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Limited oxidative stress favors resistance to skeletal muscle atrophy in hibernating brown bears (Ursus Arctos)

Authors :
Alina L. Evans
Blandine Chazarin
Anna Ziemianin
Stéphane Blanc
Guillemette Gauquelin-Koch
Jon M. Arnemo
Jon E. Swenson
Isabelle Chery
Emmanuelle Meugnier
Etienne Lefai
Chantal Simon
Emmanuelle Loizon
Fabrice Bertile
Bertile, F.
Département Sciences Analytiques et Interactions Ioniques et Biomoléculaires (DSA-IPHC)
Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre National d'Etudes Spatiales
Department of Forestry and Wildlife Management Inland Norway University of Applied Sciences
Cardiovasculaire, métabolisme, diabétologie et nutrition (CarMeN)
Hospices Civils de Lyon (HCL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon)
Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Département Ecologie, Physiologie et Ethologie (DEPE-IPHC)
Department of Wildlife, Fish and Environmental Studies
Swedish University of Agricultural Sciences (SLU)
Faculty of Environmental Sciences and Natural Resource Management
Unité de Nutrition Humaine (UNH)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Clermont Auvergne [2017-2020] (UCA [2017-2020])
Gaillard, Brigitte
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon)
Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Hospices Civils de Lyon (HCL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
ANR-16-IDEX-0001,CAP 20-25,CAP 20-25(2016)
Sciences Analytiques et Interactions Ioniques et Biomoléculaires (DSA-IPHC)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Hospices Civils de Lyon (HCL)
Unité de Nutrition Humaine - Clermont Auvergne (UNH)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Clermont Auvergne (UCA)
Source :
Antioxidants, Antioxidants 9 (8), . (2019), Antioxidants, Vol 8, Iss 9, p 334 (2019), Antioxidants, MDPI, 2019, 8 (9), pp.334. ⟨10.3390/antiox8090334⟩, Antioxidants, 2019, 8 (9), pp.334. ⟨10.3390/antiox8090334⟩, Volume 8, Issue 9
Publication Year :
2019

Abstract

Oxidative stress, which is believed to promote muscle atrophy, has been reported to occur in a few hibernators. However, hibernating bears exhibit efficient energy savings and muscle protein sparing, despite long-term physical inactivity and fasting. We hypothesized that the regulation of the oxidant/antioxidant balance and oxidative stress could favor skeletal muscle maintenance in hibernating brown bears. We showed that increased expressions of cold-inducible proteins CIRBP and RBM3 could favor muscle mass maintenance and alleviate oxidative stress during hibernation. Downregulation of the subunits of the mitochondrial electron transfer chain complexes I, II, and III, and antioxidant enzymes, possibly due to the reduced mitochondrial content, indicated a possible reduction of the production of reactive oxygen species in the hibernating muscle. Concomitantly, the upregulation of cytosolic antioxidant systems, under the control of the transcription factor NRF2, and the maintenance of the GSH/GSSG ratio suggested that bear skeletal muscle is not under a significant oxidative insult during hibernation. Accordingly, lower levels of oxidative damage were recorded in hibernating bear skeletal muscles. These results identify mechanisms by which limited oxidative stress may underlie the resistance to skeletal muscle atrophy in hibernating brown bears. They may constitute therapeutic targets for the treatment of human muscle atrophy.

Details

Language :
English
ISSN :
20763921
Database :
OpenAIRE
Journal :
Antioxidants, Antioxidants 9 (8), . (2019), Antioxidants, Vol 8, Iss 9, p 334 (2019), Antioxidants, MDPI, 2019, 8 (9), pp.334. ⟨10.3390/antiox8090334⟩, Antioxidants, 2019, 8 (9), pp.334. ⟨10.3390/antiox8090334⟩, Volume 8, Issue 9
Accession number :
edsair.doi.dedup.....17a5b803c2eef0003992e0b7dc3e9f23
Full Text :
https://doi.org/10.3390/antiox8090334⟩