Tập luyện thể thao làm tăng mật độ thể tích ty thể cơ xương thông qua việc mở rộng ty thể hiện có chứ không phải sinh tổng hợp de novo

(i) Để xác định xem việc tăng mật độ thể tích ty thể (Mito_VD) do tập thể dục có liên quan đến việc mở rộng các ty thể hiện có hay sinh tổng hợp de novo và (ii) thiết lập xem các chỉ số hoạt động enzym đặc hiệu của ty thể có phải là biomarker hợp lệ cho việc tăng Mito_VD do tập thể dục hay không.

Các mẫu cơ xương được thu thập từ 21 nam giới khỏe mạnh trước và sau 6 tuần tập luyện sức bền. Kỹ thuật kính hiển vi điện tử truyền (transmission electron microscopy) đã được sử dụng để ước lượng mật độ và hồ sơ của ty thể. Các xét nghiệm sinh hóa, phương pháp western blotting và hô hấp kế độ phân giải cao (high-resolution respirometry) đã được áp dụng để phát hiện sự thay đổi trong các chức năng ty thể cụ thể.

Mito_VD tăng 55 ± 9% (P < 0.001), trong khi số lượng hồ sơ ty thể trên diện tích cơ xương không thay đổi sau tập luyện. Hoạt động của citrate synthase (CS) tăng (44 ± 12%, P < 0.001); tuy nhiên, không có sự thay đổi về khả năng phosphoryl hóa oxy hóa (OXPHOS, CI+II_P) hoặc hoạt động của cytochrome c oxidase (COX). Các tương quan đã được tìm thấy giữa Mito_VD và CS (P = 0.01; r = 0.58), OXPHOS, CI+CIIP (P = 0.01; R = 0.58) và COX (P = 0.02; R = 0.52) trước khi tập luyện; sau khi tập luyện, một tương quan chỉ được tìm thấy giữa Mito_VD và hoạt động CS chỉ (P = 0.04; R = 0.49). Năng lực hô hấp nội tại giảm (P < 0.05) với việc tập luyện khi hô hấp được chuẩn hóa theo Mito_VD. Điều này không xảy ra khi được chuẩn hóa theo hoạt động CS mặc dù tỷ lệ phần trăm thay đổi là tương đương.

Mito_VD đã được tăng cường thông qua việc kích thích mở rộng ty thể chứ không phải sinh tổng hợp de novo. Hoạt động CS có thể là một chỉ số thích hợp để theo dõi những thay đổi do tập luyện trong Mito_VD.