Ciclina D3: la sua assenza rende resistenti alla fatica muscolare / Ciclina D3: its absence makes it resistant to muscle fatigue

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

La mancanza di questa proteina fa prevalere le fibre muscolari che si contraggono lentamente su quelle a contrazione più rapida. Gli animali che ne sono sprovvisti hanno maggior resistenza all’affaticamento ed un maggiore dispendio energetico, con conseguenze sul metabolismo. Ad indicarlo uno studio dell’Istituto di biologia cellulare e neurobiologia del Cnr pubblicato su Scientific Reports.

Uno studio dell’Istituto di biologia cellulare e neurobiologia del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Ibcn) ha dimostrato per la prima volta come l’assenza di ciclina D3, proteina che presiede e regola il ciclo cellulare, sia in grado di influenzare la fisiologia dei muscoli. In particolare, oltre alla sua fondamentale funzione di controllo della proliferazione delle cellule muscolari, la proteina svolge un ruolo cruciale nella regolazione dell’espressione di geni selettivi per specifiche fibre muscolari. Lo studio è pubblicato su Scientific Reports.

“Gli animali che mancano del tutto della ciclina D3 presentano un aumento significativo di fibre muscolari che si contraggono lentamente, cioè quelle specializzate nel lavoro muscolare di tipo aerobico e resistenti all’affaticamento. Le fibre di questo tipo consentono di sostenere attività e sforzi duraturi e prolungati nel tempo, come una corsa su lunghe distanze. L’assenza della proteina permette a queste fibre di ‘occupare il posto’ di quelle che si contraggono rapidamente, specializzate invece nel lavoro muscolare ad alta intensità e forza ma bassa resistenza alla fatica”, spiega Roberto Coccurello del Cnr-Ibcn.

L’assenza di un solo gene regolatore è in grado di rimodellare la composizione delle fibre dei muscoli, facendo prevalere quelle che si contraggono lentamente su quelle che si contraggono rapidamente, e dunque anche di modificare il lavoro muscolare. “Gli animali che mancano di ciclina D3 mostrano, per esempio, una maggior capacità di sostenere una corsa di lunga durata e resistenza all’affaticamento. Sono anche in grado di consumare più energia sotto forma di calorie, indipendentemente dalla loro attività fisica”, sottolinea Maurizia Caruso del Cnr-Ibcn.

La cicline sono una famiglia di proteine che intervengono 

nella regolazione del ciclo di divisione cellulare; possono essere attivate da fattori ‘esterni’ come fattori di crescita, nutrienti o ormoni e possono intervenire anche sul metabolismo cellulare. “La ciclina D3 può promuovere l’adipogenesi, cioè indurre la formazione di nuovo tessuto adiposo, ma anche regolare l’efficienza delle cellule pancreatiche che presiedono al rilascio di insulina. Con questo lavoro scientifico, aggiungiamo una tessera a questo mosaico conoscitivo dimostrando che la ciclina D3 può inibire fattori trascrizionali che promuovono lo sviluppo di fibre muscolari a contrazione lenta e metabolismo ossidativo”, prosegue Caruso. Tuttavia, ciò non deve lasciar credere che si possa resistere maggiormente alla fatica inibendo l’espressione di questa proteina. “La concomitante riduzione delle fibre a contrazione rapida indurrebbe gravi deficit motori e patologie muscoloscheletriche, come la sarcopenia; inoltre, un’alterazione nell’espressione di ciclina D3 potrebbe avere un effetto estremamente deleterio sulla proliferazione di alcuni tipi cellulari”, conclude Coccurello. “Infatti, una maggiore resistenza all’affaticamento muscolare non può e non deve esser raggiunta compromettendo altre funzioni, come in particolare l’equilibrio con le fibre muscolari a contrazione rapida necessarie a sostenere sforzi rapidi e intensi”.
Questa ricerca sperimentale dimostra il ruolo essenziale della ciclina D3 nel coordinamento della regolazione della tipologia delle fibre muscolari e la loro specializzazione ma anche come, sopprimendo l’espressione di questo gene regolatore, si possa alterare direttamente l’intero metabolismo corporeo.

ENGLISH

The lack of this protein makes the muscle fibers that contract slowly on those with the fastest contraction prevail. The animals that do not have it have greater resistance to fatigue and greater energy expenditure, with consequences on the metabolism. To indicate it a study of the Institute of Cellular Biology and Neurobiology of the Cnr published on Scientific Reports.

A study of the Institute of Cellular Biology and Neurobiology of the National Research Council (Cnr-Ibcn) has shown for the first time how the absence of cyclin D3, protein that presides and regulates the cell cycle, is able to influence the physiology of the muscles. In particular, in addition to its fundamental function of controlling muscle cell proliferation, protein plays a crucial role in regulating the expression of selective genes for specific muscle fibers. The study is published in Scientific Reports.

"Animals lacking entirely of cyclin D3 have a significant increase in muscle fibers that contract slowly, ie those specialized in aerobic and fatigue-resistant muscle work. The fibers of this type allow to sustain long lasting and prolonged activities and efforts, such as long distance travel. The absence of the protein allows these fibers to 'take the place' of those that contract rapidly, specializing instead in muscular work with high intensity and strength but low resistance to fatigue, "explains Roberto Coccurello del Cnr-Ibcn.

The absence of a single regulator gene is able to remodel the composition of the muscle fibers, making those that contract slowly on those that contract rapidly, and therefore also modify the muscular work. "Animals lacking in cyclin D3 show, for example, a greater ability to sustain a long-lasting race and fatigue resistance. They are also able to consume more energy in the form of calories, regardless of their physical activity ", emphasizes Maurizia Caruso del Cnr-Ibcn.

Cycline is a family of proteins that intervene in the regulation of the cell division cycle; they can be activated by 'external' factors such as growth factors, nutrients or hormones and can also intervene on cell metabolism. "Cyclin D3 can promote adipogenesis, that is, induce the formation of new adipose tissue, but also regulate the efficiency of pancreatic cells that are responsible for the release of insulin. With this scientific work, we add a card to this knowledge mosaic demonstrating that cyclin D3 can inhibit transcription factors that promote the development of slow-twitch muscle fibers and oxidative metabolism, "Caruso continues. However, this should not lead one to believe that fatigue can be resisted by inhibiting the expression of this protein. "The concomitant reduction of rapidly shrinking fibers would induce serious motor deficits and musculoskeletal disorders, such as sarcopenia; moreover, an alteration in the expression of cyclin D3 could have an extremely detrimental effect on the proliferation of some cell types ", concludes Coccurello. "In fact, greater resistance to muscle fatigue can not and should not be achieved by compromising other functions, such as in particular the balance with the rapidly shrinking muscle fibers necessary to sustain rapid and intense efforts".

This experimental research demonstrates the essential role of cyclin D3 in the coordination of the regulation of the type of muscle fibers and their specialization but also how, by suppressing the expression of this regulatory gene, one can directly alter the entire body metabolism.

 Da:

http://www.lescienze.it/lanci/2018/10/18/news/cnr_-_ciclina_d3_la_sua_assenza_rende_resistenti_alla_fatica_muscolare-4158900/?ref=nl-Le-Scienze_19-10-2018