており、マップキナーゼが筋線維の fast myosin phenotype 発現に強く関与していることを示す生理学的および学術的に重要な知見である。