<i>In vitro</i> ketone‐supported mitochondrial respiration is minimal when other substrates are readily available in cardiac and skeletal muscle
Notice bibliographique
Résumé
Key points Ketone bodies are proposed to represent an alternative fuel source driving energy production, particularly during exercise. Biologically, the extent to which mitochondria utilize ketone bodies compared to other substrates remains unknown. We demonstrate in vitro that maximal mitochondrial respiration supported by ketone bodies is low when compared to carbohydrate‐derived substrates in the left ventricle and red gastrocnemius muscle from rodents, and in human skeletal muscle. When considering intramuscular concentrations of ketone bodies and the presence of other carbohydrate and lipid substrates, biological rates of mitochondrial respiration supported by ketone bodies are predicted to be minimal. At the mitochondrial level, it is therefore unlikely that ketone bodies are an important source for energy production in cardiac and skeletal muscle, particularly when other substrates are readily available. Abstract Ketone bodies (KB) have recently gained popularity as an alternative fuel source to support mitochondrial oxidative phosphorylation and enhance exercise performance. However, given the low activity of ketolytic enzymes and potential inhibition from carbohydrate oxidation, it remains unknown if KBs can contribute to energy production. We therefore determined the ability of KBs (sodium dl‐β‐hydroxybutyrate, β‐HB; lithium acetoacetate, AcAc) to stimulate in vitro mitochondrial respiration in the left ventricle (LV) and red gastrocnemius (RG) of rats, and in human vastus lateralis. Compared to pyruvate, the ability of KBs to maximally drive respiration was low in isolated mitochondria and permeabilized fibres (PmFb) from the LV (∼30–35% of pyruvate), RG (∼10–30%), and human vastus lateralis (∼2–10%). In PmFb, the concentration of KBs required to half‐maximally drive respiration (LV: 889 µm β‐HB, 801 µm AcAc; RG: 782 µm β‐HB, 267 µm AcAc) were greater than KB content representative of the muscle microenvironment (∼100 µm). This would predict low rates (∼1–4% of pyruvate) of biological KB‐supported respiration in the LV (8–14 pmol s−1 mg−1) and RG (3–6 pmol s−1 mg−1) at rest and following exercise. Moreover, KBs did not increase respiration in the presence of saturating pyruvate, submaximal pyruvate (100 µm) reduced the ability of physiological β‐HB to drive respiration, and addition of other intracellular substrates (succinate + palmitoylcarnitine) decreased maximal KB‐supported respiration. As a result, product inhibition is likely to limit KB oxidation. Altogether, the ability of KBs to drive mitochondrial respiration is minimal and they are likely to be outcompeted by other substrates, compromising their use as an important energy source.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».