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Early activation and redistribution of calpain activity in skeletal muscle during hindlimb unweighting and reweighting

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The aims of this study were the following: (i) to determine whether activation of the Ca2+-activated protease, calpain, is an early event during hindlimb unweighting (HU) in skeletal muscle; and (ii) to assess whether calpain activity is greater during reweighting compared with HU alone. Rats were exposed to 12, 24, and 72h, or 9d of HU, followed by reweighting for 0, 12, or 24h. Calpain activities were assayed for total, soluble, and particulate fractions. Total calpain activity was increased in the soleus at all HU time points, whereas activities were elevated in the gastrocnemius only after 9d of HU. With reweighting, calpain activity remained elevated at all time points for both muscles. In general, reweighting the gastrocnemius increased its calpain activity more than during HU only, whereas reweighting the soleus did not produce additional increases in its calpain activity. The increases in calpain activity were associated with a proportional increase in activity of the particulate (membrane- and protein-associated) fraction. The results suggest that calpain activation is an early event during HU in the soleus, and that the increases in calpain activity in both muscles are associated with a redistribution of activity from cytosolic to particulate fractions.

La présente étude a eu pour but : (i) de déterminer si l’activation de la protéase activée par le Ca2+, calpaïne, est un événement précoce dans le muscle squelettique durant la décharge (unweighting) du train postérieur (DTP) et (ii) d’évaluer si l’activité calpaïne est plus importante durant la recharge (reweighting) que durant la DTP uniquement. On a soumis des rats à une DTP pendant 12, 24, 72h ou 9 jour, puis à une recharge pendant 0, 12 ou 24h. On a évalué les activités calpaïne pour déterminer les fractions particulaires, solubles et totales. L’activité calpaïne totale a augmenté dans le muscle soléaire à tous les instants de la DTP, alors que dans le muscle gastrocnémien, les activités n’ont augmenté qu’après 9 jour. Durant la recharge, l’activité calpaïne est demeurée élevée à tous les instants dans les deux muscles. En général, l’activité calpaïne du gastrocnémien a augmenté davantage lors de la recharge que durant la DTP uniquement, alors que la recharge du soléaire n’a pas entraîné d’augmentations additionnelles de son activité calpaïne. Les augmentations de l’activité calpaïne ont été associées à une augmentation proportionnelle de l’activité de la fraction particulaire (liée à la membrane et à la protéine). Les résultats donnent à penser que l’activation de la calpaïne est un événement précoce dans le muscle soléaire durant la DTP et que les augmentations de l’activité calpaïne dans les deux muscles sont associées à une redistribution de l’activité des fractions cytosoliques vers les fractions particulaires.
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Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2006

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