Effects of aging on mitochondrial function in skeletal muscle of American American Quarter Horses

Abstract

Skeletal muscle function, aerobic capacity, and mitochondrial (Mt) function have been found to decline with age in humans and rodents. However, not much is known about age-related changes in Mt function in equine skeletal muscle. Here, we compared fiber-type composition and Mt function in gluteus medius and triceps brachii muscle between young (age 1.8 ± 0.1 yr, n = 24) and aged (age 17-25 yr, n = 10) American Quarter Horses. The percentage of myosin heavy chain (MHC) IIX was lower in aged compared with young muscles (gluteus, P = 0.092; triceps, P = 0.012), while the percentages of MHC I (gluteus; P < 0.001) and MHC IIA (triceps; P = 0.023) were increased. Mass-specific Mt density, indicated by citrate synthase activity, was unaffected by age in gluteus, but decreased in aged triceps (P = 0.023). Cytochrome-c oxidase (COX) activity per milligram tissue and per Mt unit decreased with age in gluteus (P < 0.001 for both) and triceps (P < 0.001 and P = 0.003, respectively). Activity of 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase per milligram tissue was unaffected by age, but increased per Mt unit in aged gluteus and triceps (P = 0.023 and P < 0.001, respectively). Mt respiration of permeabilized muscle fibers per milligram tissue was unaffected by age in both muscles. Main effects of age appeared when respiration was normalized to Mt content, with increases in LEAK, oxidative phosphorylation capacity, and electron transport system capacity (P = 0.038, P = 0.045, and P = 0.007, respectively), independent of muscle. In conclusion, equine skeletal muscle aging was accompanied by a shift in fiber-type composition, decrease in Mt density and COX activity, but preserved Mt respiratory function.

Submaximal exercise training improves mitochondrial efficiency in the gluteus medius but not in the triceps brachii of young equine athletes

“…Direct support comes from our previous analysis of myosin heavy chain (MyHC) isoform distribution in triceps and gluteus muscles from this same group of horses. At sampling depths of 5 cm, the triceps contained around 10% MyHC-I, 33% MyHC-IIa, and 55% MyHC-IIx, compared to the gluteus with 3% MyHC-I, 21% MyHC-IIa, and 75% MyHC-IIx 8 . A similar relation of type I fiber distribution between triceps and gluteus was reported for Dutch Saddle Horses at a sampling depth of 5 cm (~25% versus ~10% for the triceps and gluteus, respectively) 9 .…”

Diferença em proteólise <i>postmortem</i> entre <i>Bos taurus taurus </i>e<i> Bos taurus indicus</i> pode estar associada a capacidade máxima respiratória mitocondrial

“…A análise foi realizada sob responsabilidade da Professora Dra. Stephanie Wohlgemuth e está descrita de acordo com protocolo utilizado naquele laboratório (Li et al, 2016).…”

“…A linha azul representa a concentração de oxigênio (nmol mL -1 ), a linha vermelha representa o fluxo de O2 específico da massa muscular (pmol O2 s -1 mg -1 peso úmido, inclinação negativa da linha azul normalizada ao peso do tecido). As seções marcadas correspondem a fluxos de estado estacionário em diferentes estados de acoplamento (RB, F e E) (Adaptado e traduzido de Li et al, 2016) Para a análise de degradação da titina e da nebulina, amostras congeladas nos diferentes tempos (1, 3, 6, 24h, 7 e 14d postmortem), foram pulverizadas com nitrogênio líquido e dissolvidas em tampão de extração na relação 1:10 amostra:tampão (Warren, Krzesinski e Greaser, 2003 Degradação da nebulina = sinal da banda referente a nebulina / sinal da banda referente a miosina…”

“…O valor médio encontrado em torno de 25 pmol/s/mg de tecido para este estudo seria próximo daquele esperado para a espécie bovina. A relação entre este valor e a respiração máxima no músculo Gluteus medius de cavalos Quarto de Milha jovens, com valor médio de 80 pmol/s/mg de tecido (Li et al, 2016), situou-se em 3,2. Equinos apresentaram capacidade respiratória máxima 2,6 vezes superior a de bovinos (Weibel et al, 1991).…”

“…Resultados similares foram encontrados anteriormente, com taxa rápida de declínio de pH medido no Longissimus lumborum promovendo melhora na avaliação sensorial de maciez aos bifes maturados por 2 e 7d, além de menores valores de força de cisalhamento aos 2, 7 II, assim como a relação entre essas medidas apresentam valores próximos daqueles reportados na literatura. Para músculo Gluteus medius de cavalos Quarto de Milha jovens, a relação entre a respiração base e aquela observada pelos complexos mitocondriais I e II está em torno de 0,08(Li et al, 2016). A ausência de interação entre os tipos biológicos e temperaturas, bem como dos fatores isolados, mostra que o sistema de transporte de elétrons acoplado a produção de ATP tem mesmo comportamento para os tipos biológicos em ambos os cenários de temperatura avaliados.Por outro lado, o fluxo de oxigênio consumido pelo vazamento de prótons após adição de oligomicina (estado 4) difere tanto na comparação entre os tipos biológicos em temperatura de 38,5 o C como para os animais Brahman nas diferentes temperaturas.…”