Abstract

Ziel des Aufsatzes ist die Zusammenfassung relevanter Studienergebnisse zur Regulation der Proteinsynthese in der Skelettmuskulatur. Prozesse der Proteinsynthese verändern sich entsprechend unterschiedlicher physiologischen Belastungen. Muskuläre Belastung, Energiebedarf und verfügbare Nährstoffe beeinflussen die Proteinsynthese der Skelettmuskulatur durch die Regulation ribosomaler Aktivität. Die tägliche Variation der Skelettmuskelmasse beträgt etwa 0,5 Prozent und hängt von der Proteinsyntheserate ab. Die Proteinsynthese ist in der arbeitenden Muskulatur während der Belastung inhibiert und steigt während der Nachbelastungsphase an. Krafttraining steigert speziell die myofibrilläre Proteinsynthese. Im Gegensatz dazu werden mitochondriale Proteine bevorzugt durch Ausdauertraining synthetisiert. Diese Ergebnisse zeigen, dass Prozesse der Proteinsynthese den Umbauprozess der Skelettmuskulatur durch Training fördern. Unterschiedliche Signalwege kontrollieren die ribosomale Aktivität der Muskelzelle in Abhängigkeit von externen Signalen. Die Phosphorylierung von Proteinen durch den mTOR/p70S6K Signalweg und die Modulation des Energiesensors AMPK während muskulärer Arbeit sind wichtige Faktoren für die ribosomale Regulation der Proteinsynthese. Zusätzlich ist auch die transkriptionelle Regulation ein entscheidender Faktor, der die Synthese bestimmter Proteine nach Training reguliert. Die Proteinsynthese in der Skelettmuskulatur ist ein dynamischer Prozess, der unter anderem durch energetische Faktoren beeinflusst wird. Der Einfluss der Trainingsintensität auf Prozesse des Proteinabbaus sollte in zukünftigen Studien genauer untersucht werden um zu einem tieferen Verständnis der Plastizität der Skelettmuskulatur beizutragen. Verf.-Referat (geändert)

Abstract

The purpose of the article is to give an overview of relevant studies of the regulation of protein synthesis in human skeletal muscle. Muscle protein synthesis is altered in a number of physiological situations. Muscle loading, energetic requirements and nutrients exert a pronounced effect on protein synthesis in skeletal muscle by regulating ribosomal activity. Skeletal muscle mass varies daily by about 0.5 percent, depending on the rate of protein synthesis. Protein synthesis is specifically suppressed in working muscle but shows a sustained increase post-exercise. This response reflects the protein pool demonstrating adaptation after the repeated impact of the exercise stimulus. There is a specific increase in myofibrillar protein synthesis with strength training. By contrast mitochondrial proteins are predominantly synthesized after endurance training. The findings support the view that cumulative increases in myocellular protein synthesis allow the gradual remodelling of muscle ultrastructure with training. Distinct signalling pathways emerge which control ribosomal activity in function of environmental cues. Phosphorylation of accessory factors by the mTOR/p70S6K pathway and its modulation by the intracellular energy sensor, AMPK, during muscle work evolve as core elements of ribosomal regulation. In humans, additional phenomena such as changes in transcript expression are suggested to specify the spectrum of proteins that are synthesized post-exercise. Protein synthesis is a dynamic read-out of anabolic stimuli to skeletal muscle that is dictated by energetic requirements. The intensity-dependent contribution of protein breakdown remains to be addressed to reinforce the current understanding of the control of muscle plasticity. Verf.-Referat (geändert)