Das Zytoskelett unter Stress: Regulation der posttranslationalen Modifikation von Desmin infolge von akutem und chronischem krafttrainingsindiziertem mechanischem Stress 

Project details

Research objective

Das ztoskelettale Typ III Intermediärfilament-Protein, Desmin, hat in mechanisch hochbeanspruchten Geweben wie der Skelettmuskulatur (SkMuskel) eine große Bedeutung für Strukturerhalt, Spannungsübertragung und Schutz vor mechanischem Stress. Gleichzeitig gilt ein Verlust der IF-Integrität in Muskelfasern als Faktor, der zur Einleitung von Atrophie-Prozessen führt. Auf- und Abbau des Intermediärfilament (IF)-Systems sind eng über ihre posttranslationale Modifikation (ptM) via Phosphorylierung reguliert. Dabei ist eine erhöhte Phosphorylierung von Desmin (p_Des) mit einer verringerten und umgekehrt, eine niedrigere p_Des mit einer erhöhten Stabilität des IF-Systems assoziiert. Trotz der Bedeutung der ptM für die Desmin-Dynamik und damit die strukturelle und funktionelle Integrität von Zellen existieren hierzu bislang keinerlei Untersuchungen im humanen SkMuskel. Auf der Grundlage von eigenen publizierten sowie bisher unpublizierten Vorarbeiten ist davon auszugehen, dass durch gezielte muskuläre Belastung, der Phosphorylierungszustand des IF-Systems bewusst beeinflusst werden kann. Dabei scheint akute Belastung zumindest temporär zu einer Dephosphorylierung und damit erhöhter Stabilität der IF zu führen. Weitergehend nehmen wir an, dass chronische Belastung bzw. Training, zu einer persistent verringerten p_Des und damit anhaltender IF-Stabilisierung und folglich erhöhter mechanischer Stressresistenz führt. Dies soll untersucht werden, indem der Einfluss von akuter sowie chronischer Belastung auf den Phosphorylierungsstatus von Desmin mittels histologischer und molekularbiologischer Analysen im humanen SkMuskel ermittelt wird. Zudem soll der Einfluss von Belastungsvolumen und -intensität sowie zeitlicher Faktoren eruiert werden. Die notwendigen Interventionen wurden bereits durchgeführt und Gewebeproben liegen kryokonserviert zur Analyse bereit. Das vorliegende Forschungsvorhaben soll ermöglichen, ein detailliertes Verständnis von zeit-, intensitäts-, und volumenabhängigen Einflussfaktoren in Zusammenhang mit körperlicher Belastung auf die ptM von Desmin zu entwickelt. Dies kann als Ausgangspunkt gesehen werden, um potenzielle nicht-pharmakologische Einflussmöglichkeiten auf die Regulationsmechanismen des Desmin-IF Netzwerkes, damit die mechanische Stabilität und Stressresistenz, in SkMuskelfasern zu identifizieren.
StatusFinished
Effective start/end date01.03.2331.08.24