PDK4通过干扰碳水化合物代谢，导致急性缺氧时出现与时间相关的体力耐力下降

《Nutrition & Metabolism》：PDK4 drives time-dependent physical endurance impairment during acute hypoxia by disrupting carbohydrate metabolism

　　

摘要

背景

急性缺氧会严重损害骨骼肌功能，但其时间动态变化及潜在机制至今仍不清楚。

方法

雄性C57BL/6小鼠被置于常压缺氧环境（FiO₂ = 11.8%，相当于海拔4,500米）中，暴露时间为0、12、24、48和72小时。通过耐力测试和力量测试来评估其运动表现。利用RNA测序和生化分析方法检测转录组及代谢方面的变化。通过腺相关病毒（AAV）介导的基因敲低以及二氯乙酸（DCA）来验证研究结果。

结果

在缺氧12小时后，小鼠的耐力受损最为严重，到72小时时有所恢复趋势，而肌肉力量则持续下降。缺氧会引发代谢重编程，促使氧化磷酸化作用增强，同时在12小时时PDK4的表达显著上升。这一现象伴随着丙酮酸脱氢酶（PDH）的磷酸化程度增加，使得丙酮酸难以参与氧化反应，进而导致乳酸积累。无论是DCA处理还是AAV介导的PDK4敲低，都能改善小鼠在缺氧条件下的耐力表现。

结论

这些研究结果表明，急性缺氧会通过PDK4调控丙酮酸代谢来影响耐力，这为优化缺氧环境下的营养干预和治疗策略提供了理论依据。