Glucose Uptake and Glycogen Synthesis in Recovery from Exercise:Molecular Mechanisms Regulating the ‘Set-Point’ for Muscle Glucose Storag

Perifer insulin resistens, som er forbundet med nedsat insulin-stimuleret glukoseoptagelse, anses som en af de væsentligste defekter i sygdomsforløbet af type 2 diabetes (T2D). Dette tilskrives primært nedsat glykogensyntese i skeletmuskulaturen, og en række studier har fundet lavere insulinstimuleret aktivering af glykogen syntase (GS). Et enkeltstående fysisk arbejde øger aktiviteten af GS i perioden efter arbejdets ophør. Det er dog ikke blevet undersøgt, om et enkelt arbejde forbedrer en nedsat insulin-stimuleret regulering af GS i T2D patienter. Når et enkelt akut arbejde til udmattelse følges af indtag af kulhydrater, så kan muskelcellen øge glykogensyntesen i flere dage efter arbejdets ophør og glykogenniveauet i musklen øges over den basale tilstand. Dette fænomen kaldes ”glykogen superkompensering” og er forbeholdt til den tidligere arbejdende muskulatur, indikerende at et enkelstående arbejde kan potensere faktorer i musklen, som øger kapaciteten for at lagre glukose. Selvom fænomenet har været kendt i flere årtier, så er de molekylære mekanismer, der ligger til grund herfor, ikke opklaret. I studie I blev der fundet at et enkeltstående arbejde øger GS-aktiviteten i samme omfang i T2D patienter sammenlignet med overvægtige kontrolpersoner. I perioden efter arbejdet blev der observeret nedsat GS-aktivitet og affinitet overfor substratet UDP-glukose i sammenspil med øget fosforylering af GS på de hæmmende sites 2+2a. Dette fund indikerer et kompromitteret udbytte af et enkelt arbejde på glykogen syntase i T2D patienter men bevirkede ikke at glukosemetabolismen skiftede fra oxidation til lagring. I Studie II blev der fundet højere aktivitet af GS og AMPK samt øget protein ekspression af HK II i den tidligere arbejdende muskel under et 5 dages et-bens glykogen superkompenseringsforløb i mennesker. Vores forsøg i transgene mus indikerede, at AMPK er afgørende for at øge glykogensyntesen efter et enkelt arbejde ved at øge niveauet af G6P, og den