Acute and long-term exercise adaptation of adipose tissue and skeletal muscle in humans: a matched transcriptomics approach after 8-week training-intervention
Nome da publicação: Acute and long-term exercise adaptation of adipose tissue and skeletal muscle in humans: a matched transcriptomics approach after 8-week training-intervention
Autores: Simon I. Dreher, Martin Irmler, Olga Pivovarova-Ramich, Katharina Kessler, Karsten Jürchott, Carsten Sticht, Louise Fritsche, Patrick Schneeweiss, Jürgen Machann, Andreas F. H. Pfeiffer, Martin Hrabě de Angelis, Johannes Beckers, Andreas L. Birkenfeld, Andreas Peter, Andreas M. Niess, Cora Weigert, Anja Moller
Fonte: International Journal of Obesity
Publicado em: 2023
Tipo de arquivo: Artigo de periódico
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Background Exercise exerts many health benefits by directly inducing molecular alterations in physically utilized skeletal muscle. Molecular adaptations of subcutaneous adipose tissue (SCAT) might also contribute to the prevention of metabolic diseases. Aim To characterize the response of human SCAT based on changes in transcripts and mitochondrial respiration to acute and repeated bouts of exercise in comparison to skeletal muscle. Methods Sedentary participants (27 ± 4 yrs) with overweight or obesity underwent 8-week supervised endurance exercise 3×1h/week at 80% VO2peak. Before, 60 min after the first and last exercise bout and 5 days post intervention, biopsies were taken for transcriptomic analyses and high-resolution respirometry (n = 14, 8 female/6 male). Results In SCAT, we found 37 acutely regulated transcripts (FC > 1.2, FDR < 10%) after the first exercise bout compared to 394, respectively, in skeletal muscle. Regulation of only 5 transcripts overlapped between tissues highlighting their differential response. Upstream and enrichment analyses revealed reduced transcripts of lipid uptake, storage and lipogenesis directly after exercise in SCAT and point to β-adrenergic regulation as potential major driver. The data also suggest an exercise-induced modulation of the circadian clock in SCAT. Neither term was associated with transcriptomic changes in skeletal muscle. No evidence for beigeing/browning was found in SCAT along with unchanged respiration. Conclusions Adipose tissue responds completely distinct from adaptations of skeletal muscle to exercise. The acute and repeated reduction in transcripts of lipid storage and lipogenesis, interconnected with a modulated circadian rhythm, can counteract metabolic syndrome progression toward diabetes.
Resumo traduzido por 
Antecedentes O exercício exerce muitos benefícios à saúde ao induzir diretamente alterações moleculares no músculo esquelético fisicamente utilizado. As adaptações moleculares do tecido adiposo subcutâneo (SCAT) também podem contribuir para a prevenção de doenças metabólicas. Objetivo Caracterizar a resposta do SCAT humano com base em mudanças nas transcrições e na respiração mitocondrial a episódios agudos e repetidos de exercício em comparação com o músculo esquelético. Métodos Participantes sedentários (27 ± 4 anos) com sobrepeso ou obesidade foram submetidos a exercícios de resistência supervisionados por 8 semanas, 3x1h/semana a 80% VO2pico. Antes, 60 minutos após a primeira e última sessão de exercícios e 5 dias após a intervenção, foram realizadas biópsias para análises transcriptômicas e respirometria de alta resolução (n = 14, 8 mulheres/6 homens). Resultados No SCAT, encontramos 37 transcrições reguladas de forma aguda (FC > 1,2, FDR < 10%) após a primeira sessão de exercício, em comparação com 394, respectivamente, no músculo esquelético. A regulação de apenas 5 transcritos se sobrepôs entre os tecidos, destacando sua resposta diferencial. Análises upstream e de enriquecimento revelaram transcrições reduzidas de captação, armazenamento e lipogênese lipídica diretamente após o exercício no SCAT e apontam para a regulação β-adrenérgica como potencial fator principal. Os dados também sugerem uma modulação do relógio circadiano induzida pelo exercício no SCAT. Nenhum dos termos foi associado a alterações transcriptômicas no músculo esquelético. Nenhuma evidência de bege/escurecimento foi encontrada no SCAT juntamente com respiração inalterada. Conclusões O tecido adiposo responde de forma completamente distinta das adaptações do músculo esquelético ao exercício. A redução aguda e repetida nos transcritos do armazenamento lipídico e da lipogênese, interligada a um ritmo circadiano modulado, pode neutralizar a progressão da síndrome metabólica em direção ao diabetes.