Sphingomyelinase activity promotes atrophy and attenuates force in human muscle fibres and is elevated in heart failure patients
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Background Activation of sphingomyelinase (SMase) as a result of a general inflammatory response has been implicated as a mechanism underlying disease‐related loss of skeletal muscle mass and function in several clinical conditions including heart failure. Here, for the first time, we characterize the effects of SMase activity on human muscle fibre contractile function and assess skeletal muscle SMase activity in heart failure patients. Methods The effects of SMase on force production and intracellular Ca2+ handling were investigated in single intact human muscle fibres. Additional mechanistic studies were performed in single mouse toe muscle fibres. RNA sequencing was performed in human muscle bundles exposed to SMase. Intramuscular SMase activity was measured from heart failure patients (n = 61, age 69 ± 0.8 years, NYHA III‐IV, ejection fraction 25 ± 1.0%, peak VO2 14.4 ± 0.6 mL × kg × min) and healthy age‐matched control subjects (n = 10, age 71 ± 2.2 years, ejection fraction 60 ± 1.2%, peak VO2 25.8 ± 1.1 mL × kg × min). SMase activity was related to circulatory factors known to be associated with progression and disease severity in heart failure. Results Sphingomyelinase reduced muscle fibre force production (−30%, P < 0.05) by impairing sarcoplasmic reticulum (SR) Ca2+ release (P < 0.05) and reducing myofibrillar Ca2+ sensitivity. In human muscle bundles exposed to SMase, RNA sequencing analysis revealed 180 and 291 genes as up‐regulated and down‐regulated, respectively, at a FDR of 1%. Gene‐set enrichment analysis identified ‘proteasome degradation’ as an up‐regulated pathway (average fold‐change 1.1, P = 0.008), while the pathway ‘cytoplasmic ribosomal proteins’ (average fold‐change 0.8, P < 0.0001) and factors involving proliferation of muscle cells (average fold‐change 0.8, P = 0.0002) where identified as down‐regulated. Intramuscular SMase activity was ~20% higher (P < 0.05) in human heart failure patients than in age‐matched healthy controls and was positively correlated with markers of disease severity and progression, and with several circulating inflammatory proteins, including TNF‐receptor 1 and 2. In a longitudinal cohort of heart failure patients (n = 6, mean follow‐up time 2.5 ± 0.2 years), SMase activity was demonstrated to increase by 30% (P < 0.05) with duration of disease. Conclusions The present findings implicate activation of skeletal muscle SMase as a mechanism underlying human heart failure‐related loss of muscle mass and function. Moreover, our findings strengthen the idea that SMase activation may underpin disease‐related loss of muscle mass and function in other clinical conditions, acting as a common patophysiological mechanism for the myopathy often reported in diseases associated with a systemic inflammatory response.
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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 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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.
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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 ».