Studie visar hur musklerna reglerar sin syreförbrukning

En ny studie av forskare från Karolinska Institutet visar att enzymet FIH är avgörande för hur kroppens muskler förbrukar syre. Utan enzymet ökar behovet av syre vid träning. Rönen kan få betydelse för elitidrottare, som visat sig ha högre halter av FIH i sina muskler än andra. Studien publiceras i den ansedda tidskriften Cell Metabolism.

När du tränar förbrukar dina muskler syre för att producera energi, till dess att syrehalten blir för låg. Då övergår energiproduktionen i stället i en process som inte kräver syre, så kallad anaerob metabolism. Detta leder dock till produktion av mjölksyra och till slut utmattning och kramper. I en studie publicerad i Cell Metabolism visar forskare från Karolinska Institutet att enzymet FIH (Factor Inhibiting HIF) är en nyckel till hur denna övergång sker.

Exakt reglering

– Vi har upptäckt att musklerna reglerar syreförbrukningen på ett mycket exakt sätt med hjälp av det syrekänsliga enzymet FIH. Enzymet ser till att musklerna kan nyttja den mer effektiva syrebaserade ämnesomsättningen så länge som möjligt och främjar sedan en mycket snabb övergång till anaerob metabolism, säger professor Randall Johnson vid institutionen för cell- och molekylärbiologi på Karolinska Institutet, som har lett studien.

Forskarna har arbetat med möss där produktionen av enzymet förhindrats. Mössen som saknar FIH i musklerna kräver mer syre än en vanlig mus när de tränar.

– Vi kan visa att utan FIH så används mycket mer syre i musklerna än annars. Detta kan få en stor betydelse för elitidrottare, som enligt en av våra tidigare studier har högre halter av FIH i sina muskler än andra, säger Randall Johnson.

Finns i alla kroppens celler

FIH upptäcktes för mer än tio år sedan, men ingen har hittills förstått exakt vilken funktion enzymet haft. FIH finns i alla kroppens celler och vävnader, men det finns 50-100 gånger mer av enzymet i musklerna än i någon annan kroppsdel. De nya rönen kan nu öppna för nya former av läkemedel som påverkar ämnesomsättningen.

– Tanken att utveckla läkemedel som påverkar FIH har hittills inte funnits, men jag tror att vår studie kommer leda till att fler undersöker den möjligheten. Här får du möjlighet att påverka själva ämnesomsättningen, kanske främst i musklerna, men möjligen i andra delar av kroppen också. Det kan vara viktigt i flera sammanhang som till exempel diabetes och fetma, säger Randall Johnson.

Studien har utförts i professor Randall Johnsons labb som finns både på Karolinska Institutet och vid University of Cambridge, England. Forskningen finansierades av Wellcome Trust, Vetenskapsrådet, Cancerfonden och Barncancerfonden.

Publikation

”The FIH (Factor Inhibiting HIF) asparaginyl hydroxylase regulates oxidative metabolism and accelerates metabolic adaptation to hypoxia”
Jingwei Sim, Andrew S. Cowburn, Asis Palazon, Basetti Madhu, Petros A. Tyrakis, David Macías, David M. Bargiela, Sandra Pietsch, Michael Gralla, Colin E. Evans, Thaksaon Kittipassorn, Yu Chinn Joshua Chey, Cristina M. Branco, Helene Rundqvist, Daniel J. Peet, och Randall S. Johnson
Cell Metabolism, online 3 april 2018, doi: 10.1016/j.cmet.2018.02.020